本科土壤学实验

土壤学实验指导实验一土壤样品的采集制备一、实验目的要求学会耕作土壤混合样品采集与处理方法。

二、实验原理土壤分析样品的采集与处理是土壤分析工作中的一个重要环节，是关系到分析结果及结论是否正确、可靠的先决条件。

为使分析的少量样品能反映一定范围内土壤的真实情况，必须正确采集与处理土样。

本实验介绍耕层土壤混合样品的采集与制备。

三、材料、仪器与试剂小铁铲、土壤筛、木棒、广口瓶、标签等。

四、实验步骤（一）土样的采集1．采样原则土壤样品的采集是决定土壤分析结果是否可靠的重要环节。

由于土壤的不均一性，采样时必须重视土样的代表性，遵循一定的原则和方法。

第一，采样时必须避免一切主观因素的干扰，随机采样；第二，为便于样品间的相互比较，应采集等量个体。

另外，采样时还要考虑自然因素和人为因素的影响，以减少采样误差。

2．混合样品的采集为研究作物生长期内耕层养分供应情况或了解土壤肥力状况，常直接采集耕层（20cm左右）混合土样，既把多个样点的土样等量的混合均匀，组成一个混合样品进行测定。

采样点数及样点分布依地块大小、地形、肥力状况而定。

一般采样点至少5 点以上，通常为 5—20点。

样点分布方式有以下三种：（1）对角线法适合于地块小、肥力均匀、地势平坦的田块，采样点约为 5 点；（2）棋盘式法适合于地块大小中等、肥力不匀、地势较平坦的田块，采样点约为 10 点以上；（3）蛇形法适合于地块面积较大、肥力不匀、地势不太平坦的田块，采样点数较多。

采样时，首先将采样点处地面落叶杂物除去，将采样工具垂直入土至采样深度，若用小铁铲可稍斜向下。

各点采样深度、重量尽可能均匀一致，并将各点所取样品集中混匀。

采样量一般 1kg左右，过多土量用四分法弃去。

（二）土样的制备1.样品的风干将采回的土样放在木板或塑料布上摊成薄层，置于室内阴凉、干燥、通风处风干。

风干时要经常翻动，捏碎大块，同时挑出石粒、砖块、植物根等非土部分和新生体。

切忌阳光下直接曝晒，防止灰尘、酸碱等污染。

2.研磨过筛取适量风干土样，平铺在木板或塑料板上，用木棒辗碎过筛。

过筛时先通过大孔径筛（根据分析项目确定），筛上部分重新研磨直至全部通过，混匀，分成二部分，一部分装瓶待用，另一部分继续研磨全部通过小孔径筛后混匀装瓶。

3.装瓶贮存过筛后的土样经充分混匀后，装入玻璃广口瓶或塑料袋内，贴上标签。

注明土样编号、采集地点、土壤名称、采样深度、筛孔、采样人和采样日期，放在样品架上。

尽量避免日光、高温、潮湿、酸碱等影响。

实验二土壤有机质含量的测定一、实验目的土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，它能促使土壤形成结构，改善土壤物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，同时它本身又含有植物所需要的各种养分，如碳、氮、磷、硫等。

因此，要了解土壤的肥力状况，必须进行土壤有机质含量的测定。

二、实验原理在加热条件下，用一定量的氧化剂（重铬酸钾—硫酸溶液）氧化土壤中的有机碳，剩余的氧化剂用还原剂（硫酸亚铁铵或硫酸亚铁）滴定，这样，可从所消耗的氧化剂数量计算出有机碳的含量。

氧化及滴定时的化学反应如下：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2OK2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→2K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2（SO4）3+7H2O三、材料、仪器与试剂（一）仪器：硬制试管（18mm—180 mm）、油浴锅、铁丝笼、温度计、（0—200度）、分析天平、电炉、滴定管、移液管（5ml）、漏斗、三角瓶、量筒、草纸或卫生纸。

（二）试剂配制：1．0.1333mol/l 重铬酸钾溶液：称取经过130℃烘3—4小时的分析纯重铬酸钾39.216g，溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后加蒸馏水定容到1000ml，摇匀备用。

2. 0.2mol/L硫酸亚铁或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol\L硫酸1.5ml,再加蒸馏水定容到1000ML备用。

3. 硫酸亚铁溶液的标定准确吸取3份0.1333mol/l重铬酸钾标准溶液各5.0ml于250ml三角瓶中，各加5ml 6mol/l硫酸溶液和15ml蒸馏水，再加入邻啡罗啉指示剂3—5滴，摇匀，然后用0.2mol/l硫酸亚铁溶液滴定至棕红色为止，其浓度计算为： c=6×0.1333×5.0／V4. 邻啡罗啉指示剂称取化学纯硫酸亚铁0.695g和分析纯邻啡罗啉 1.485g溶于100ml蒸馏水中，贮于棕色瓶中备用。

5. 石蜡（固体）或磷酸或植物油2.5Kg。

6. 6摩尔每升硫酸溶液在两体积水中加入1体积硫酸。

7. 浓硫酸化学纯，密度1.84四、实验步骤准确称取通过0.149毫米筛孔的土样0.1000—0.5000克，土样数量视有机质含量多少而定。

有机质含量大于5%的称土样0.2克以下，4—5%的称0.3—0.2克，3—4%的称0.4—0.3克，2—3%的称0.5—0.4克，小于2%则称0.5克以上。

由于土样数量少，为了减少称样误差，最好用减重法。

将称好的土样放入干燥的硬质试管中，用滴定管或移液管准确加入0.8 mol/L K2Cr2O7溶液5毫升，再加入5毫升浓硫酸，在试管口套一小漏斗，以冷凝蒸出的水汽，把试管放入温度为185—190℃的消化炉中，要求放入后温度下降至170—180℃左右，以后必须控制温度在170—180℃，当试管内液体开始沸腾（溶液表面开始翻动，有较大的气泡发生）时记时，缓缓煮沸5分钟，取出，稍冷。

等试管冷却后，将试管内溶液倒入150毫升三角瓶中，用蒸馏水少量多次地洗净试管内部及小漏斗的内外，洗涤液均冲洗至三角瓶中，最后总的体积约60—70毫升。

滴加加4滴邻啡罗啉指示剂，用0.2 mol/L硫酸亚铁铵或硫酸亚铁溶液滴定，三角瓶中溶液的颜色由橙黄色经兰绿色突变到砖红色为终点。

五、结果计算土壤有机质10001.1724.1310)()(3211⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=⋅--KmCVVkgg式中V1—滴定空白时用去的还原剂毫升数V2—滴定土壤样品时用去的还原剂毫升数3—1/4碳原子的摩尔质量C—FeSO4的摩尔浓度10-3___将ml换算为L1.1—是因有机碳只能被氧化90%而需乘的校正系数1.724—是按有机质平均含碳58%，由碳含量换算成有机质含量的系数注意事项1、在消煮后，溶液仍为黄棕色或黄中稍带绿色，如颜色变绿，则表明样品用量过多，重铬酸钾用量不足，有机碳的氧化不完全，需重做。

2、对于水稻土及一些长期渍水的土壤，由于土壤中含有亚铁，会使测定结果偏高，因为在这种情况下，重铬酸钾不仅氧化了有机碳，而且也氧化了土壤中的亚铁，须将土磨碎后摊平风干10天，使亚铁充分氧化为高铁后再测定。

3、在含氯化物的盐渍土中，测定结果也较高，因氯离子被氧化成氯分子。

可加入硫酸银0.1克，使氯离子沉淀为氯化银，避免氯离子的干扰作用。

实验三土壤容重的测定一、实验目的土壤容重在农业生产中有重要作用，通过容重可以知道土壤的松紧，孔隙状况等二、实验原理环刀法是利用一定体积的钢制圆筒（称为环刀）切割自然状态的土壤，使土充满其中，然后称重并测定土壤含水量，计算出单位体积的烘干土重量。

三、材料、仪器与试剂1）环刀：是一只圆形的钢筒，下端有锋利的刃口，上端套一个环刀托，以便把环刀压入土内。

2）削土刀、小土铲及木锤。

3）天平（感量0.1克和0.01克）。

4）铝盒、干燥器、坩埚钳、小量筒（10毫升）。

5）95%灯用酒精一瓶。

四、实验步骤1）先将环刀称重。

2）在需要测定容重的田块上，先用小铁铲将采土处铲平，环刀的刃口向下，上端套一个环刀托，用小锤锤击托柄，将环刀垂直压入土中。

环刀入土时要平稳，用力一致，不能过猛，以免受震动而破坏土壤的自然状态。

环刀的方向要垂直不能倾斜，避免环刀与其中的土壤产生间隙，使容重的结果偏低。

3）当环刀托的顶部距离土面尚有一小段距离时，用小铁铲挖掘周围的土壤，将整个环刀从土中取出，除去环刀外粘附的土壤，取下环刀托，用小刀仔细地削去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积与环刀容积相等。

立即称重并记录。

亦可加上底、盖，带回室内称重。

4）测定土壤含水量：环刀内取出两份土壤，每份约10克，分别置于已知重量的铝盒中称重，测定土壤含水量，测定方法与土壤吸湿水的测定相同。

土壤含水量也可用酒精灼烧速测法测定，此方法是借酒精燃烧时所发生的热来蒸干水分。

第一次加入酒精6—8毫升，均匀地浸润铝盒中的土样，点燃酒精，待燃烧快尽时，用小刀沿铝盒周围向中心轻轻拨动土样，并来回翻拨，助其燃烧均匀。

第二次加酒精4—5毫升，继续燃烧。

如土质粘重或含水量高，可再加酒精2毫升进行第三次燃烧，直至土样呈松散状态为止。

在拨土时粘附在刀尖上的土粒，称重前要仔细地放回铝盒中，盖紧铝盒盖，冷却后称重。

1、土壤容重的计算：)1(w V grs +=rs ——土壤容重（克/立方厘米）g ——环刀内湿土重（克）V ——环刀容积（立方厘米）W——土壤含水率（g/kg）（如含水率为200g/kg应写成0.2）实验四土壤自然含水量的测定一、实验目的测定土壤水分的方法有烘干法和酒精燃烧法。

烘干法精度高但时间长，酒精燃烧法精度低但速度快，适用于田间测定。

本实验采用烘干法测定土壤水分，要求掌握烘干法测定土壤水分的原理和方法。

二、实验原理将一定量的土样，放在105—110℃的烘箱中烘至恒重，失去的重量为水分重量。

土壤水分重量占烘干土重的百分数就是土壤水分含量。

土壤水分是土壤的重要组成部分，也是土壤肥力的主要因素。

通过自然土壤水分的测定，可以了解田间土壤中的水分状况，为农业生产管理提供依据。

风干土样含水量的测定，可将土样换算成烘干土样，使各项分析结果的计算以烘干土重为基础进行，分析结果具有可比性。

三、材料、仪器与试剂烘箱、铝盒、天平、干燥器、牛角勺。

四、实验步骤1.称干净、干燥的铝盒重量，记录。

2.称土样10g左右放入铝盒中，开盖，放入105—110℃的烘箱内烘6—8h，盖盖取出，立刻放入干燥器内冷却至室温，取出称重，记录。

3.将铝盒开盖，再放入105-110℃烘箱中，烘2—3小时，盖盖取出，冷却称重。

若前后两次重量误差小于3mg就达到恒重。

后一次重量就是烘干土重，记录。

本实验需进行平行测定，允许平行误差小于1%。

湿土重（g）—烘干土重（g）土壤水分% = ─────────────────× 100%烘干土重（g）实验五土壤质地的测定一、实验目的土壤矿物质颗粒是土壤固相的主要组成部分，其颗粒直径大小，对土壤理化性状及肥力有较大的影响。

通过土壤颗粒分析，测定各粒级所占的百分含量，可以确定土壤质地，它是土壤学实验中的基本的分析项目之一。