嘉应学院园林生态学实验指导书

1、嘉应学院园林生态学实验指导书实验1环境因子对植物形态结构的影响一、实验目的1、掌握生长在不同环境下的植物形态结构的特点，理解植物形态结构是如何适应于其生境特征。掌握从植物外部形态及生长，生境特点上鉴别植物耐荫性的方法。2、理解植物器官的结构特点对植物生长发育及其环境适应的意义。初步判定植物对光照强度的适应类型.。3、使学生掌握划分植物生活型的方法，并通过不同地区和不同植被类型植物生活型的分析，进一步认识植物与环境的关系及划分植物生活型的生态意义二、实验原理：1、在植物的生长发育过程中，光和水是极其重要的生态因子。根据植物与其生境中水分的的关系，把植物分为水生植物、陆生植物（包括了中生植物和旱生

2、植物）。水生植物依据其生活型又可分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。生长在不同环境中的植物，在演化过程中会形成一些适应环境的结构特征，其中以叶的结构变化最为显著。叶子是植物的重要器官，它有两大生理功能，光合作用和蒸腾作用。蒸腾作用是根系吸收水分的动力之一，植物根系吸收的矿物质主要是随蒸腾液流上升并转运到植物体的其他部位。另外，蒸腾作用也能降低叶片的表面温度，从而使叶子在强烈的日光照射下，不至于因温度过分升高而受损伤。但蒸腾作用会消耗很到植物体内的水分，因而植物根系吸收的水分和叶片蒸腾作用消耗的水分之间需达到一个等量的状态，即水分平衡状态。植物在长期的进化过程中，逐渐形成了防止水分散失的结构，如叶

3、表面的角质层，密生绒毛，气孔下陷或形成气孔窝，叶片内储水组子发达等，都是为了适应保持水分，减少水分蒸腾的特征。植物生活于不同的生态环境中其叶片的这些适应性结构不同，形态变化也较大。阳光是植物光合作用的能量来源，但是由于植物长期适应不同的环境条件，不同植物需要的光强不同。根据植物对光强的不同要求，把它们分为阳性植物、阴性植物、耐阴植物三大类。阳地植物与阴生植物是生长在不同光照强度环境中的植物，由于叶是直接接受光照的器官，因此，受光照强度的影响，也就容易反映在它们的形态和结构上。又因为具有相同基因型的植物若长期生活在不同的生态环境中，会出现结构和生理的趋异性；而不同基因型的植物生活在同一环境中，又

4、会出现趋同性，所以，即使是同一植物，因叶所处位置的光照不同，也会有阴生与阳生的差异。一般来说树冠上部和向阳一面的叶，具阳生叶特征；而树冠下部和阴面的叶则具阴生叶的特点。由此也可以看出叶是最具变化的器官。2、生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。对植物而言，其生活型是植物对综合环境条件的长期适应，而在外貌上反映出来的植被类型。它的形成是植物对相同环境条件趋同适应的结果。在同一类生活型中，常常包括了在分类系统上地位不同的许多种，因为不论各种植物在系统分类上的位置如何，只要它们对某一类环境具有相同或（相似）的适应方式和途径，并在外貌上具

5、有相似的特征，它们都属于同一类生活型。关于植物生活型的分类有各种标准和系统，这里采用丹麦生态学家Raunkiaer的生活型分类系统和中国植被中的生活型系统。（1）Raunkiaer 的生活型分类系统他以植物体在度过生活不利时期（冬季严寒、夏季干旱）对恶劣条件的适应方式作为作为分类的基础。具体的是以休眠或复苏芽所处位置的高低和保护的方式为依据，把陆生植物划分为五类生活型。1）高位芽植物（Phanerophytes） 休眠芽位于距地面25 厘米以上，又依高度分为四个亚类，即大高位芽植物（高度30 米），中高位芽植物（830米），小高位芽植物（28米）与矮高位芽植物（25厘米到 2米）。如乔木、灌木

6、和一些生长在热带潮湿气候条件下的草本等。2）地上芽植物（Chamaephytes） 更新芽位于土壤表面之上，25厘米之下，多为半灌木或草本植物。受土表的残落物保护，在冬季地表积雪地区也受积雪的保护。3）地面芽植物（Hemicryptophytes） 又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，在不利季节，地上部分全枯死，即为多年生草本植物。4）地下芽植物（Cryptophytes） 又称隐芽植物，更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。5）一年生植物（Therophytes） 是只能在良好季节生长的植物，以种子的形式度过不良季节。（2）中国植被

7、一书中即按植物体态划分出下列生长型类群：.木本植物1.乔木：具有明显主干，又分出针叶乔木，阔叶乔木，并进一步分出常绿的，落叶的，簇生叶的，叶退化的。2.灌木：无明显主干，也可按上述原则进一步划分。3.竹类。4.藤本植物。5.附生木本植物。6.寄生木本植物。半木本植物7.半灌木与小半灌木。草本植物8.多年生草本植物：又可分出蕨类，芭蕉型，丛生草，根茎草，杂类草，莲座植物，垫状植物，肉质植物，类短命植物等。9.一年生植物：又分冬性的，春性的与短命植物。10.寄生草本植物。11.腐生草本植物。12.水生草本植物：又分挺水的，浮叶的，漂浮的，沉水的。.叶状体植物13.苔藓及地衣。14.藻菌。统计某个地

8、区或某个植物群落内各类生活型的数量对比关系称为生活型谱。通过生活型谱可以分析一定地区或某一植物群落中植物与生境（特别是气候）的关系。从各个不同地区或各个不同群落的生活型谱的比较，可以看出各个地区或群落的环境特点，特别是对于植物有重要作用的气候特点。表1不同植物耐荫性类型的主要差异特征阳性植物阴性植物1、外观冠形伞形圆锥形枝叶分布稀疏，透光度大浓密，透光度小叶型一般只有阳生叶有阴阳叶或只有阴生叶枝下高大，自然整枝强小，自然整枝弱相对高较小较大2、生长发育生长较快较慢开花结实较早较晚寿命较短较长3、生境特征干旱贫瘠土壤湿润肥沃土壤4、群落群落内天然更新少或无多自然稀疏出现早，强度大出现晚，强度小或

9、无5、生理光补偿点高低光饱和点高低叶绿素a/叶绿素b较大（喜直射，利用红光）较小（喜散射，利用蓝紫光）可溶性蛋白含量较高较低其它参考树冠的叶幕区稀疏透光，叶片色淡而质薄，如果是常绿树，其叶片寿命较短的为阳性树。叶幕区浓密，叶色浓而且质地厚的，如果是常绿树，则叶可在树上存活多年的为耐荫树；常绿性针叶树的叶呈针状的多为阳性树，叶呈扁平或呈鳞片状而表、背区别明显的为耐荫树；阔叶树中的常绿树多为耐荫树，而落叶树种多为阳性树或中性树。表2阳生叶与阴生叶形态、解剖及生理特性比较特征阳生叶阴生叶叶片形态厚而小薄而大叶片颜色较浅较深角质层发达不发达栅栏组织较厚或紧密较薄或稀疏气孔较密较小较希较大叶脉较密较稀叶

10、绿素含量较少较多蒸腾作用较强较弱光补偿点、饱和点高低三、实验材料：校园内生长在不同生境条件下植物种类四、方法与步骤：1、在校园内选择20种完全展叶的成年植物（包括乔木和灌木），分别按下列指标分级进行观测，结果填入”结果1-1”中。生活型：乔木（针叶、阔叶、常绿、落叶）、灌木（常绿、落叶）。冠形：伞形、近伞形、近圆锥形、圆锥形。枝叶分布：稀疏、较稀疏、较浓密、浓密。 透光度：枝叶透光面积占树冠面积的百分比。叶型：“阳生叶”只着生阳生叶；“阳、阴”有阳生叶和阴生叶分化；“阴生叶”只着生阴生叶。枝下高（m）：最下一轮活枝到地面的高度。 冠高比：树冠长度与树高之比。相对高：植物株高（树高m）与基径（胸

11、径cm）之比。生长速度：快，较快，较慢，慢。开花结实：早，较早，较晚，晚。 寿命：短，较短，较长，长。生境：干旱贫瘠，较干旱贫瘠，较湿润肥沃，湿润肥沃。2、综合考虑各观测指标，对20种植物的耐荫性按由强到弱的顺序（1，2，3，）排序；3、根据各植物的耐荫性顺序，并结合年龄、气候、土壤条件对耐荫性的影响，确定不同植物的耐荫性类型（阳性植物、中性植物、阴性植物）结果1-1植物耐荫性鉴别调查记录表种名生活型冠形枝叶分布透光度叶型枝下高冠高比相对高生长速度开花结实寿命生境条件排序类型植物耐阴性指标量化表结果1-2植物阳生叶、阴生叶形态、解剖结构特征观察记录表特征海桐樟树夹竹桃阳生叶阴生叶阳生叶阴生叶阳

12、生叶叶片形态长度（cm）宽度（cm）厚度（cm）叶片颜色栅栏组织层数紧密度气孔相对密度相对大小叶脉相对密度其它特征结果1-3植物阳生叶、阴生叶形态、解剖结构特征观察记录表种名生活型（Raunkiaer分类）生长型（中国植被分类）水分适应生态类型光强适应生态型土壤适应生态型分类气温适应生态类型睡莲印度胶榕旅人蕉马尾松仙人掌沿阶草木棉蒲葵狗牙根雪松圆柏紫薇桑寄生鸡屎藤升马唐繁缕附注：根据不同植物对气温的反应，可将其生态类型分为：（1）喜冷植物：例如某些藻类，在零上低温（020）环境中生长发育，当温度在1520以上即受高温伤害。（2）中生植物：例如水生和阴生的高等植物，地衣和苔藓等，在中等温度103

13、0环境下生长和发育，温度超过35就会受伤。（3）喜温植物：可能 在30100中生长。其中有一些是在45以上就受伤害，称为适度喜温植物，在65100才受害，称为极度喜温植物。实验报告要求写出小组合作成员姓名（以6-12人一组为宜），根据调查记录表分析你所调查植物的耐荫性、光适应性、生活型、生长型的典型特征，主要内容就是三个表格（结果1-1、1-2、1-3）。简要说明根据植物生长发育过程中对光照强度的不同适应性在栽培管理及群落配置的应用上应注意的问题。实验2 群落调查与分析一、实验内容群落调查取样方法、种群分布、群落种类组成分析、物种多样性与均匀度分析。二、目的要求：掌握种群和群落调查的基本方法、

14、了解群落结构分析方法、掌握群落物种多样性计算的基本方法，了解群落的结构和功能的关系。三、主要仪器设备罗盘仪（指南针3个）、GPS（3个）、皮尺（、测绳、胸径围尺、记录夹等。四、实验地点城郊象山（分成5-6个小组）。五、实验方法及原理物种多样性代表了群落组织水平和功能的基本特征，它通常包涵两种涵义：（1）种的数目或丰富度（species richness），即一个群落或生境中物种数目的多寡；（2）种的均匀度（species evenness or equitability），即一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合

15、指标，生态学考察中较多使用的多样性指数有辛普森指数（Simpson's index）、香农-威纳（ShannonWIener）指数及均衡度指数。1. 辛普森多样性指数（Simpson's diversity index） ：该指数指数假设，对无限大的群落随机取样，样本中两个不同种个体相遇的几率可认为是一种多样性的测度。用公式表示为：辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率=1-随机取样的两个个体属于同种的概率设种i 的个体数占群落中总个体数的比例为 Pi，那么，随机取种i两个个体的联合概率就为Pi2，如果我们将群落中全部种的概率合起来，就可得到辛普森指数 D，即，式

16、中，S 为物种数目。2. 香农-威纳指数（Shannon-Weiner index）及均衡度：该指数假设在无限大的群落中对个体随机取样，而且样本包含了群落中所有的物种，个体出现的机会即为多样性指数。种信息量越大，不确定性也越大，因而多样性也就越高。其计算公式为：，。式中：H为香农指数；E为香纳均衡度指数；Pi 为第i个种在全体物种中的重要性比例，如以个体数量而言，ni 为第i 个种的个体数量，N为总个体数量，则有Pi=ni/N；S 为物种数目。1、样地法样地法通常是在群落内圈出一定面积，称样方，对样方内的生物进行调查的方法。样方的大小和数目根据群落的不同而不同。革本群落的样方大小通常为lm2，

17、较高的草本群落也有用4m2或更大的样方。灌木的样方大小通常为3m3m、4m×4m甚至5 m x 5m。乔木的样方大小通常为100m2。样方的数目据群落的类型、物种的丰富程度以及人力和时间等确定。但全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。2、数据整理将野外调查的原始资料条理化，并演算出一些反映群落特征的数量指标。其中反映种群在群落中优势度大小的指标有： 相对多度：指种群在群落中的丰富程度。计算式为： 相对多度=(某种植物的个体数同一生活型植物的个体总数)×100频度与相对频度：频度是指一个种在所作的全部样方中出现的频率。相对频度指某种在全部样方中的频度与所有种频度和之比。计

18、算式为：频度=该种植物出现的样方数/样方总数相对频度=(该种的频度/所有种的频度总和)×100六、具体步骤（1）样地选取随机设置、规则设置、主观设置。（2）样地大小草本群落的样方大小通常为1m2，较高的草本群落也有用4 m2或更大的样方。灌木的样方大小通常为3m×3m、4m×4m、5m×5m。乔木的样方大小通常为100 m2 、400 m2。样方的数目据群落的类型、物种的丰富程度以及人力和时间等确定。但全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。（3）调查记录调查记录的内容、项目随研究目的不同而不同。但原则是不宜罗列得太繁太细致，以免影响调查进度。细致的数

19、据整理分配工作应在室内进行。研究群落的组成和结构，可使用群落调查表格，群落调查表格根据研究目的和对象而制订。（4）分析针阔混交林和马尾松群落分析：（1） 对比针阔混交林和马尾松林，其物种多样性很大区别。马尾松林中乔木马尾松占绝对优势，为建群种。在阔叶针叶林中主要为马尾松、苦槠和枫香，各物种之间在高度上互相竞争，争夺太阳光照面积。（2）在灌木层中，针阔混交林中物种数目也明显多于马尾松林，马尾松的绝对优势是树冠层很密，使得进入灌木层的阳光很有限，于是林下植物发育较弱，地被层主要是蕨类、苔藓和少量阔叶草本植物，枯枝落叶层较厚，分解程度低，营养回复利用效率低，对灌木的多样性有负效应。（3） 在稳定性上

20、，相对于马尾松林来说，针阔混交林中物种多样性高，群落的结构复杂，其自我调节能力强，在结构和功能上具有更好的稳定性，使更成熟的群落类型。七、结果数据（表中的数据仅是举例说明）样地一二三四五灌木白花檵木73305乌药44003黄瑞木000110三叶刺楠37013柃木20670草本桑露001000乔木形状胸径cm树高m枝下高m树皮颜色树皮质地树冠形状冠幅m*m马尾松286.73.27棕褐粗糙圆锥2.07*1.43灌木形状层次盖度最高m均高m白花檵木中层6.7%2.442.23冬青下层11.2%2.341.92乌药下层2.7%0.840.74黄瑞木中层18%2.031.82刺楠下层3.5%1.541.

21、3山矾下层0.3%1.31.3八、数据处理乔木层植物名称株数相对多度马尾松8346.4枫香3117.3苦槠6536.3草本植物名称株（丛）数频度相对频度桑露0.2100 实验3 植物化感作用的研究绿豆萌发过程中化感物质的释放及其显示一、实验目的和要求1、初步学习怎样通过试验方法来研究植物化感作用的存在。2、培养独立进行试验设计和科学研究的能力。3、通过实验过程中小组同学的密切合作，加强团队精神。二、实验原理：将一颗绿豆种子种在含有1.0%（W/V）琼脂的培养皿中央，围绕绿豆种子周围播上莴苣种子。当绿豆种子萌发时，可以看到释放的化感物质在种子周围形成一个浅棕色的环，如果用一个四氟塑料环阻止绿豆释

22、放的化感物质扩散到莴苣种子处，则莴苣种子可以正常萌发和生长；但如果任由这些化感物质扩散，则莴苣的种子基本不再萌发，显示绿豆在萌发过程中能释放大量的化感物质。研究还证实，绿豆释放化感物质（葡萄糖苷黄酮类物质）的速度很快，24h内达到最大值，48h内90%的化感物质均已释放到环境中。在接近绿豆种子0.4cm范围内，莴苣的萌发率仅为3%，即使萌发的莴苣根长也仅为1/15；在0.7cm范围内，莴苣的萌发率则上升到41%，根长达到对照的59%；到1.2cm范围内，化感作用显著减弱。三、实验步骤：1、在培养皿中加入含有1.0%（W/V）的琼脂溶液100mL。2、将一颗绿豆种子种在该培养皿中央。3、围绕绿豆

23、种子周围播上莴苣种子10粒（莴苣种子与绿豆种子之间的距离分别为0.5cm、1cm、1.5cm和2.0cm。4、另取4个加入含有1.0%（W/V）的琼脂溶液100mL的培养皿，不加绿豆种子，分别在距培养皿中央0.5cm、1cm、1.5cm和2.0cm 处播上莴苣种子10粒。5、在室温（15-20）下放置2d后，观察并统计莴苣的萌发率和莴苣根长变化情况。6、对观察结果进行统计分析，得出实验结论。注意：每9人1组，每组内每个处理重复2次。四、实验仪器设备培养皿；琼脂；绿豆；莴苣。实验4 土壤理化性质测定与分析1 土壤样品的采集和制备土壤样品的采集是否具有代表性，是决定分析结果能否正确反映土壤特性的关

24、键。因此，采集的土壤样品必须具有代表性，以确保土壤质量分析结果的正确性。从田间采集来的土壤样品不可直接进行化学分析，需经过筛或风干过筛等处理后方可进行分析。因此，在风干过筛处理中保持最小的误差是同样的重要。本实验的目的在于通过土壤样品采集的实践，使学生更好地掌握采集具有代表性土壤样品的技能和合理处理样品的技能。名称规格数量土钻上海3cm1土钻上海10cm1电子吊秤300KG1电子秤上海1000g/0.01g216磅锤2钢铲进口3手锯2枝剪3帆布袋3密封袋30塑料绳1卷PVC管32mm12PVC管20mm12防滑手套5锄头大小各3把8金属土壤筛土壤筛是一套不同孔径的都有3套环刀3套1.1土壤样品

25、的采集耕层混合土壤样品的采集（1）确定采样单元根据有关资料和现场勘查后，将采样区划分为数个采样单元，每个采样单元的图类型，肥力状况和地形等因素要尽可能均匀一致。（2）确定采样点数及采样点位置采样点数的确定，取决于采样区域的大小、地块的复杂程度和所要求的精密度等因素，一般以5-20个为宜。采样点位置的确定要遵循随机布点的原则，常采用“S”型布点方式，该方式能较好地克服耕作、施肥等农业措施造成的误差。但在采样单元面积较小，地形变化较小，地力较均匀的情况下也可采用对角线（或梅花）形布点方式。为从总体上控制采样点的代表性，避免在堆过肥的地方和田埂，沟边以及特殊地形部位采样。（3）各采样点土样的采集遵循

26、采样“等量”的原则，即每点所采土样的土体的宽度、厚度及深度均相同。使用采样器采样时应垂直于地面向下至规定的深度。用取土铲取样应先铲出一个耕层断面，再平行于断面下取土。（4）混合土样的制备将个点采集的土样集中在一起，尽可能捏碎，混均；如果采集的样品数量过多，可用四分法将多余的土样弃去，以取1kg为宜。其方法是将混均的土样平铺成四方形，划对角线将土样分成四份，将其中一对角线的两份弃去，如所剩样品仍很多，可重复上诉方法处理，知道所需数目为止。采集含水较多的土样时（如水稻土），四分法很难使用，可将各样点采集的烂泥状样品搅拌均匀后，再取出所需数量。将采好的土样装袋，土袋最好采用布制的，以保持通气。（5）

27、制作采样标签及采样记录选用耐浸润的纸签（牛皮纸或硫酸纸），用铅笔在标签上注明采样地点，日期，采样深度，土壤名称，编号及采样人等，一式两份，土袋内外各放一份。同时做好采样记录。土壤剖面样品的采集即按土壤发生层次的采样。首先在能代表研究对象的采样点挖掘1×1.5m左右的长方形土壤剖面坑，较窄的一面向阳，作为剖面观察面。挖出的土应放在土坑的两侧，而不要放在观察面的上方。土坑的深度根据具体情况确定，一般要求达到母质层或地下水位。根据剖面的土壤颜色、结构、质地、松紧度、湿度及植物根系分布等，划分土层。按研究所需了解的项目逐项进行仔细观察，描述记载，然后至上而下逐层采集样品，一般采集各层最典型的

28、中部位置的土壤，以克服层次之间的过渡现象，保证样品代表性。每个土样质量1kg左右，将采集的样品放入样品袋，写明标签（同上）。（1）土壤诊断样品采集为找出造成某些植物发生局部死苗失绿，矮缩，花而不实等异常现象的原因，必须对土壤进行某些成分的分析测定。一般应在发生异常现象的范围内，采集典型土壤样品，多点混合，同时在附近采集正常土样作为对照。（2）土壤盐分动态样品的采集淋溶和蒸发是造成土壤剖面中盐分季节性变化的主要原因，因此，这类样品的采集按垂直深度分层采取。即从地表起每10cm或20cm划为一个采样层，取样方法多用“段取”即在该取样层内，自上而下，全层均匀的取土，这样有利于土壤储盐量的计算，或绘制

29、土壤盐分分布图。研究盐分在土壤中垂直分布的特点时，则多用“点取”即在各样取样层的中间位置取样。此外，应特别注重采样的时间和深度，因为盐分上下移动受不同时间的淋溶与蒸发作用的影响很大。（3）土壤物理性质测定样品采集如测定土壤容重和空隙度等物理形状，需要原状土样，其样品可直接用环刀在各土层中采取。采取土壤结构性的样品，必须注意土壤湿度，不宜过干或过湿，最好在不粘铲经接触不变形时分层采取。在取样过程中须保持土块不受挤压，不变形尽量保持土壤的原状，如受挤压变形的部分要去掉。土样采后要小心装入铁盒。其它项目土样根据要求装入铝盒或环刀，带回室内测定。土壤样品的处理和贮存（1）新鲜样品的处理和贮存某些土壤成

30、分如低价铁、铵态氮、硝态氮等风干过程中会发生显著变化，必须用新鲜样品进行分析。为了能真实的反映土壤在田间自然状态下的某些理化性状，新鲜样品要及时送回室内进行处理和分析。先挑除非土壤物质，再通过2mm筛（或用玻璃棒或塑料棒将样品弄碎混匀）后迅速称样测定。新鲜样品一般不宜贮存，如需要暂时贮存时，可将新鲜样品装入塑料袋扎紧口袋放在冰箱冷藏室或速冻固定。（2）风干样品的处理和贮存1）风干从野外采回的土壤样品要及时放在样品盘上（或无污染的纸、塑料布），摊成薄薄一层，置于干净整洁的室内通风处自然风干，严禁日晒，并注意防止酸碱等气体及灰尘的污染。风干过程要经常翻动土样，并将大土块捏碎及加速干燥，同时剔出非土

31、壤物质。2）过筛A、一般化学分析试样将风干后的样品平铺在制样板上用木棍或塑料棍碾压，或用研钵研磨，并将植物残体（细小的植物须根，可用静电吸引的方法清除），石块等侵入体和新生体剔出干净。压碎或研细的土样要全部通过2 mm（或1 mm）孔径筛为止（可供pH值，盐分，交换性能，以及有效养分的等项目的测定）。将通过2 mm（1 mm）孔径筛的土样用多点法取出50 g-100 g继续碾磨，使之全部通过0.25 mm孔径筛（供有机质，腐殖质组成，全氮，碳酸钙等项目的测定）。再将通过2 mm（1 mm）孔径筛的土样用多点发取出50 g-100 g继续用研钵磨细，使之全部通过0.149 mm孔径筛（供矿质成分

32、，全量分析等项目的测定）。B、微量元素分析试样用于微量元素分析的土样其处理方法同一般化学分析样品，除在覆盖，研磨，过筛，运输，贮存等环节中，不接触金属器具，以防污染外，其它各环节要用木、瓷、竹或塑料工具。筛要用尼龙筛。过0.149 mm孔径筛时，要用玛瑙研钵研磨，具体操作同一般化学分析样品。处理好的样品应放在塑料瓶中保存。C、颗粒分析试样将风格土样反复碾碎，使之全部通过2 mm孔径筛。留在筛上的随时称量后保存，同时将过筛的土样称量，以计算石砾的百分比含量，然后将土样混合后盛于广口瓶内作为颗粒分析及其它物理性质测定用。若再土壤中油铁锰结核，石灰结核，铁子和半风化体，不能用木棍碾碎，应细心捡出称量

33、保存。观测采样地土壤剖面调查表土壤类型： 母质（母岩）：植被类型： 土地利用方式： 海拔高度： 经纬度：E N 坡度： 坡向：西北日期： 记载人： 项目发生层层次名称OAB土层深度（cm）土层间过渡明显程度土层间过渡形式剖面描述颜色水分状况结构结持性质地（国际制）植物根系侵入物 1.剖面层次：O层腐殖质层，已分解或半分解的枯枝落叶粗有机物质为主的土层 A层表层，位于地表或O层之下的矿质发生层 B层位于A层之下的发生层，完全或几乎完全失去岩石结构层次过渡： 1）明显程度 A：突然过渡：过渡层厚度小于2cm； B：明显过渡：过渡层厚度为25cm C：逐渐过渡：过渡层厚度为512cm； D：模糊过渡

34、：过渡层厚度大于12cm2）.过渡形式 A：平整过渡：过渡层呈水平或近于水平； B：波状过渡：指过渡层形成的凹陷，其宽度超过深度，如舌状 C：不规则过渡：指过渡形成的凹陷，其深度超过宽度； D：局部穿插型过渡：指过渡出现中断现象。3）土壤颜色可采用门塞尔比色卡比色，也可按土壤颜色三角表进行描述。颜色描述可采用双名法，主色在后，副色在前，如黄棕、灰棕等。颜色深浅还可以冠以暗、淡等形容词，如浅棕、暗灰等。 黑；暗栗、暗棕、暗灰；栗、棕、灰；红棕、黄棕、浅棕；红、橙、黄、浅黄、白。2.水分状况：干，润，潮，湿四种程度3.土壤结构：土壤结构是成土过程或利用过程中由物理的、化学的和生物的多种因素综合作用

35、而形成，按形状可分为块状、片状和柱状三大类型；按其大小、发育程度和稳定性等，再分为团粒、团块、块状、棱块状、棱柱状、柱状和片状等结构。土壤层次：包括O层、A层、B层3个主要层次，各层次判断标准如下O层：已分解的或半分解的枯枝落叶粗有机物质为主的土层。 A层：位于地表或O层之下的矿质发生层。它具有下列条件之一： ·聚集有与矿质组分充分混合的腐殖化有机质，且B层和E层性质不明显。·具有因耕作、放牧或类似的扰动作用而形成的土壤性质。B层：位于O、A层之下的发生层，完全或几乎完全丧失岩石构造，并具有下列一个或一个以上的特征:·聚积有硅酸盐粘粒、铁、铝、腐殖质、碳酸盐、石膏

36、或二氧化硅。·碳酸盐的淋失。残积三二氧化物的富集。·有大量三二氧化物胶膜，使该层具有较低的亮度、较高的彩度和较红的色调。具粒状、块状或棱柱状结构。土层深度：以cm表示，测量并记录各发生层的实际厚度。土壤结持性：土壤具有黏结、黏着或抗变形、裂断等的属性。土壤结持性在土力学方面具有重要价值。 土壤的结持常数：也叫阿德堡极限（Atterberg limits）最早由 Atterberg （1911， 1912）提出，土壤显示粘结性、粘着性、可塑性的含水量范围（上、下限），对于 每种土壤都是一定的值。因此，叫常数。 结持常数包含有： 下塑限、上塑限、塑性值、粘着点、脱粘点等，均以含

37、水量表示，而且都是可 以具体测定的。 土壤结持性描述方法：有人按照干湿程度分：湿、潮、干。湿时粘、潮时坚、干 时硬。 又有人依据土壤湿度由干到湿依次分为 1.坚固结持性 2.酥软（或酥脆）结持性 3.可塑结持性 4.粘韧结持性 5.浓浆结持性 6.薄浆结持性。土壤质地：根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。土壤质地一般分为砂土、壤土和粘土三类，其类别和特点，主要是继承了成土母质的类型和特点，又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人为因素的影响，是土壤的一种十分稳定的自然属性，对土壤肥力有很大影响。4.9土壤容重调查记录表样地编号土层深度(cm）环刀编号环刀重(g)环刀+湿土重(g)环刀+干土重(g)备

38、注重复1重复2重复1重复2重复1重复2重复1重复20-10110-20220-30330-50450-10050-1010-2020-3030-5050-1000-1010-2020-3030-5050-100说明：1、 适用范围：此表用于土壤容重采样记录。每个剖面按照固定距离进行分层采样。2、 样地名称及编码：见表4.1。3、 环刀体积：所用环刀体积，单位为cm3。2 土壤水分测定烘干法进行土壤水分含量测定有两个目的：一是为了解田间土壤实际含水状况，以指导农业生产。二是为了得知风干土样水分的含量，以计算以干基为基础的分析结果。前者目前测定方法很多，如负压计法等，土壤物理分析中有详细的介绍。后

39、者因其含水量较少，需要测定的精度较高，最好采用烘干法（也可用于田间土壤含水测定），因此本实验仅介绍此法。2.1原理在105-110温度下，使土壤的重力水、毛管水、膜状水以及吸湿水均变成气态水而蒸发掉，而结构水不被破坏，土壤有机质也不被分解。根据失去水分的重量，即可计算出土壤水分的百分含量。2.2操作步骤取一个空铝盒编号后放入105-110烘箱烘2 h于天平称重并记录为W0。取土样10 g平铺于铝盒中称重并记录为W1将铝盒盖倾斜放在铝盒上并置于烘箱中加热至105-110并恒温干燥6-8 h（一般样品烘干6 h，含水较多，质地较粘重的样品烘8 h）取出将盒盖盖严并移入干燥器中冷却20-30 min

40、后称量计为W2再将铝盒放回105-110的烘箱中继续烘3-5 h后冷却称重计为W3（两次称重差应3 mg，否则再继续烘至恒重）。2.3结果计算土壤水分（干基）g·kg-1=( W1-W2)÷（W2-W0）×1000烘干土重=风干土重÷（1土壤含水量）式中 W烘干空铝盒质量g；W1烘干前铝盒加土样质量g；W2烘至恒重的铝盒加土样质量g。3 土壤容重的测定（环刀法）3.1原理利用一定容积的环刀切割自然状态的土壤，使土壤充满其中，称量后计算单位体积的烘干土壤质量，即为容重。本方法适用于除坚硬和易碎的土壤以外各类土壤容重的测定。3.2主要仪器设备环刀：容积100

41、cm3；钢制环刀托：上有两个小排气孔；削土刀：刀口要平直；小铁铲；木槌；天平：感量0.1 g；电热恒温鼓风干燥箱；干燥器。3.3 分析步骤 采样前，先在各环刀的内壁均匀地涂上一层薄薄的凡士林，逐个称取环刀质量（m1），精确至0.1 g。选择好土壤剖面后，按土壤剖面层次，由上至下用环刀在每层的中部采样。如只测定耕层土壤容重，可不挖土壤剖面。先用铁铲刨平采样层的土面，将环刀托套在环刀无刃的一端，环刀刃朝下，用力均衡地压环刀托把，将环刀垂直压入土中。如土壤较硬，环刀不易插入土中时，可用木锤轻轻敲打环刀托把，待整个环刀全部压入土中，且土面即将触及环刀托的顶部（可由环刀托盖上之小孔窥见）时，停止下压。用

42、铁铲把环刀周围土壤挖去，在环刀下方切断，并使其下方留有一些多余的土壤。取出环刀，将其翻转过来，刃口朝上，用削土刀迅速刮去粘附在环刀外壁上的土壤，然后从边缘向中部用削土刀削平土面，使之与刃口齐平。盖上环刀顶盖，再次翻转环刀，使已盖上顶盖的刃口一端朝下，取下环刀托。同样削平无刃口端的土面并盖好底盖。在环刀采样的相近位置另取土样20 g左右，装入有盖铝盒，测定含水量（w）。将装有土样的环刀迅速装入木箱带回室内，在天平上称取环刀及湿土质量（m2），精确至0.1 g。3.4结果计算容重，g·cm-3 (m2-m1)×100-w（H2 O）/ （V×100）式中：m2环刀及湿

43、土质量，g；m1环刀质量，g；V 环刀容积，cm3。Vr2h，式中r为环刀有刃口一端的内半径（cm），h为环刀高度，一般常用环刀容积为100 cm3； w（H2 O）土壤含水量，%（湿土重干土重）/湿土重×100。 平行测定结果以算术平均值表示，保留两位小数。 平行测定结果允许绝对误差0.03g·cm3。3.5 注释容重测定也可将装满土壤的环刀直接于105±2的恒温干燥箱中烘至恒温，在天平上称量测定。容重，g·cm3烘干土样质量（g）/环刀容积（cm3）在用削土刀削平土面时，应注意防止切割过分或切割不足。采样时取土深度应保持一致。如果结合做田间持水量项目

44、时，好的内壁不涂凡士林。也可直接从环刀筒中取出土壤测定含水量。实验5 土壤理化性质测定与分析（二）4土壤孔隙度的测定土壤孔隙度也称孔度，指单位容积土壤中孔隙容积所占的分数或百分数，可用下式计算：=（Vt-Vs）/ Vt =Vp/Vt大体上，粗质地土壤孔隙度较低，但粗孔隙较多，细质地土壤正好相反。团聚较好的土壤和松散的土壤（容重较低）孔隙度较高，前者粗细孔的比例较适合作物的生长。土粒分散和紧实的土壤，孔隙度低且细孔隙较多。土壤孔隙度一般都不直接测定，而是由土粒密度和容重计算求得。由上式可得：= Vp/Vt =1-b/s土壤总孔隙度（%）；b土壤容积密度（克/厘米3）；s土壤比重（克/厘米3）判断

45、土壤孔隙状况优劣，最重要的是看土壤孔径分布，即大小孔隙的搭配情况。土壤孔径分布在土壤水分保持和运动，以及土壤对植物的供水研究中有非常重要的意义。注：容重小于比重，容重一般为1.01.8。孔隙度反映土壤孔隙状况和松紧程度：一般粗砂土孔隙度约3335%，大孔隙较多。粘质土孔隙度约为4560%小孔隙多。壤土的孔隙度约有5565%，大、小孔隙比例基本相当。土壤比重是指单位体积的固体土粒（除去孔隙的土粒实体）的重量与同体积水的重量之比，其大小决定于土粒的矿物组成和腐殖质含量，土壤的比重一般取其平均值2.65。5 土壤质地的测定（指测法）土壤质地的指测法有干法和湿法两种，可相互补充，但以湿法为主。湿法又称

46、揉条法，其操作如下：取小块土样（比算盘珠略大些），拣掉土样内的植物根和结核体（铁子、石灰结核）后，加水充分湿润（以挤不出水为宜），调匀，放在手掌心用手指来回揉搓，搓成直径约3 mm的细条。将搓成的细条观察其外表，或作成圆环，根据图1和表1中土壤质地湿测和干测指标，确定土壤质地类型。图1 揉条法测定土壤质地指标表1 鉴定土壤质地的指标质地类型在手掌中研磨时的感觉用放大镜或肉眼观察的形状干燥时的状态潮湿时的状态揉成细条时的状态砂土有砂粒感觉几乎完全由砂粒组成土粒分散，不成团流砂不成团不能揉成细条砂粉土（砂壤土）不均质，主要是砂的感觉，也有细土粒的感觉主要是砂粒，也有较细的土粒土块用手指轻压后，易碎

47、无可塑性揉成细条时裂成若干小段粉土（轻壤土）不均质，有相当量的黏质粒只要是砂粒，有20%-30%的黏土粒用手指破坏土块需用较大的力可塑性物揉成细条时易裂成小瓣粉壤土（中壤土）赶到砂质和黏质，土粒大致相同还能见到砂粒用手指难于破坏土块可塑能揉成完整的细条，将其弯曲成圆环时裂成小瓣黏壤土（重壤土）赶到有少量砂粒主要有粉砂和黏粒，砂粒几乎没有不可能用手指压碎干土块可塑性良好易揉成细条但在卷成圆环时有裂痕黏土很细的均质土，难于磨成粉末均质的细粉末，没有砂粒形成坚硬的土块，用锤击仍不能使其粉碎可塑性良好，呈黏糊体揉成的细条易卷成圆环，不发生裂痕6土壤pH 的测定6.1实验原理风干：随着水土比例的逐渐增大

48、，所测土壤的pH值都逐渐升高，并且大部分土壤样品的干性土样较湿性土样的pH值高，但湿性土样的变化趋势较干性的明显，说明湿性土壤受水土比例的影响大。实验室烘干的土壤和潮湿土壤测得的pH值有差异，主要是由于新鲜的土壤中存在着二氧化碳，当取土并携至实验室测定时，烘干作用使土壤中大量二氧化碳遗失，大量挥发在空气中，从而使测定的pH值偏高。因此，湿性土壤pH值较干性土壤偏低。在该试验中，没有涉及到测定土壤中的挥发组分，所以为避免误差应选用干性土样测定为宜。比例：要得到最接近真实值的土壤pH值，最佳的水土比例为1：1， 甚至是饱和土浆浸出液。但是通过试验分析和实验室的实际操作可以知道，当水土比例为2.5：

49、1时， 由于加水量过少， 使得生成土壤的上清液相对很少，数字酸度计的电极探头不能完全浸入在土壤溶液中，影响了pH值的测定结果。水土比例为10：1至20：1时，加水量的增多更容易得到浸出液，但是与田间水分的差别就将增大，从而影响了土壤pH值测定的准确性。由表1中试验测定的pH值可知，万源市土壤多为中酸性土壤，水土比例在2.5：1至5：1对测定结果影响不大，基于试验操作方面考虑，笔者选择5：1的水土比例相对合适。这时，土壤颗粒可以充分的溶解并散开，生成的土壤上清液也正好满足pH计的测定需要。由此可知，选择5：1的水土比例进行土壤的pH值测定，其结果不但能接近真实值，从试验操作的角度考虑也最为合适。

50、6.2实验步骤土壤预处理： 取自然风干后的14号土样（3个平行）各200g用有机玻璃棒碾碎，通过1mm筛孔粗筛选去除沙石及植物残根。筛选出的土样继续碾碎，通过60目筛再次筛选。将筛后的土样收集放置干燥、黑暗不通风处保存。土壤样品pH值的测定 将制备好的土壤样品分别用电子天平准确称量10g，置于100mL干燥的烧杯中（锥形瓶），按照水土比例为5:1的比例加入50ml的去离子水（蒸馏水）。用玻璃棒对土壤悬浊液搅拌使土粒充分分散，放置30min使其澄清后进行测定，每次测定3个平行。附：PHS-3C型酸度计使用说明 （一） 准备工作 把仪器电源线插入220V交流电源，玻璃电极和甘汞电极安装在电极架上的

51、电极夹中，将甘汞电极的引线连接在后面的参比接线柱上。安装电极时玻璃电极球泡必须比甘汞电极陶瓷芯端稍高一些，以防止球泡碰坏。甘汞电极在使用时应把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下，在不用时仍用橡皮套将下端套住。在玻璃电极插头没有插入仪器的状态下，接通仪器后面的电源开关，让仪器通电预热30分钟。将仪器面板上的按键开关置于mv位置，调节后面板的“零点”电位器使读数为±0之间。 （二）测量电极电位 1、 按准备工作所述对仪器调零。 2、 接入电极。插入玻璃电极插头时，同时将电极插座外套向前按，插入后放开外套。插头拉不出表示已插好。拔出插头时，只要将插座外套向前按动，插头即能自行跳出。 3、 用蒸馏水清洗电极并用滤纸吸干。 4、 电极浸在被测溶液中，仪器的稳定读数即为电极电位（mv值）。 （三） 仪器标定 在测量溶液pH值之前必须先对仪器进行标定。一般在正常连续使用时