土壤营养元素检测方法

土壤测定实验方法实验一 主要造岩矿物的识别一、目的意义各种岩石的风化物，对形成土壤类型和性状有很大的影响。在研究土壤特性与植物生长的关系时，首先应了解形成母质的岩石类型，而岩石是由矿物组成的，为了鉴别各种岩石，必须学会识别主要的造岩矿物。矿物是地壳中各种地质作用所形成的具有一定物理和化学性质的自然产物。大多数矿物呈固态。鉴别矿物的方法很多，室内可测定其化学成分，鉴别其物理性质；野外调查时，可用一些简单的工具和试剂（如放大镜、小刀、盐酸等），对矿物的物理性状和化学组成进行现场鉴别。二、矿物的主要物理性质1.结晶性状：晶质矿物具有一定的结晶性状，如石英呈六方柱和六方锥复合体的单晶或晶簇，在岩石中则成粒状，集合体则呈块状。有的矿物则出现双晶，如正长石的卡氏双晶，斜长石的聚片双晶，晶体石膏的燕尾双晶。这些是造岩矿物各自的结晶特征，具有特殊的鉴别意义。2.颜色：是矿物对光线吸收、反射、折射的物理性质的表征。各种矿物都有相对固定的颜色，如正长石呈肉红色，斜长石呈灰白色，角闪石暗绿至黑色，这是矿物本身固有的，是鉴定矿物的重要特征。但当矿物中含有的杂质时，则呈现另一些颜色，如无色透明或乳白色的石英，含杂质时则呈灰、黑、紫等色，可见不能仅凭颜色来鉴定矿物。3.条痕：是矿物粉末的颜色，硬度小的矿物在未上釉的白瓷板上刻划，留下的粉末痕迹。条痕可清除杂色，保存自色，更具有鉴定意义。如黄铁矿和黄铜矿都为黄色，但前者的条痕呈黑色，后者呈黑绿色。4.光泽：是矿物反射光的能力。可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。（1）金属光泽：具有金属光滑表面所呈现的光亮。如金、银、黄铁矿等。（2）非金属光泽：为透明或半透明浅色矿物常具有的光泽。可分为以下几类：金刚光泽：光亮很强，光辉夺目。如金刚石的光泽。玻璃光泽：似玻璃反射的光亮。如石英晶面、方解石、长石的光泽。珍珠光泽：似珍珠的明亮光润。如云母的光泽。丝绢光泽：似丝绢的瑰丽多采。如石绵、纤维石膏的光泽。脂肪光泽：似油腻的脂肪。如乳白色的断口具有这种光泽。（3）半金属光泽：介于金属光泽和非金属光泽之间。如赤铁矿等。5.硬度：是矿物抵抗外力磨擦或刻划的能力。一般采用摩氏硬度计来确定矿物的相对硬度（表1-1）。表1-1硬度12345678910代表矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石野外测定矿物硬度，常用一些简单的器具来代替摩氏硬度计。如指甲（硬度2.5）、铜器（硬度3.0）、铁器或玻璃片（硬度55.5）、钢器（6.5）、软铅笔（硬度1.0）；自然界中硬度大于7的矿物是很少见的。6.解理：矿物受外力作用后，沿着一定方向的面裂开，称解理。裂开后形成的光滑面称为解理面。有如下几种：（1）极完全解理：矿物极易裂成薄片状，解理面完整而光滑。如云母、绿泥石等。（2）完全解理：受力后沿解理面裂成小块，解理面光滑，断口少见。如方解石。（3）中等解理：在破裂面上可大致看出平整的解理面，断口经常可见。如长石、辉石等。（4）不完全解理：解理面不清晰，难以发现。如磷灰石。（5）极不完全解理：实际上是无解理。7.断口：是矿物受力打击后，不沿一定方向断裂，而出现不规则的断裂面。可分为以下几种：（1）贝壳状断口：断裂面有类似同心圆的起伏，似贝壳的外形。如石英。（2）锯齿状（参差状）断口：断裂面有锯齿状或片状的尖棱。如纤维石膏。（3）阶梯状断口：断裂面局部与解理面相交形成一个角。如斜长石。（4）土状断口：有平坦而粗糙的表面。如高岭土。除以上几种物理性质外，还有透明度、比重、弹性、气味、感觉等。三、实验材料石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、方解石、高岭土、褐铁矿、赤铁矿等。四、实验工具小刀、瓷板、放大镜、稀盐酸、铁钉、玻璃片等。五、鉴定步骤根据各种矿物的主要物理性质，按以下步骤进行鉴定：1.先观察矿物的颜色、结晶性状和光泽。2.以简单的工具确定矿物的硬度，对硬度小的可在未上釉的白瓷板上刻划，观察条痕颜色。3.观察矿物的解理及断口情况。4.对白色或硬度小的矿物可滴加稀HCl，观察是否有泡沫产生。将观察鉴定结果，填入表1-2。表1-2主要造岩矿物观察鉴定结果表编号性状光泽颜色解理断口硬度条痕主要化学成分其它矿物名称实验二 岩浆岩的识别一、目的意义土壤是由岩石经风化和成土作用形成的，岩石中的矿物和化学组成，直接影响着土壤的许多性状，从而影响着植物的生长情况。岩石是一种或多种矿物的集合体。在掌握了主要造岩矿物的识别后，还应进一步学会识别各种岩石。通过本次实验，学会鉴定岩浆岩的特征的基本技能，为野外识别岩浆岩和土壤母质打下基础。二、岩浆岩的主要特征岩浆岩是岩浆在地壳深处侵入或喷出地表冷凝而形成的。它的矿物组成、产状、结构和构造都有其本身的特点。1.矿物组成：岩浆岩主要是浅色的石英、正长石、斜长石、云母，以及深色的角闪石、辉石、橄榄石组成。根据其中SiO2的含量多少可分为：酸性岩(SiO265%)；中性岩(SiO26552%)；基性岩(SiO25240%)；超基性岩(SiO25mm）、中粒（25mm）、细粒(0.22mm)，是深成岩所具有的结构。（2）隐晶结构：矿物颗粒结晶细小，肉眼难以辩认，岩石断面较粗糙，为浅成岩和喷出岩所具有。（3）斑状结构：矿物颗粒大小不等，较大矿物的晶体分散于隐晶质或玻璃质之间，较大的晶体称为斑晶，而隐晶质或玻璃部分称为石基，多为浅成岩所具有。（4）玻璃结构：矿物没有结晶，断面较光滑，喷出岩所具有。4.构造：指岩石各组成部分的矿物在排列方式和填充方式上所赋予岩石的外貌特征。有以下几种：（1）块状构造：岩石中矿物颗粒呈无定向排列，较致密均匀地分布于岩石中，可看出结晶颗粒的称块状显晶构造。（2）流纹状构造：岩石中矿物颗粒呈定向排列而形成不同色调的条带，似流水，为喷出岩具有。（3）气孔状构造：岩石中有许多椭圆和浑圆的空洞，为岩浆喷出时压力减小，导致其中的气体来不及喷出就冷却形成的空洞，为喷出岩具有。（4）杏仁状构造：岩石的气孔被后期的矿物填充而成，为喷出岩具有。岩浆岩的结构和构造反映了岩浆岩的生成环境，是鉴别岩石的重要依据。三、实验材料花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、流纹岩、玄武岩、粗面岩、闪长玢岩、橄榄岩等。四、鉴定步骤1.借助岩浆岩简单分类表，根据岩石颜色，酸性指示矿物（石英、橄榄石）有无确定为酸性或超基性岩，就可进行第四步，判断它是什么岩石，若无批示矿物则进行第二步鉴定。2.根据岩石浅色矿物，区别正长石和斜石，同时根据深色矿物以何种为主，进一步确定其酸性，如以辉石为主，则为基性岩类，可以进行第四步，判别它是什么基性岩。3.根据正长石和斜长石，区别它属于正长岩还是闪长岩组。4.根据其结构和构造区别出喷出岩或深成岩，若是深成岩即可鉴定出岩石名称。若是喷出岩还需进一步区别它是新相岩还是古相岩。将观察鉴定结果填入表2-1（另绘制表格）。表2-1编 号颜 色构 造结 构矿物组成产 状酸 度名 称表2-2 岩浆岩分类表产状构造岩石类型超基性岩类基性岩类中性岩类酸性岩类SiO2含量65%颜色深(黑、绿、深灰)-浅（红、浅灰、黄）主要矿物橄榄石辉石角闪石基性斜长石辉石中性斜长石角闪石正长石酸性斜长石石英 次要矿物结构基性斜长石黑云母橄榄石角闪石黑云母黑云母正长石石英黑云母角闪石喷出岩块状气孔状玻璃质少见浮岩、黑曜石气孔杏仁状流纹状致密块状隐晶质斑状少见玄武岩安山岩流纹岩侵入岩浅成块状等粒斑状少见辉绿岩闪长玢岩花岗斑岩深成块状等粒橄榄岩辉长岩闪长岩实验三 沉积岩与变质岩的识别一、沉积岩是在地表和近地表条件下，各种母岩（处于地表的岩浆岩、变质岩和早期生成的沉积岩）经外力作用（风化、搬运、沉积、硬结）而成。其物质成分为岩石碎屑、砂粒、粘土、有机体以及化学和生物化学物质。其中碎屑物质常见的为石英、白云母，是经机械破碎胶结而成的。粘土矿物类主要是高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）是一些铝硅酸盐风化沉积而成的。化学沉积矿物是化学物质在溶液中沉积形成的。主要有方解石、白云石、硫酸盐、氯化物、氧化物等。1.沉积岩的结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、胶结物的数量以及它们之间的组合关系。可分为：（1）碎屑结构：碎屑沉积岩是由胶结物和大大小小的颗粒组成的。胶结物按其成分不同可分为泥质、砂质、铁质、硅质的。按颗粒大小和形状可分为：角砾状结构：岩屑颗粒2mm，且有棱角。砾状结构：岩屑颗粒2mm，但砾石呈圆形或卵形，无棱角。砂状结构：岩屑颗粒20.1mm，颗粒均一，表面粗糙，胶结物在颗粒表面界线不太清楚。粉砂状结构：岩屑颗粒0.10.01mm，颗粒与胶结物混合难分，表面有滑腻感。（2）泥质结构：岩屑颗粒0.01mm，外观上结合较致密，粘质，似泥巴。（3）化学结构：与岩浆岩相似，指矿物或岩石颗粒的大小形状。如晶粒状、鲕状、豆状、肾状。（4）生物结构：岩石的全部或大部由生物遗体和碎片组成。如煤、珊瑚。2.沉积岩的构造：是指岩石组分的空间分布及其相互的位置关系。最显著的特征是具有层理和层面构造，反映了生成环境，是区别于岩浆岩和变质岩的重要特征。（1）层理构造：由于时间的先后和沉积时的环境不同，而在颗粒大小、颜色、成分、形状上出现不同所显现出来的成层现象。（2）层面构造：层与层之间的接触面，是在各种地质作用和古气候的影响下在层面上保留下来的痕迹。如波痕、泥裂、雨痕、足迹、结核等。二、变质岩是地壳上原有的岩石（岩浆岩、沉积岩和早期形成的变质岩）通过地壳运动（下降到地壳深处或上升到地表，受高温高压，化学作用的影响而发生变质），使原来岩石的结构、成分等发生改变而生成的新岩石。由于原岩不同，变质作用的因素不同，因而形成了各种变质岩。此外，随着变质过程的发生，还产生了一系列原岩化学成分的重组合，矿物的重结晶，因此出现了一些变质岩特有的次生矿物，如绢云母、柘榴石、石绵、石墨、绿泥石、兰晶石、十字石、红柱石等。1.变质岩的结构：与岩浆岩相似，且大多是结晶所成的，属全晶结构（只有变质不深的泥质板岩为非完全结晶），但需加上变晶二字，如隐晶变晶结构、斑状变晶结构、显晶（粗粒、中粒、细粒）变晶结构。2.变质岩的构造：变质岩所特有的是片理构造，即岩石中的一些片状或柱状矿物在定向压力的作用下垂直于应力而定向排列。所呈现的片理根据变质程度的深浅和矿物结晶的大小以及排列情况的不同可分为：（1）板状结构：变质较浅的一种片理，片理较厚，成板状，片理面上光泽微弱，矿物颗粒细小，肉眼难辨认，外表平整，受力后可沿板面劈开。（2）千枚状构造：断面上可见很多相互交错极薄的小层，片理面上呈丝娟光泽（绢云母所致）。（3）片状构造：片状矿物沿一定平行方向排列，在断面上可见到一定平行面上排列的小片，形成极薄的片理，且片理面上丝绢光泽较强。（4）片麻状（条带状）构造：变质形成的片状、柱状或较粗大的粒状矿物，黑白相间成层排列呈条带状。（5）斑点（眼球）构造：在暗色石基中有明显的、浅色的、聚集成一团的砾石状或眼球状矿物颗粒。（6）块状构造：矿物无定向排列，看不出片理，物质均匀分布，成致密的块状。变质岩的命名：变质岩多根据其构造命名。如片岩、千枚岩、板岩等。三、实验材料1.沉积岩类：砾岩、角砾岩、砂岩、页岩、石灰岩2.变质岩类：千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩。四、实验方法按岩石的物质成分、结构和构造，参阅表3-1，表3-2确定岩石名称，并将观察结果逐项填入表3-3，表3-4（另绘制表格）。表3-1 沉积岩分类表沉积类型沉 积 物 组 成岩 石 名 称碎屑沉积巨砾、卵石、砾石块石、角砾、碎石各类砂粉 砂粘 土火山弹、火山砾、火山角砾火山灰砾 岩角砾岩砂 岩粉砂岩页岩、泥质岩块集岩、火山角砾岩凝灰岩化学沉积氯化物（NaCl、KCl）硫酸盐（CaSO4、CaSO4.2H2O）碳酸盐（CaCO3、MgCO3）氧化物（SiO2、Fe2O3）岩盐、盐石 膏石灰岩、白云岩、硅和铁的氧化物生物沉积贝壳砂、珊瑚砂、其它钙质遗体（CaCO3）石灰岩硅藻软泥（SiO2）植 物硅藻土泥炭、煤表3-2 变质岩分类简表构 造结 构原 岩 石主 要 矿 物岩 石 名 称块 状粒状变晶砂 岩石 英石 英 岩粒状变晶石灰岩、白云岩方解石、白云石大 理 盐块 状变余泥质、隐晶变晶页 岩粘 土 质板 岩千枚状隐晶变晶、细晶变晶页岩、凝灰岩云 母千 枚 岩片 状页岩、玄武岩安山岩、凝灰岩云 母片 岩滑 石绿 泥 石角 闪 石片麻状花岗岩、砂岩与花岗石相似片 麻 岩表3-3 沉积岩观察鉴定结果记录表编 号结 构构 造主 要 物 质 成 分成 因其 它名 称实验四 土壤样品制备和土壤水分的测定一、土壤样品的处理和制备野外采回来的样品，经登记编号后，还要经过一系列的处理风干、磨细、过筛、保存等，才能用于各项分析。样品的风干取回的样品除了某些项目（如自然含水量、硝态氮、铵态氮、亚铁等）的速测。需用新鲜土样测定外，一般项目都用风干样品进行分析。因潮湿的样品易发霉变质，不能长期保存。样品的风干可挂于通风橱中或是干净的木盘上摊开，压好标签进行风干。风干时应保持通风良好，无氨气、尘埃、酸蒸汽或其它化学气体的污染，应经常翻动样品以加速干燥，并用手捏碎土块土团，使其直径在1cm以下，否则干后不易研磨。另外，捏碎土块可及时剔除其中的动植物残体，避免日后碾碎混入土样中，而增加有机质等含量，并注意除去动、植物残体或新生体等物。一般35天即可风干。潮湿季节可适当延长。样品的制备风干后的样品还需经过磨细，使其通过一定的筛孔。因不同分析项目要求不同，而且称量样品很少或样品分解较困难，因此，必须经过磨细等处理。将风干样用木棒碾碎，使其全部通过2mm筛孔。凡经研磨都不能通过者，记为石砾须遗弃。必要时应称重，计算石砾含量。凡是通过2mm筛孔的样品，用四分法选取平均样品100g。贮于广口瓶中备用。剩下的样品继续磨细，至全部通过1mm孔筛，同上法取平均500g，贮于广口瓶中供一般化学分析，其余样品再研钵中磨细，使其全部通过0.25mm孔筛（使用研钵时不应敲击，以免损坏研体）。通过0.25mm孔筛的土样，再用四分法选出200g，其中100g进行精选，在放大镜下剔除草根与植物残体及其半分解产物，把精选的和未精选的分别装入广口瓶中，前者供腐殖质及全氨分析用，后者供矿质全量分析用。 样品的保存供生产和科研工作分析用的土样，通常要保存半年至一年，以备必要时查核，样品应放在磨砂广口瓶中，在避免日光、高温、潮湿和有酸碱气体等影响的环境中保存。并贴上标签，注明样品编号、土壤名称、采集地点、采样深度、采样日期、采集人和过筛孔径等。标准样本或对照样本则要长期妥善保存。使用工具：剖面刀、小铲、样品袋、标签、标本盒、铅笔、木棒、木盘、镊子、放大镜、台称、研钵、广口瓶、土壤筛（孔径2mm、1mm、0.25mm）等。二、土壤水分的测定（一）目的意义土壤水分是土壤肥力四大因素之一。它影响着土壤中养分的分布、转化和有效性，以及土壤的通气状况，所以土壤水的含量与林木生产有很大的关系。不同土壤水分含量是不同的，进行土壤理化常规分析时，必须以绝对干燥的样品为基准才能使分析结果在一致的基础上进行比较，使整个分析结果有一个合理的相对性数值，因此必须对土壤水分进行测定。（二）测定方法测定土壤含水量的方法有多种，常见有的烘箱法、洒精燃烧法、红外线法以及中子测定法，本实验着重介绍烘箱法，并对酒精燃烧法、红外线法做些简单介绍。（三）方法原理（烘箱法）土壤水分可分为分子内部结合水、分子间的吸湿水和可供植物吸收利用的自由水三类。结合水要在600700的高温下才可除去，而由于分子间引力所吸附的吸湿水，只要转变为气态水即可除去，对有机质含量低的土壤，采用1052的温度烘烤。（此温度下同时可除去自由水）烘烤时间。应达恒重为此，对有机质含量高的土壤则需要用减压低温法（7080温度，20毫米汞柱），根据土样在烘烤时失去的重量。即可计算土壤水分百分含量。（四）测定方法 风干土吸湿水的测定将称皿（或铝盒）编号连盖置于105110烘箱内烘烤半小时，取出置于干燥器内冷却后（约半小时），连盖在分析天平上准确称重，得W1。粗称510g过1mm孔筛土样平铺于称皿中，再精确称重得W2，移入加热至105110的烘箱内，烘烤8小时（此时，应把盖子斜放在皿侧），取出加盖于干燥器中，冷却至室温（约半小时）立即精确称重得W3，再放入烘箱中烘3小时（以求恒重）取出冷却称重得W4，直到恒重（两次重量之差3毫克）。表4-1 结果记录与计算编号土壤名称称皿重W1称皿加风干土重W2称皿加烘干土重W3含水量% 自然含水量的测定 烘干法与上述方法完全相同，只是需称量25g自然湿土，且只要感量1/10或1/100天平即可（因新鲜土样含水量常在10%以上，25g土样就含水分几克，普通天平即可满足其要求精度）。 红外线法将样品置于红外线灯下，利用红外线照射的热能。使样品水分蒸发，而测其含水量。此法快速简便。固定红外线灯于铁架上，下面垫一石棉板。（距灯中心510cm），称取5g（精确至0.01g）土样平铺于已知重量的称皿（或铝盒）中，置于红外灯下（每次可放46个样品，照射37分钟称重（有机质含量少的样品715分钟），时间太长，易引起有机质碳化而造成误差。结果计算同烘干法。 酒精燃烧法本法是利用酒精在土壤中燃烧，使其水分蒸发，由燃烧前后的重量算出土壤含水量，与烘箱法相比差值在0.50.8%左右。称取10g土样（大的植物根系及石砾应剔除）放入已知重量的铝盒中（精确至0.01g）。加入适量酒精至土样浸透，点火燃着连续灼烧23次，使达恒重。按下式计算含水量烧失重是指称量土样前后的重量差。（六）仪器设备称皿、铝盒、烘箱、干燥器、分析天平、普通天平、95%酒精、玻棒、火柴等。注意事项:烘箱法测定含水量时，不要用手直接接触称皿。冷却后应立即称重，且称量时应迅速、准确。烘时应揭开皿盖，称量时则应盖上皿盖。实验五 土壤质地的测定一、目的意义土壤质地是各粒级组反映出来的特征，它对土壤的理化性状有着直接的影响，在林业生产上常以土壤质地作为苗圃地、造林树种选择、排灌量估计、土壤肥力判断以及耕作，施肥措施等的重要参考资料。二、方法选择土壤是由不同粒径的颗粒组成的，各粒级的百分组成可通过一定的分析方法来确定。常用的有筛分法、流水冲洗法、吸管法、比重计法等。吸管法精确度高，但较烦琐，多用于科研。比重计法有两种：一是常用比重计法，适用于精度要求不太高，但对粒级分组要求较细的测定；另一种是比重计速测法，虽然精度不高，但省时且已能满足一般生产工作对土壤资料的需要，适用于大批土样的测定。本实验着重介绍比重计速测法。三、测定原理经分散处理的土粒在悬液中自由沉降，粒径不同沉降速度不同，粒径愈大，沉降愈快。根据司笃克斯（stakes）定律（即在悬液中沉降的土粒，沉降速度与其粒径平方成正比，而与悬液的粘滞系数成反比），算出不同直径的土粒在水中沉降一定距离所需时间，并用特制比重计测出土壤悬液中所含土粒（指0.5mm，0.25mm及0.1mm的粒组重量）。测其溶液温度，参照表5-1，查出不同温度下不同粒径沉降所需时间，用沉降棒上下搅拌1分钟（下至筒底，上至液面，起落约30次），取出沉降棒，立即记时。在规定时间前20分钟将比重计轻轻放入沉降筒中心，到达规定时间，立即准确读取比重计数值（比重计与水平面相交处弯月面上缘）。由于分散剂引起悬液比重增加，因此需做空白校正（除不加土样外，均按样品分散处理和制备悬液时使用的分散剂和水质加入沉降筒中，保持在与样本相同的条件下，读取的比重计数值）。另外由于比重计刻度是以20为标准的，低于或高于此温度均会引起县液粘滞度的改变，而影响土粒的沉降，因此需进行温度校正，其校正值可从表5-2查得。五、结果计算根据计算得到的数值查表5-3即可确定土壤质地名称。六、试剂与仪器0.5NaOH溶液，称取20g化学纯NaOH ，加蒸馏水溶解后，定容至1000ml。0.5N草酸钠溶液：称取20g化学纯草酸钠33.5g，溶解后，定容至1000ml。0.5N六偏磷酸钠溶液：称取化学纯六偏磷酸钠51g，溶解后定容至1000ml。2%碳酸钠溶液：称取化学纯碳酸钠2g溶于100ml蒸馏水中。鲍氏比重计（甲种）温度计橡皮头玻棒搅拌棒沉降筒（1000ml量筒）振荡机（180次/分）粗天平、分析天平烘箱、干燥器、铝盒。0.1mm小铜筛（6cm）、电热板、小量筒、漏斗、烧杯、计量器、三角瓶等。表5-1 小于某粒径颗粒沉降时间表（简易比重计用）温 度（）0.05mm0.01mm0.05mm0.01mm时分秒时分秒时分秒时分秒413243255485130422504861254025048712338245488120372404891183623048101183522548111153422548121123322048131103221548141103121548151830215481616292548171528204818122730155481910271554820582615048215626150482255251504823542430145482454241454825532330140482651231354827502213048284821301304829462113048304520128483145193012548324519125483344191204834441830120483542181204836421811548374017301154838381730115483937171154840371711048表5-2 甲种比重计温度较正表温度（）校正值温度（）校正值温度（）校正值6.08.0-2.218.5-0.426.5+2.29.09.5-2.119.0-0.327.0+2.510.010.5-2.019.5-0.127.5+2.611.0-1.920.0028.0+2.911.512.0-1.820.5+0.1528.5+3.112.5-1.721.0+0.329.0+3.313.0-1.621.5+0.4529.5+3.513.5-1.522.0+0.630.0+3.714.014.5-1.422.5+0.830.5+3.815.0-1.223.0+0.931.0+4.015.5-1.123.5+1.131.5+4.216.0-1.024.0+1.332.0+4.616.5-0.924.5+1.532.5+4.917.0-0.825.0+1.733.0+5.217.5-0.725.5+1.933.5+5.518.0-0.526.0+2.134.0+5.8表5-3 卡庆斯基土壤质地分类表物理性粘粒（%）物理性沙粒（%）质地名称0510095粗砂土5109590细砂土10209080砂壤土20308070轻壤土30407060中壤土40506050重壤土50605040轻粘土60704030中粘土8020重粘土实验六 土壤比重、容重的测定及土壤孔隙度的计算一、目的意义土壤比重、容重和孔隙度是土壤的基本物理性质，根据测定土壤比重的结果可以大致判断土壤的矿物组成，有机质含量及母质、母岩的特性，测定土壤容重则可计算单位面积内的土体重量，并以此来推算土壤水分、养分的含量，也可计算出土壤灌水定额。由土壤比重和容重的测定结果，可以计算出土壤也孔隙度，为了解土壤中水、肥、气、热等肥力因子的相互关系、提供参考资料。二、方法选择比重的测定采用比重瓶法，容重的测定方法有环卫法、蜡封法、水银排出法、填砂法。-射线法等。蜡封法和水银排出法主要测定一些呈不规则形状的粘性土块或坚硬易碎土壤的容重；填砂法复杂又费时，多用于石质土壤；-射线法需要特殊仪器和防护设施，不易广泛应用；环刀法操作简便，结果比较准确，能反映田间实际情况，故介绍环刀法。三、土壤比重的测定 方法原理据排水称重的原理，测得与土壤同体积的水重，知道土壤含水率，便可算出土壤的比重，一般土壤的平均比重为2.65。 操作步骤（本实验须做二次平行测定）均匀称取通过1mm筛孔的风干土样（精确到0.001g），放入干燥的小烧杯内。另取一小烧杯煮沸蒸馏水5分钟，以除去水中CO2，冷却至室温，注入比重瓶中。注满后加塞，使瓶内蒸馏水沿瓶塞中毛细管流出（毛细管中也需充满水），用滤纸擦干比重瓶，在分析天平上称重得（A）。然后将比重瓶内的水倾出约一半，将已称好的10g土样经干漏仔细倒入比重瓶中，粘在瓶壁和漏斗上的土粒用水洗入比重瓶内，将比重瓶放在电热砂盘上加热，沸腾后保持30分钟，煮沸过程中要经常摇动比重瓶，以驱赶土中的空气。从砂盘上取下比重瓶，待冷却后注水至满，插入比重瓶塞、使多余的水分沿毛细管孔中排出，但切勿使比重瓶中留有气泡，擦干比重瓶外壁，称重（C），同时测定瓶内水温。 结果计算式中：B烘干土样重（g）At时比重瓶+水的重量（g）Ct时比重瓶+水+土样的重量（g） dwtt时蒸馏水比重。 仪器比重瓶（可用50ml容量瓶代替）、分析天平、电热砂浴、浇杯、漏斗、滤纸等。注意事项:对于含活性胶体较多或含水溶盐0.5%的土壤，均不宜用加水煮沸的方法，否则会使测定结果偏高，而应用烘干样品测定。改用非极性液体（如苯、甲苯、二甲苯、汽油、煤油等）代替水，用真空抽气法排出空气。煮沸时的温度不可过高，否则砂质土易蹦溅出来，有机质多的土液亦易漫出瓶口，故温度应控制在刚使液面保持微微翻动。四、土壤容重的测定 测定原理利用一定体积的钢制环刀，切割自然状态的土壤，使土样充满其中，然后称量计算单位体积的烘干土重。 操作步骤先量取环刀的高度及内径，并计算出容积（V）。在台称上称取环刀重量（S）（精确到0.01g）。将环刀锐利的一端垂直压入土中，有时需工具帮助。不可左右摇动，以使土壤自然结构不被破坏，直到环刀全部压入土中。然后用小铲将环刀从土中挖出，并用小刀仔细沿环刀边缘修整削平，切除多余的土壤，将环刀的土壤全部移入已知重量（b）的铝盒中，带回室内，称取铝盒与湿土的重量（c）,烘干后，再称取铝盒与干土的重量（d）。土壤比重D= 有时因环刀体积过大，土壤全部烘干费时较长，亦可在野外采土后，立即将环刀与筒内土壤迅速称重（e），由(e)与(a)之差计算出湿土重(f)。由湿土中取出一部分土壤测定含水量(w)再计算整个环刀的全部干土重。经此计算土壤容重。土壤容重= 本实验须做三次以上重复。 仪器环刀、小刀、小铁铲、台称、1/100天平、铝盒、烘箱等。五、土壤孔隙度计算土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙，计算方法如下：土壤总空隙度 土壤毛管孔隙度（P2）=土壤田间持水量D土壤非毛管孔隙度（P3）= P1- P2土壤通气性=总孔隙度-（自然含水量容重） 实验七 土壤PH值的测定（电位法）一、目的意义土壤的PH值是各种土壤的基本性质，它对土壤肥力有较大的影响，对土壤中各种微生物的活动、有机质的分解、营养元素的释放与转化、阳离子的代换吸收等都有密切的关系。各种植物的生长发育要求一定的pH值，并且pH值是常规分析中，其它许多项目分析方法选择的依据。二、方法原理土壤的酸碱度按其存在方式，可分为活性酸和潜在酸。活性酸是由土壤溶液中的氢离子引起的（是土壤产生酸性的根源），用水可提取出这种活性氢离子；潜在酸则是由土壤胶体吸附的氢、铝离子引起的，其酸度离子可用中性盐或强碱弱酸盐代换到溶液中。用一指示电极和一参比电极插入土壤悬液中，则构成一电池反应，再用pH计测定两电极间的电位差。然后根据电位差即可计算出氢离子浓度或pH值（电位差的大小决定于悬液中氢离子的浓度，氢离子浓度在pH计上已用它的负对数值pH表示，因此可直接读出pH值。三、测定方法称取通过1mm筛孔的风干土样5g，放入50ml小烧杯中，加入蒸馏水25ml，用玻棒间隙地搅拌30分钟，使土体完全分散，放置1520分钟后用校正过的酸度计进行测定。此时应将玻璃电极球部渗入悬液土层中，甘汞电极浸在悬液上部清液中，以减少悬液效应，酸度计的使用请参阅有关书籍。当上述测定的pH值7%的称0.1g,47%称0.2g,24%称0.3g,2%称0.5g），放入干燥的硬质试管中。（应直接倒入试管底部，避免沾在管壁上）。用滴定管准确加入0.8N K2Cr2O75ml，轻轻摇动试管，使管内土样分散。（勿使土壤粘在试管上部）。再沿管壁缓慢加入浓H2SO45ml，在试管口加一小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。把试管插入铁丝笼中并放入预先加热至180190的油浴锅中，此时油温下降至170180，保持此温度。当试管内容物开始沸腾时，计时煮沸5分钟（温度和时间对测定结果影响较大，应准确计时）。取出试管，稍冷后擦净管外油液。将试管内容物用蒸馏水洗入三角瓶中，瓶内总体积不要超过6070ml，加入23滴邻菲罗啉指示剂，用0.2N FeSO4滴定，溶液颜色由橙黄变绿再突变到棕红色即为终点。若以二苯胺做指示剂，应于溶液中先加入NaF粉末1小勺或50% H3PO43ml（使溶液中Fe3+与其络合成无色络离子，以消除滴定时产生的红褐色Fe2(SO4)3的干扰，然后加入二苯胺1ml，此时溶液呈暗紫色，用0.2N FeSO4滴定至暗绿色即为终点。同时做空白试验（以消除药品不纯等的影响），加石英砂、防止暴沸。四、结果计算有机质 式中：V0 滴定空白时消耗的FeSO4毫升数； V 滴定样品时消耗的FeSO4毫升数； N FeSO4的当量浓度；0.0031毫克当量碳的克数。五、试剂配制及仪器设备0.8N K2Cr2O7溶液：称取分析纯K2Cr2O739.224g溶于蒸馏水中，定容至1000ml，贮于试剂瓶中备用。0.2NFeSO4溶液：称取分析纯FeSO47 H2O56g溶于蒸馏水中，加6N H2SO430ml,水稀释至1000ml，此溶液需用0.1N K2Cr2O7溶液在用前准确标定。0.1N K2Cr2O7标准溶液：准确称取在120130下烘3小时的K2Cr2O74.9033g溶于少量蒸馏水中，缓慢加入70ml浓H2SO4，冷却后定容至1000ml刻度。邻菲罗啉指示剂：称取分析纯邻菲罗啉1.485g和FeSO47 H2O0.695g，溶于100ml蒸馏水中，贮于棕色滴瓶中备用。二苯胺指示剂则称二苯胺0.5g，加水20ml，然后缓慢加入浓H2SO4100ml，溶解后贮于棕色瓶中备用。六、仪器油浴锅、液体腊、硬质试管、铁丝笼、分析天平、0300温度计、酸式滴定管、洗瓶、三角瓶(150ml)、小漏斗等。注意事项：此法要求有机质含量在2%以上者，相对误差不超过0.05。有机质含量低于2%的，绝对误差不超过0.05。因此，必须根据有机质含量多少来决定称样量。消煮好的溶液颜色，一般应是黄色或黄中稍带绿色，如以绿色为主，则说明重铬酸钾用量不足，滴定时消耗FeSO4的量少于空白用量的三分之一，则可能氧化不完全，应弃去重做。实验九 土壤全氮的测定（重铬酸钾-硫酸消化法）一、目的意义氮素是植物最重要的营养元素之一。土壤中的氮素多以有机态存在于土壤腐殖质中，只有少量的无机态氮肥，以硝酸根、亚硝酸根和氨根离子的形式存在于土壤溶液中，或被土壤胶体吸附。土壤全氮包括了有机和无机态氮的总含量。测定土壤全氮含量不但可以作为施肥的参考，而且可以判断土壤肥力，据此拟定施肥措施。二、方法原理土壤中含氮有机化合物在催化剂的参与下，与浓H2SO4共煮消化分解，使其所含的氮转化为氨，并与硫酸结合成硫酸铵，再以蒸馏、扩散或比色等方法测定氮量。本实验采用重铬酸钾硫酸消化、蒸馏测氮，主要反应式如下：NH2CH2CONH-CH2COOH4+H2SO42NH2-CH2CONH+SO2+(O)NH2-CH2CONH+3H2SO4NH3+2C02+3SO2+ 4H2O2NH2-CH2CONH+2K2Cr2O7+9H2SO4(NH4)2SO4+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+4CO2+10H2O(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O+2NH3NH3+H3BO3H3BO3NH3H3BO3NH3+HCLH3BO3+NH4CL三、测定步骤准确称取通过0.25mm孔筛的土样0.10.5g放入消化管中，有机质含量大于5%时应加12g焦硫酸钾，以提高硫酸的氧化能力。加浓H2SO45ml，摇匀，使样品充分湿润。在消化管口加一小漏斗。于消化炉上高温消煮15分钟左右（当大量冒白烟，摇动时瓶壁无黑色碳粒粘附即可）。冷却后，用移液管加入5ml饱和重铬酸钾溶液，在消化炉上低温微沸5分钟（此时不能使硫酸发烟），加入重铬酸钾后，如瓶内液体呈绿色或消毒12分钟后变成绿色，应补加1g重铬酸钾继续消煮，若消煮5分钟以上才变绿色，又无发烟现象，则对结果无大影响。否则应弃去重做。冷却后，把消化管理内容物洗入蒸馏室中，从加碱杯加入25ml 40% NaOH，通过蒸气，将盛有25ml 2%硼酸和1滴定氮混合指示剂的三角瓶承接于冷凝管下端（管口浸在三角瓶中的液面下，以免吸收不完全）。蒸馏20分钟后，检查蒸馏是否完全（方法是：在冷凝管下端取1滴蒸出液于点滴板上，加1滴纳氏试剂，如无黄色，即表示蒸馏完全。）如不完全，则继续蒸馏，直到蒸馏完全为止。取下三角瓶（先用少量蒸馏水冲冷凝管下端），用0.02mol/LHCL标准液滴定，溶液由兰变为微红色即为终点。实验的同时应做空白试验。四、结果计算式中：滴定样品时消耗HClml数； O滴定空白时消耗HClml数； 0.0141mg当量氮的克数； NHCL的当量浓度五、试剂配制及仪器设备 试剂饱和重铬