土壤学实验大纲

1、土 壤 学 实 验 大 纲福建农林大学资源与环境学院2007年2月土壤学实验大纲（Experiment of Soil Science）（12学时）实验一 主要造岩矿物、和岩浆岩、沉积岩、变质岩的识别（验证性，3学时）1、实验的目的：（1）通过本实验能利用矿物的物理性质和盐酸反应进行肉眼识别主要造岩矿物。（2）学习鉴别岩浆岩、沉积岩、变质岩特性的基本技能，通过本实验能利用岩石的颜色、结构、构造、矿物组成来鉴别岩浆岩、沉积岩和变质岩，为野外识别土壤母质打下基础。2、实验方法和原理：（1）各种土壤有一定的物理特性和化学性质，在野外可以依据这些特性和性质来初步鉴定矿物，通常用来鉴别矿物的简单化学性质

2、的是矿物对稀盐酸的反应。（2）a岩浆岩：主要依据岩石的结构和构造、颜色、矿物组成、岩性等来识别岩浆岩的名称。b沉积岩和变质岩：根据沉积岩和变质岩的结构、构造、矿物组成以鉴别其岩石名称。3、实验仪器：放大镜、瓷板、稀盐酸、小刀、铁钉4、实验操作方法：(1)先观察颜色、结晶形态、及其光泽，再用简单工具测试其硬度，硬度小的矿物可在毛瓷板上磨划，观察其条痕，对白色或硬度小的矿物可以滴加盐酸，观察是否有气泡产生。对矿物稍加外力，以观察其解理和断口情况。(2)依据三大类岩石各自的结构、构造、矿物组成不同进行识别a岩浆岩：先观察颜色、构造、结构、矿物组成、产状及岩性，最终确定岩石名称。b沉积岩和变质岩：先观

3、察结构、构造、主要矿物组成、形成的原因，最终确定岩石名称。5、实验中需要特别注意、强调的问题要注意对每一种矿物的物理性质的观察; 要注意对每一种岩石的物理性质及其结构、构造、矿物成分的观察实验二 土壤样品的采集、处理和保存（验证性，3学时）1、实验的目的：掌握土壤剖面的挖掘方法，土壤发生层的划分以及土壤形态特征的调查方法和描述，掌握土壤分析样品的采集方法。按分析项目的要求进行不同规格的土样处理和保存2、实验方法和原理：土壤分析样品的采集，是根据研究的目的要求和采样地的特点不同，而决定采样规则的，但是无论什么情况，采集的土壤样品不应少于1 kg。野外采集到的土样，应当场记好标签，带回室内后要逐袋

4、进行登记，和立即进行风干，以防微生物作用引起土壤生化性状发生变化，待土样完全干燥后，按分析项目的要求，将土壤捻细过筛，然后放入广口瓶中或封口塑料袋中密装保存，待各项分析使用。3、实验仪器：（1）土样采集使用工具铁锹、锄头、小钢卷尺、剖面刀、样品袋(布袋、纸袋或塑料袋)、标签、铅笔、塑料薄膜。（2）土样制备使用工具：牛皮纸、硬木板、木棒、台称、镊子、玛瑙研钵、广口瓶(或纸袋)、标签、土壤筛(孔径2mm、1mm和0.25mm)等。4、实验操作方法：（1）剖面调查及样品采集根据研究的目的要求和采样地的特点不同，而决定采样规则。（2）分析样品处理和保存四分法取样用木棒碾压过2mm筛装袋写好标签方格法取

5、样用研磨过0.25mm筛装袋写好标签。5、实验中需要特别注意、强调的问题（1）样品进行风干过程中要特别注意尘土及酸碱等的污染；（2）要注意磨细过筛过程中是逐级过筛的；（3）样品要贴上标签后保存，写标签时别出错。实验三 土壤吸湿水、土壤pH值的测定和质地的测定（综合性实验，3学时）步骤1 土壤吸湿水的测定1、实验的目的：土壤吸湿水的测定在土壤分析中也是必要的，因只有在一致的水分基础上，才能将分析所得的结果进行互相比较，通过本实验掌握土壤吸湿水的测定。2、实验方法和原理：土壤水分的测定方法很多，最常用的是105-110烘干法，在此温度下，自由水和吸湿水都能烘干，而一般土壤有机质则不致分解，但是也有

6、某些有机质在此温度烘烤时能逐渐分解而失重，而另一些有机质则逐渐氧化而增重。因此，严格说来，用烘干法只有测得近似的水分含量。由于一般天然有机质含量不多，其中受烘烤而起明显变化的又占少数，故用烘干法所求得的水分含量的准确度和精密度通常已能达到土壤分析的要求。因此在一般土壤分析工作中，测定土壤水分仍以烘干法为基础。用烘干法测定土壤水分时，烘烤的时间，应该以达到恒重为准，但由于上述误差的存在，特别是含有机质较多的土壤要达到恒重是有困难的，故也可以人为地规定一个一定的烘烤时间(如在105-110下烘8小时)，有机质含量特别高的土样可以用减压低温法(用70-80的温度，在小于20毫米汞柱压力下)烘干之，由

7、土样在烘烤期间的失重，即可计算土壤水分百分率，此法的误差决定于使用天平的精确度和取样代表性。红外线照射和酒精燃烧也是目前土壤水分测定时，去除水分的手段，前者是利用红外线辐射的热能，使样品中的水分迅速蒸发，后者是利用加入土壤中的酒精燃烧时，将水分同时蒸发，以测定土壤含水量。本指导书主要介绍烘干法和酒精燃烧法测定土壤含水量的操作步骤。3、实验仪器：电子天平、1/100天平、干燥器、铝盒、恒湿干燥箱、85%酒精、铁线棒。4、实验操作方法：（1）烘干法：称样放入小铝盆烘箱内烘干称量计算（2）酒精燃烧法：称样放入小铝盆加入一定量95%酒精点火燃着称量计算5、实验中需要特别注意、强调的问题用95%酒精点燃

8、时要特别小心，注意安全，加入酒精的量不能太多。步骤2土壤pH值的测定和质地的测定1、实验的目的：通过本实验能应用甲种密度计法测定土壤机械组成并进行质地名称查表确定、应用酸度计法测定土壤酸碱度。2、实验方法和原理：（1）土壤pH值测定：用水或中性盐溶液(如KCl)浸提土壤中的活性氢离子或代性氢离子，用电位计测定该土壤悬液的电位差。然后根据电位差计算出氢离子活度或pH值 ，一般酸度计均可直接读得pH值。目前一般使用的酸度计，常以pH值玻璃电极为指示电极，以甘汞电电极或银一氯化银电极为参比电极，当将电极插入土壤悬液时，即构成一电池反应。饱和甘汞电极(或银一氯化银电极)土壤悬液(或溶液)玻璃膜0.1H

9、ClPt在参比电极间与指示电极之间产生电位差，由于差比电极的电位是固定的，因此两电极之间电位差的大小决定于悬液中的氢离子活度，pH即为氢离子活度的负对数值。测定未知溶液或土壤悬液pH值之前，必须先用已知pH值不同的标准缓冲溶液调整酸度计，酸碱性不同的土壤样品，选用pH值不同的标准缓冲剂，酸性土壤用pH4.01，中性土壤用pH6.87，石灰性土壤用pH9.18进行调查。（2）土壤质地测定：密度计法是利用甲种土壤密度计即鲍氏密度计，观察土壤悬液密度的变化，然后置于沉降筒中，让分散的土粒在悬液中自由沉降，经过不同的时间，用密度计测定悬液的密度变化，一观察土粒分布的变化，密度计的读数直接指示出悬液在密

10、度计所处深度的悬液中土粒的含量，也就是说，可以从密度计刻度上直接读出每升悬液中所含土粒的重量，而这半部分土粒的半径(r)，也可从已知的读数时间(即沉降时间t)以及密度计浮泡在悬液中所处的有效沉降深度(L)值(亦即土壤实际沉降距离)，按下式计算出：式中：r-土粒半径(mm)L-土粒沉降深度（mm）t-沉降时间(S)-水的粘滞系数(g/cmS)q-重力加速度(981cm/S2)ds-土粒密度(g/cm3)dw-水的密度(q/cm3) 土粒沉降深度(L)值，在密度计罚中是因密度计读数而异的. 因此密度计读数既表示悬浮液图例重量百分数，又表示这一部分土粒在悬液中所处深度(L)，即液面至此密度计浮泡体积

11、中心的距离)，从浮悬土粒重量百分数可直接得出小于某粒径土粒的含量，再以密度计揭示出悬液深度计计算出土粒直径，但是在测定时，由于密度计放入悬液中，液面因之升高，所以密度计读数并不能代表土粒沉降时所经过的实际距离，所以密度计应用前，必须校正，绘制校正曲线，取得校正值.3、实验仪器：（1）土壤pH值测定：pH酸度计(雷磁25型数显式pH计)，复合玻璃电极，50ml小烧杯，50ml量筒，天平等。（2）土壤质地测定：甲种密度计、1000ml量筒，木搅拌器、0.25mm分样筛、高脚烧杯、洗瓶、玻棒（带橡皮头）、钟表、天平、干燥器、称重瓶、烘箱。4、实验操作方法：（1）土壤pH值测定：称样浸提测定（雷磁25

12、型数显式pH计）（2）土壤质地测定：称样分散土粒制悬液测定悬液比重空白、温度、比重计校正值。5、实验中需要特别注意、强调的问题（1）土壤pH值测定特别注意、强调的问题：要洗干净小烧杯（2）土壤质地测定特别注意、强调的问题：a本式样如果要获得正确的结果，其关键在于土粒是否完全分散，故在操作过程中必须注意，同时必须尽力避免操作过程中土粒或悬液的丢失.b每次将密度计及温度计放入悬液和取出时，必须小心不可过于振荡溶液.c温度以19.4为标准，高于或低于19.4时，可按温度校正表加以校正.d如土壤含有机质过多，则悬液面上每有泡沫发生，妨碍密度计读数，这时可以加1-2滴辛醇(或用酒精)于悬液中，以消除泡沫

13、.实验四 土壤有机质的测定（验证性，3学时）1、实验的目的：土壤有机质含量的高低受土壤的利用方式、土壤的深度、土壤的环境、植被类型等多种因素的影响，本实验通过对不同利用方式的土壤及不同层次土壤有机质含量的分析测定，让学生掌握丘林法测定土壤有机质的方法及其原理，并学会分析不同土壤及不同土壤层次有机质含量差异产生的原因。2、实验方法和原理：丘林法是较准确而且迅速测定土壤有机质含量的容量法，其原理是用已知浓度的过量氧化剂，氧化有机质中的碳，用已知浓度的还原剂回滴剩下的氧化剂，根据氧化剂的消耗量计算出有机碳的含量，最后以有机碳的含量换算成土壤有机质含量。3、实验仪器：天平、油浴锅、250ml和50ml

14、三角瓶、小漏斗、10、100ml量筒、酸式滴定管、洗瓶、硬质试管。4、实验操作方法：称样消煮滴定计算5、实验中需要特别注意、强调的问题（1）、由于不同地区土类性质差异很大，故应用本法测定的结果的校正系数亦有差异，对长江以南的红壤，测定结果还是符合要求的，但本法在测定盐土有机质时所含Cl会一起被氧化，而使结果偏高，可以在消煮时加入适量的CaO进行络合作用而消除Cl的还原作用（2）、氧化剂(1：1的K2Cr2O7和FeSO4)所含的量必须十分准确，最好用半微量或普通的自动吸管加氧化剂(用大肚吸管，其误差较大)，因氧化剂的粘滞性大而会有不少附着在吸管过滴定管上，1滴氧化剂之差可引起2%的误差。因此加入试剂的量要准确，但要做到是不容易的，如掌握每次加等量的试剂时，都用同样的时间，可以消除一定误差。（3）、反应的温度和时间的控制是十分重