【實(shí)用】土壤與植物地理 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

土壤與植物地理 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 重慶師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 土壤、植物實(shí)驗(yàn)室 2006 年 9 月 目 錄 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) .驗(yàn)一 土壤樣品的制備 .驗(yàn)二 土壤吸濕水含量測(cè)定 .驗(yàn)三 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定 .驗(yàn)四 土壤 .驗(yàn)五 植物類群和校園植物觀察 .考書(shū)目錄 .實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1、 實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求以及?shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟。 2、 遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，愛(ài)護(hù)儀器。認(rèn)真聽(tīng)老師講解及示范。 3、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作程序，正確使用各種儀器，認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)，并保持安靜和桌面清潔 4、 實(shí)驗(yàn)所用的各種物品，必須注意節(jié)約愛(ài)護(hù)，不得亂抓和帶走，養(yǎng)成愛(ài)護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的良好品質(zhì)。 5、 在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生問(wèn)題或損壞器材等，必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)老師，并填寫損失單。 6、 實(shí)驗(yàn)完后必須整理和清潔儀器用具，做好室內(nèi)清潔，并認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按時(shí)上交。 3實(shí)驗(yàn)一 土壤樣品的制備 (一) 目的意義 從野外采集來(lái)的土壤分析樣品（簡(jiǎn)稱土樣），都需要及時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)嚴(yán)格地制備過(guò)程風(fēng)干、挑揀、研磨、過(guò)篩和裝瓶，方能進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槊總€(gè)分析項(xiàng)目都要求一定的粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。否則，分析結(jié)果就難以互相比較、檢驗(yàn)和應(yīng)用。所以，這是一項(xiàng)極重要的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。 (二) 土樣的風(fēng)干過(guò)程 從野外采來(lái)土樣后，應(yīng)盡快風(fēng)干，以免發(fā)霉變質(zhì)，影響測(cè)定結(jié)果。風(fēng)干應(yīng)在干凈、陰涼和通風(fēng)的房間中進(jìn)行。首先把土樣平攤在塑料薄膜（或牛皮紙）或磁盤上，將土塊揉碎。風(fēng)干土樣上要放好原土樣采集標(biāo)簽，以免發(fā)生差錯(cuò)。風(fēng)干過(guò)程中要揀出動(dòng)、植物殘?bào)w和非土壤形成物質(zhì)，同時(shí)要繼續(xù)翻動(dòng)和揉碎土塊。一般需23天即可風(fēng)干。土樣要避免酸、堿和不潔氣體、灰塵等污染。 (三) 土樣的制備方法和步驟 1、 取風(fēng)干土樣：用四分法取均勻土樣約200250克，放在干凈平木板上。 2、 用鑷子剔出土樣中石礫、新生體（石灰結(jié)核、鐵、錳結(jié)核等） 、植物殘茬等非土壤成分，放置在一邊，然后用木制搟土棍反復(fù)搟碎、連續(xù)研磨。 3、 通過(guò)18號(hào)篩（1將搟碎土樣過(guò)18號(hào)篩，對(duì)不能通過(guò)篩孔的土樣，仔細(xì)剔除石礫與其它非土壤成分，再次研磨，再次過(guò)篩。這樣反復(fù)進(jìn)行，直至全部過(guò)篩為止。過(guò)篩后的土樣可進(jìn)行土壤機(jī)械組成、比重、效性磷、鉀和土壤水溶性鹽分等項(xiàng)目的分析。 4、 將挑出的礫石、新生體、植物殘茬等非土壤組成物質(zhì)進(jìn)行稱重，計(jì)算出其占土樣總重量的百分?jǐn)?shù)。 5、 將過(guò)篩的土樣用寶塔法混勻，裝入廣口瓶（或放入牛皮紙袋內(nèi)），貼上標(biāo)簽。標(biāo)簽上要注名土壤名稱、采樣地點(diǎn)、時(shí)間、層次、深度以及制樣人等。按編號(hào)順序存放備用。 6、 通過(guò)60號(hào)篩（用四分法取已通過(guò)18號(hào)篩的土樣約100克，繼續(xù)研磨，使其通過(guò)60號(hào)篩，直至全部通過(guò)為止，方法同前。此樣品可測(cè)定土壤代換量、全氮、4全磷、堿解氮和活性鐵鋁等項(xiàng)目。 7、 混勻裝瓶：過(guò)篩后的各號(hào)土樣，都要混勻裝瓶（或放入牛皮紙袋內(nèi)） ，并貼上標(biāo)簽。按編號(hào)順序存放。存放處應(yīng)避免陽(yáng)光、高溫、潮濕、酸堿和不潔氣體等對(duì)土樣的影響。 8、 可用同樣方法制備通過(guò)不同篩號(hào)土篩的土壤樣品，以進(jìn)行不同的項(xiàng)目測(cè)定。如通過(guò)35號(hào)篩（土壤樣品可測(cè)定碳酸鈣含量；通過(guò)100號(hào)篩（土壤樣品可測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量（篩孔和篩號(hào)對(duì)照表見(jiàn)表1）。 (四) 用具和儀器 平木板、搟土棍、研缽、銅篩、鑷子、天平、廣口瓶、塑料薄膜（或代用品）。 (五) 注意事項(xiàng) 1、制備土樣應(yīng)掌握兩個(gè)原則：一是全部過(guò)篩；二是充分混勻。 2、操作要領(lǐng)：勤磨、勤篩。 表 1 篩孔和篩號(hào)對(duì)照表 篩孔直徑號(hào) 網(wǎng)目/孔直徑號(hào) 網(wǎng)目/0 0 0 0 8 00 0 20 5 40 0 00 5 70 0 00 - 0 25 ：1. 篩孔直徑是以方孔計(jì)算的。 2. 篩號(hào)是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。 3. 篩孔直徑與篩號(hào)可按下式粗略換算: 篩孔直徑（=篩號(hào)16式中：16度內(nèi)篩孔所占的 。 (六) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2. 記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題及注意事項(xiàng)。 5實(shí)驗(yàn)二 土壤吸濕水含量測(cè)定 (一) 目的意義 土壤水分是土壤的重要組成部分和肥力因素。不同氣候生物條件下，其水分狀況、類型與動(dòng)態(tài)都有很大的差異。因此，研究土壤水分狀況、類型與動(dòng)態(tài)，對(duì)摸清土壤的形成、分類、分布、肥力狀況以及進(jìn)行田間土壤水分調(diào)節(jié)等方面，都有十分重要的理論和實(shí)踐意義。 (二) 主要內(nèi)容 烘干法測(cè)量土壤樣品的最大吸濕水含量。 (三) 儀器用品 鋁盒（或玻璃扁平稱量瓶）、分析天平、烘箱、干燥器、鐵夾子、磁盤。 (四) 原理方法 在土壤的各項(xiàng)理化分析中，都是以“烘干土”作為最后結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)。而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，都是以“風(fēng)干土”樣進(jìn)行分析的。知道了土壤的吸濕系數(shù)，就可由風(fēng)干土樣重?fù)Q算出實(shí)驗(yàn)分析土壤的實(shí)際烘干土重。 新鮮的土壤樣品都有一定的水分。將新鮮土樣晾置于室內(nèi)，土壤中的水分會(huì)因不斷地向空氣中蒸發(fā)而損失，當(dāng)土壤中的水分與空氣中的水分達(dá)到平衡時(shí)（一般需要幾天），稱此時(shí)的土壤為“風(fēng)干土”。風(fēng)干土中仍含有一些被土壤顆粒緊緊吸附的不能進(jìn)入空氣中的水分，這稱為吸濕水。吸濕水可在高溫環(huán)境下被烘干，此時(shí)的土壤稱為“烘干土”。由風(fēng)干土和烘干土的重量差值，即可計(jì)算土壤吸濕水的含量。 (五) 操作步驟 1. 將鋁盒或玻璃扁平稱量瓶在105箱中恒溫烘干1于干燥器中冷至室溫。 2. 在分析天平上稱出干燥而潔凈的鋁盒重量（W）。 63. 在土盒中放入約5上盒蓋，稱重（ 4. 將土盒開(kāi)蓋放入烘箱，在105連續(xù)烘干68小時(shí)。 5. 取出鋁盒迅速放入干燥器中，使之冷卻至室溫（約半小時(shí)）。 6. 從干燥器中取出鋁盒，立即放在天平上稱重（ 7. 再放入烘箱，烘干38. 重復(fù)第5檢驗(yàn)是否恒重，若兩次稱重差別不超過(guò)3毫克，即可進(jìn)行計(jì)算。 (六) 結(jié)果計(jì)算 土壤吸濕水含量（%）= 221100 (七) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 鋁盒重(鋁盒+風(fēng)干土重(鋁盒+烘干土重(烘干土重（g），吸濕水含量(%)。 2. 回答問(wèn)題：土壤吸濕水含量的多少受哪些因素影響？ 7實(shí)驗(yàn)三 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定 （一）目的意義 土壤有機(jī)質(zhì)是鑒別土壤肥力的重要指標(biāo)，是肥力形成的標(biāo)志。有機(jī)質(zhì)的含量、組成和性質(zhì)，隨著氣候生物條件呈有規(guī)律的變化。土壤有機(jī)質(zhì)的含量也反應(yīng)了一定的成土過(guò)程，所以在土壤分析中常常是必測(cè)項(xiàng)目。它對(duì)探討研究土壤的形成、分布、分類及肥力等都有重要的理論和實(shí)踐意義。 （二）主要內(nèi)容 用重鉻酸鉀法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量。 （三）儀器用品 硬質(zhì)玻璃試管，玻璃漏斗，三角瓶，油浴鍋或遠(yuǎn)紅外消煮爐，鐵絲籠，溫度計(jì)（036 0 ），玻棒，酸式滴定管，分析天平，移液管，試劑。 （四）原理方法 重鉻酸鉀法是土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定的主要方法，也是普遍采用的方法。其原理是用氧化劑氧化有機(jī)質(zhì)中的碳，就是用重鉻酸鉀硫酸溶液，在加熱的條件下氧化有機(jī)質(zhì)中的碳，多余的重鉻酸鉀用鄰菲羅啉為指示劑，用硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，以耗去重鉻酸鉀的量來(lái)計(jì)算出土壤有機(jī)質(zhì)中的碳的含量。其反應(yīng)式如下： 消煮反應(yīng)：2K 283C 2 +238定反應(yīng)： K 267 2 +3 +7五）測(cè)定步驟 1. 稱土 別于兩根硬質(zhì)玻璃試管中（注意：土樣勿沾在試管壁上），加入約 2. 氧化 K 2 2別于三根試管中（空白一根），將有土樣的試管充分搖勻。三根試管分別加蓋小漏斗，以回流冷凝蒸出的水汽，減少蒸發(fā)量。 83. 加熱消煮 將加蓋小漏斗的試管盛入鐵絲籠中，待油浴鍋中的石蠟溫度升高到185 190 時(shí)，把鐵絲籠放入油浴鍋內(nèi)。為使鍋內(nèi)的石蠟溫度均勻和下降，并將溫度保持在170 180 之間，需要將鐵絲籠上下提起、落下數(shù)次。待試管內(nèi)溶液表面冒泡開(kāi)始計(jì)時(shí)，沸騰五分鐘，立即將鐵絲籠提出蠟液面（力求準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，否則會(huì)影響分析結(jié)果），稍等片刻再將整個(gè)鐵絲籃放在專用紙板上冷卻。取出試管，擦凈表面油液。 4. 滴定 待試管內(nèi)的液體冷卻后，用洗瓶中的純水少量多次的將其無(wú)損地分別洗入三個(gè)250液體積應(yīng)控制在600使溶液的酸度保持在23然后加入3滴鄰菲羅啉指示劑， 溶液進(jìn)行滴定，記錄初讀數(shù)。顏色由橙黃草綠深綠棕紅（突變）即為終點(diǎn)，記錄終讀數(shù)，記錄用量。 （六）結(jié)果計(jì)算 （V 0V） 3/2機(jī)質(zhì) % = W 式中：V 0空白實(shí)驗(yàn)消耗的用量；V樣品測(cè)定時(shí)消耗的用量；C標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度；W風(fēng)干土重（g）；1毫摩爾碳的重量（g）；按土壤有機(jī)質(zhì)平均含碳量58%計(jì)算，100/58=正系數(shù)）是由于用這種方法所測(cè)得的有機(jī)質(zhì)一般只能為實(shí)際含量的 90%，因此要稱以 反應(yīng)的分子比；3/2K 2反應(yīng)的摩爾比。 （七）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2. 回答問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)中加入（八）有機(jī)質(zhì)速測(cè)法 通常在野外工作時(shí)才用速測(cè)法,具有快速簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),結(jié)果也相對(duì)準(zhǔn)確。其測(cè)定原理是用重鉻酸鉀硫酸溶液氧化土壤,氧化時(shí)橙紅色的重鉻酸根離子(C 還原成綠色的鉻離子(當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量較低時(shí)剩余的重鉻酸鉀較多，溶液為橙黃色。有機(jī)質(zhì)9含量較高時(shí)剩余的重鉻酸較少,被還原的鉻離子就多，溶液為綠色。觀察反應(yīng)后溶液的顏色,就可以快速的判斷出土壤有機(jī)質(zhì)的%含量。 土壤速測(cè)法也是利用了硫酸與水反應(yīng)后,自然發(fā)熱來(lái)加溫溶液的,這樣的氧化還原反應(yīng),才能迅速完成。 (一) 分析方法 1 別于兩個(gè)502 別注入兩個(gè)三角瓶中搖勻。 3 用5別注入兩個(gè)三角瓶中，立即搖動(dòng)1分鐘后，靜止30分鐘。 4 用膠頭滴管沿瓶壁吸取上部清液，分別滴入比色板穴中，兩穴/三角瓶，五滴/穴。每穴再加入兩滴純水稀釋，用玻棒攪勻，用有機(jī)質(zhì)比色卡比色。 （二）結(jié)果計(jì)算 速測(cè)有機(jī)質(zhì)% = 比色讀數(shù)正系數(shù)） 校正系數(shù)是用重鉻酸鉀10實(shí)驗(yàn)四 土壤 的測(cè)定 (一) 目的意義 土壤僅影響植物的生長(zhǎng)，影響土壤養(yǎng)分的有效性，是土壤肥力的影響因素之一，也影響土壤礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及微生物活動(dòng)。土壤且是審查其它項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果的一個(gè)依據(jù)。因此測(cè)定土壤十分重要的理論和實(shí)踐意義。 (二) 主要內(nèi)容 用電位法的方法測(cè)量土壤樣品的(三) 儀器用品 5析天平、燒杯（50量筒（25玻棒、小勺、洗瓶、濾紙、廢液桶 (四) 電位法 土壤位法測(cè)定的精確度較高，(五) 測(cè)定原理 用水溶液提取土壤中水溶性的H+，應(yīng)用玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，共同插入溶液中，即構(gòu)成了電池反應(yīng)。這時(shí)兩極間形成了一個(gè)電位差，由于甘汞電極的電位是固定的，該電位差的大小取決于溶液中H+的濃度。H+ 濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值為個(gè)值可以從儀器屏幕上直接讀取。 (六) 測(cè)定方法 1. 用天平稱取過(guò)1502. 用量筒量取25玻棒間歇攪拌半小時(shí)或用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌1分鐘左右，靜置半小時(shí)，澄清平衡。 3. 用5出數(shù)據(jù)填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。 (七) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2. 回答問(wèn)題：所測(cè)定的土壤酸度的類型？不同土壤酸度類型之間的關(guān)系。 11實(shí)驗(yàn)五 植物類群和校園植物觀察 (一) 目的意義 通過(guò)校園植物觀察，識(shí)別常見(jiàn)的植物；了解孢子植物和種子植物各大類群的基本特征及一些代表種類。為植物地理實(shí)習(xí)和野外調(diào)查打下基礎(chǔ)。 (二) 主要內(nèi)容 觀察校園的孢子植物、裸子植物和被子植物的代表種，了解其類群的基本特征及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。 (三) 儀器用品 放大鏡，解剖針，刀片，鑷子，培養(yǎng)皿，載玻片，滴管，各種植物類群的代表性實(shí)物標(biāo)本。 (四) 原理方法 1 孢子植物觀察 （1） 藻類 藻類為低等植物，沒(méi)有真正的根莖葉的器官劃分，但具有細(xì)胞核和葉綠素，能進(jìn)行光合作用。如水綿。 （2） 真菌 真菌植物體只有少數(shù)原始種類是單細(xì)胞的，大多數(shù)種類的營(yíng)養(yǎng)體都發(fā)展成絲狀體。真菌均為異養(yǎng)植物，營(yíng)寄生或腐生生活。如面包霉。 （3） 苔蘚植物 苔蘚植物是高等植物中脫離水生進(jìn)入陸地生活的原始種類。 植物體矮小，通常為葉狀或有類似莖葉分化。假根吸收作用微弱，無(wú)維管束構(gòu)造。分為苔綱和蘚綱。 （4） 蕨類植物 葉大型，葉脈有多種類型。取蕨類羽葉觀察葉脈和孢子囊群的分布情況，以及取蕨的原葉體觀察，可見(jiàn)到幼小的新植物在母體上長(zhǎng)大成形的情況。 2 裸子植物觀察 （1） 蘇鐵科 蘇鐵科的蘇鐵又稱鐵樹(shù)，為棕櫚狀常綠喬木，莖不分枝，莖頂叢生大羽狀復(fù)葉。 （2） 銀杏科 銀杏科的銀杏又稱白果樹(shù)或公孫樹(shù)。為落葉喬木，葉為扇形，頂端分裂。 （3） 松科 松科的馬尾松為常綠喬木，葉細(xì)長(zhǎng)柔軟，呈長(zhǎng)針形，通常兩個(gè)針葉12組成一束。喜生于酸性土上。 3 被子植物觀察 被子植物的種子是被果皮所包圍，可分為雙子葉植物和單子葉植物。 （1）雙子葉植物觀察 1） 十字花科：取菜心、芥蘭或薺菜的植株或標(biāo)本，觀察其總狀花序、十字形花冠、四強(qiáng)雄蕊，并觀察子房位置。 2）樟科：以樟樹(shù)作代表植物。觀察枝條 ，注意葉脈的分布，是否三出脈？葉面有無(wú)腺體？枝葉是否有芳香味？觀察花，注意花朵的大小、花被、雄蕊、雌蕊和子房。 （2）單子葉植物觀察 1）百合科：觀察百合花的花部，為三基數(shù)，花萼 3 枚，花瓣 3 片；花藥 6 個(gè)；雌蕊3枚。3室。果實(shí)為蒴果。 2）禾本科：取小麥花序及花進(jìn)行觀察。 花小，花序（麥穗）的基本單位為小穗，小穗本身就是一個(gè)穗狀花序，而麥穗是由許多小穗組成的復(fù)穗狀花序。從小穗上取下一朵花，觀察外稃、內(nèi)稃、雄蕊、雌蕊。取小麥果實(shí)進(jìn)行觀察，小麥的果實(shí)稱為潁果。果皮與種皮和生，不宜分開(kāi)。僅有一個(gè)子葉，種子的大部是胚乳。 (五) 校園植物識(shí)別 由教師帶領(lǐng)學(xué)生在校園內(nèi)，講解各種植物的注意特征，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的植物。學(xué)生可根據(jù)所學(xué)的形態(tài)術(shù)語(yǔ)對(duì)照教材仔細(xì)觀察植物。要求識(shí)別最常見(jiàn)的植物2030種。 (六) 作業(yè)與思考 1比較苔蘚植