環(huán)境土壤學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)

1、PAGE PAGE 37環(huán)境土壤學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)一 土壤質(zhì)地的識(shí)別、測(cè)定和分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌|(zhì)地類別的土壤所呈現(xiàn)出來(lái)的物理性質(zhì)如土壤孔隙性、結(jié)構(gòu)性、耕性會(huì)有明顯差異，化學(xué)性質(zhì)如保肥性、供肥性、酸堿性等也會(huì)有差異，從而表現(xiàn)出不同的肥力狀況，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不同的影響。要求能用比重計(jì)法和手測(cè)法分別測(cè)出土壤樣品的質(zhì)地；二、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)易比重計(jì)法：能迅速準(zhǔn)確的測(cè)定土壤質(zhì)地類別，且費(fèi)時(shí)少，精確度高，適用于大量樣本的質(zhì)地測(cè)定；手測(cè)法：是最簡(jiǎn)便的質(zhì)地測(cè)定方法，廣泛應(yīng)用于野外田間土壤質(zhì)地的測(cè)定，但不如比重計(jì)法準(zhǔn)確。(一) 簡(jiǎn)易比重計(jì)法方法原理取一定量的土樣，經(jīng)物理、化學(xué)方法處理后分散成單粒，將其制成一定體積的

2、懸濁液，使分散的土粒在懸液中自由沉降。根據(jù)粒徑越大下沉速度越快的原理，應(yīng)用物理學(xué)上司篤克斯（stokes,1845）公式計(jì)算出某一粒級(jí)土粒下沉所需時(shí)間。用特制的甲種比重計(jì)測(cè)得土壤懸液中所含小于某一粒級(jí)土粒的數(shù)量（g/l），經(jīng)校正后可算出該粒級(jí)土粒在土壤中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，查表即可確定土壤質(zhì)地名稱。本實(shí)驗(yàn)采用卡慶斯基分類制，只需測(cè)定0.01mm粒徑土粒含量，就可以確定土壤質(zhì)地名稱（二）手測(cè)法方法原理本法以手指對(duì)土壤的感覺(jué)為主，結(jié)合視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)來(lái)確定土壤質(zhì)地名稱，方法簡(jiǎn)便易行，熟悉后也較為準(zhǔn)確，適合于田間土壤質(zhì)地的鑒別?？煞譃楦蓽y(cè)法和濕測(cè)法，兩種方法可以相互補(bǔ)充，一般以濕測(cè)法為主。三、實(shí)驗(yàn)儀器與材料1.

3、土壤樣品：準(zhǔn)備三種已知待測(cè)土壤樣品；過(guò)1mm篩的風(fēng)干土壤樣品35個(gè)。2. 儀器、用具：量筒、特制攪拌棒、甲種比重計(jì)、溫度計(jì)、橡皮頭玻璃棒、燒杯、鐘表、天平、角匙、稱樣紙、表面皿，白瓷比色盤、瑪瑙研缽，酸度計(jì)、洗瓶、磁力攪拌器等四、操作步驟（一）手測(cè)法操作步驟濕測(cè)法取一小塊土，去除石礫和根系，放在手中捏碎，加水少許，以土粒充分浸潤(rùn)為度，根據(jù)能否搓成球、條以及彎曲時(shí)斷裂與否來(lái)加以判斷，表1以供參考。表1土壤質(zhì)地手測(cè)法判斷標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)地名稱干燥狀態(tài)下在手指間擠壓或摩擦的感覺(jué)在濕潤(rùn)條件下揉搓塑型時(shí)的表現(xiàn)砂土感覺(jué)粗糙，研磨時(shí)有沙沙響聲不能成球形，用手捏成團(tuán)，但一松即散，不能成片砂壤土砂粒為主，混有少量粘粒，很

4、粗糙，研磨時(shí)有響聲，干土塊用小力即可捏碎勉強(qiáng)可成厚且短的片狀，能搓成表面不光華的小球，不能搓成條輕壤土干土塊稍用力擠壓即碎，手捻有粗糙感片長(zhǎng)不超過(guò)1厘米，片面較平整，可成直徑約3毫米的土條，但提起后易斷裂中壤土干土塊用較大力才能擠碎，為粗細(xì)不一的粉末，砂粒和粘粒的含量大致相同，稍感粗糙可成較長(zhǎng)的薄片，片面平整，但無(wú)反光，可以搓成直徑約3毫米的小土條，彎成23厘米的圓形時(shí)會(huì)斷裂重壤土干土塊用大力才能破碎成為粗細(xì)不一的粉末，粘粒的含量較多，略有粗糙感可成較長(zhǎng)的薄片，片面光華，有弱反光，可以搓成直徑約2毫米的小土條，能彎成23厘米的圓形，壓扁時(shí)有裂縫黏土干土塊很硬，用力不能壓碎，細(xì)而均一，有滑膩感可

5、成較長(zhǎng)的薄片，片面光華，有強(qiáng)反光，可以搓成直徑約2毫米的細(xì)條，能彎成23厘米的圓形，且壓扁時(shí)無(wú)裂縫（二）簡(jiǎn)易比重計(jì)法1. 操作步驟（1）試劑配制0.5mol/L的NaOH溶液：稱取20g NaOH，蒸餾水溶解后定容至1000ml，搖勻。0.5mol/L草酸鈉溶液：稱33.5g純草酸鈉，蒸餾水溶解后定容至1000ml，搖勻。0.5 mol/L六偏磷酸鈉溶液：稱51g六偏磷酸鈉，蒸餾水溶解定容至1000ml，搖勻。2%的碳酸鈉溶液：稱取20g碳酸鈉，蒸餾水溶解后定容至1000ml，搖勻。軟水的制備：將100ml2%的碳酸鈉溶液加入到7500ml自來(lái)水中，靜置過(guò)夜，上部清夜即為軟水。（2）稱樣稱取通

6、過(guò)1mm篩孔的風(fēng)干土樣50g（精確到0.01g），放入500ml燒杯中，供分散處理用。（3）樣本分散處理 根據(jù)土壤的酸堿性，分別選用不同的分散劑。石灰性土壤用0.5mol/L 的六偏磷酸鈉60ml；中性土壤用0.25mol/L的草酸鈉20ml ；酸性土壤用0.5mol/L 的NaOH 40ml。表2 粒徑0.01mm土粒下沉所需時(shí)間溫度（）78910111213141516171819時(shí)間（min）38373635343332313029282727時(shí)間（s）30溫度（）20212223242526272828303132時(shí)間（min）26262524242323222121201919時(shí)間（

7、s）303030加入相應(yīng)的分散劑后，為保證充分分散，還須對(duì)樣本進(jìn)行物理分散處理。常用的物理分散方法有煮沸法、振蕩法和研磨法三種，本實(shí)驗(yàn)采用較簡(jiǎn)便易行的研磨法。其做法是：在盛土樣的燒杯中，加入部分分散劑使之呈稠糊狀，放置約30min，使分散劑充分作用，然后使用帶橡皮頭的玻璃棒研磨1520min（質(zhì)地越粘重，研磨時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng)），加少許分散劑，再研磨5min。將糊狀物轉(zhuǎn)入1000ml的量筒中，燒杯中剩余的泥漿在加入其余的分散劑，攪拌后倒入量筒中，再用軟水洗燒杯，使全部土樣無(wú)損失的移入量筒內(nèi)，用軟水定容至1000ml。（4）0.01mm土粒含量的測(cè)定 先用特制的攪拌棒在土壤懸液中上下攪動(dòng)幾次，將溫度計(jì)放

8、入懸液中部測(cè)量其溫度，讀書(shū)精確至0.1。根據(jù)所測(cè)溫度查表1得之相應(yīng)溫度下0.01mm土粒下沉所需時(shí)間（如：20時(shí)為26.5min）。（5）注意事項(xiàng) ： 在計(jì)劃測(cè)定之前，再用攪拌棒攪動(dòng)懸液1min（1分鐘上下各約15次，攪動(dòng)時(shí)下至量筒底，上至近液面），攪拌結(jié)束后，取出攪拌棒，立即記下靜置開(kāi)始時(shí)間，加上土粒下沉?xí)r間，也就是比重計(jì)計(jì)劃讀數(shù)時(shí)間。此時(shí)，若懸液液面產(chǎn)生大量氣泡，再滴加幾滴異戊醇消泡，以免影響讀數(shù)。在計(jì)劃讀數(shù)時(shí)間到達(dá)之前1520s，將比重計(jì)輕輕放入懸液中，勿使其左右搖擺，上下浮沉。到時(shí)間讀數(shù).五.數(shù)據(jù)處理及質(zhì)地名稱的確定表3 甲種比重計(jì)溫度校正值溫度（）6.5899.51010.511.0

9、11.51212.513.0校正值-2.2-2.1-2.0-1.9-1.8-1.7-1.6溫度（）13.51414.515.015.516.016.517.0校正值-1.5-1.4-1.2-1.1-1.0-0.9-0.8溫度（）17.518.019.520.020.521.021.5校正值-0.7-0.5-0.100.150.30.45溫度（）22.022.523.023.524.024.525.0校正值0.60.80.91.11.31.51.71.9溫度（）25.526.026.527.027.528.028.5校正值1.92.12.22.52.62.93.1溫度（）29.029.53.03

10、1.532.032.533.0校正值3.33.53.73.84.04.24.6表4 土壤石礫含量分級(jí)13mm石礫含量（%）石礫分級(jí)10多礫質(zhì)表5卡慶斯基土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)地名稱物理性粘粒（808565六、思考題：比重計(jì)測(cè)定土壤質(zhì)地時(shí)，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？影響測(cè)定結(jié)果的關(guān)鍵操作有哪些？實(shí)驗(yàn)二土壤容重和孔隙度的測(cè)定一、土壤容重的測(cè)定(環(huán)刀法) 土壤容量又叫土壤的假比重，是指田間自然狀態(tài)下，每單位體積土壤的干重，通常用克/厘米3表示。土壤容重除用來(lái)計(jì)算土壤總孔隙度外，還可用于估計(jì)土壤的松緊和結(jié)構(gòu)狀況。（一）方法原理用一定容積的鋼制環(huán)刀，切割自然狀態(tài)下的土壤，使土壤恰好充滿環(huán)刀容積，然后稱量并根據(jù)土壤自然

11、含水量計(jì)算每單位體積的烘干土重即土壤容重。（二）操作步驟1、在室內(nèi)先稱量環(huán)刀（連同底盤、墊底濾紙和頂蓋）的重量，環(huán)刀容積一般為100厘米3。2、將已稱量的環(huán)刀帶至田間采樣。采樣前，將采樣點(diǎn)土面鏟平，去除環(huán)刀兩端的蓋子，再將環(huán)刀（刀口端向下）平穩(wěn)壓入土中，切忌左右擺動(dòng)，在土柱冒出環(huán)刀上端后，用鐵鏟挖周圍土壤，取出充滿土壤的環(huán)刀，用鋒利的削土刀削去環(huán)刀兩端多余的土壤，使環(huán)刀內(nèi)的土壤體積恰為環(huán)刀的容積。在環(huán)刀刀口一端墊上濾紙，并蓋上底蓋，環(huán)刀上端蓋上頂蓋。擦去環(huán)刀外的泥土，立即帶回室內(nèi)稱重。3、在緊靠環(huán)刀采樣處，再采土10-15克，裝入鋁盒帶回室內(nèi)測(cè)定土壤含水量。(三)結(jié)果計(jì)算 100 1、環(huán)刀內(nèi)干

12、土重(克) 環(huán)刀內(nèi)濕土重（克） 100+土壤含水量（%） 環(huán)刀內(nèi)干土重（克） 2、土壤容重（克厘米3） 環(huán)刀容積（100厘米3） (四)儀器設(shè)備 (1)容積為100厘米3的鋼制環(huán)刀。 (2)削土刀及小鐵鏟各一把。 (3)感量為0.1及0.01的粗天平各一架。 (4)烘箱、干燥器及小鋁盒等。二、土壤總孔隙度的計(jì)算 土壤總孔隙度是指自然狀態(tài)下，土壤中孔隙的體積占土壤總體積的百分比。土壤孔隙度不僅影響土壤的通氣狀況，而且反映土壤松緊度和結(jié)構(gòu)狀況的好壞。 土壤總孔隙度一般不直接測(cè)定，而是用比重和容重計(jì)算求得。 容重土壤總孔隙度（%）（1 ）100 比重 如果未測(cè)定土壤比重，可采用土壤比重的平均值2.6

13、5來(lái)計(jì)算，也可直接用土壤容重(dv)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出土壤的孔隙度P1。 經(jīng)驗(yàn)公式P1(%)93.94732.995.dr 為方便起見(jiàn)，可按上述計(jì)算出常見(jiàn)土壤容重范圍的土壤總孔隙度查對(duì)表。 查表舉例： dv0.87時(shí) P165.24% dv1.72時(shí) P137.20%附表 土壤總孔度查對(duì)表 dv P1dv0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.7五、思考題1、為什么不同質(zhì)地的土壤，其容重和總孔度不同。2、土壤中大、小孔隙比例對(duì)土壤的水分、空氣狀況有何影響？實(shí)驗(yàn)三 土壤交換性酸的測(cè)定(氯化鉀交換中和滴定法)一、目的意義土壤交換性酸指土壤膠體表面吸附的交換性氫、鋁離子總量

14、，屬于潛在酸而與溶液中氫離子(活性酸)處于動(dòng)態(tài)平衡，是土壤酸度的容量指標(biāo)之一。土壤交換性酸控制著活性酸，因而決定著土壤的pH。過(guò)量的交換性鋁對(duì)大多數(shù)植物和有益微生物均有一定的抑制或毒害作用。二、實(shí)驗(yàn)原理在非石灰性土和酸性土中，土壤膠體吸附有一部分氫、鋁離子，當(dāng)以KCl溶液淋洗土壤時(shí)，這些氫、鋁離子便被鉀離子交換而進(jìn)入溶液。此時(shí)不僅氫離子使溶液呈酸性，而且由于鋁離子的水解，也增加了溶液的酸性。當(dāng)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定淋洗液時(shí)，所得結(jié)果(滴定度)為交換性酸(交換性氫、鋁離子)總量。在淋洗液中加入足量NaF，使鋁離子形成絡(luò)合離子，從而防止其水解，然后再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，即得交換性氫離子量。

15、由兩次滴定之差計(jì)算出交換性鋁離子量。反應(yīng)如下：三、儀器設(shè)備與化學(xué)試劑1.NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.02molL-1)：取1molL-1 NaOH溶液100ml，加蒸餾水稀釋至5L。準(zhǔn)確濃度以苯二甲酸氫鉀標(biāo)定。2.KCl溶液（1molL-1）：配制同前。3.NaF溶液（3.5）：稱NaF(化學(xué)純)3.5g，溶于100ml蒸餾水中，貯存于涂蠟的試劑瓶中。4.酚酞指示劑（1）：稱1g酚酞溶于100ml 95的酒精。四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）稱取通過(guò)0.25mm篩孔的風(fēng)干土樣，重量相當(dāng)于4g烘干土，置于100ml三角瓶中。加1molL-1 KCl溶液約20ml，振蕩后濾入100ml容量瓶中。（二）同上多次地用1m

16、olL-1KCl溶液浸提土樣，浸提液過(guò)濾于容量瓶中。每次加入KCl浸提液必須待漏斗中的濾液濾干后再進(jìn)行。當(dāng)濾液接近容量瓶刻度時(shí)，停止過(guò)濾，取下用KCl定容搖勻。（三）吸取25m1濾液于100m1三角瓶中，煮沸5分鐘以除去CO2，加酚酞指示劑2滴，趁熱用0.02molL-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液顯粉紅色即為終點(diǎn)。記下NaOH溶液的用量(V1)，據(jù)此計(jì)算交換性酸總量。（四）另取一份25m1濾液，煮沸5分鐘，加13.5NaF溶液，冷卻后，加酚酞指示劑2滴，用0.02molL-1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，記下NaOH溶液的用量(V2)，據(jù)此計(jì)算交換性氫離子量。五、結(jié)果計(jì)算式中：滴定交換性酸總量消

17、耗的NaOH的體積，ml；滴定交換性氫消耗的NaOH的體積，ml；NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；分取倍數(shù)100m1/25m1=4。 實(shí)驗(yàn)四 土壤水解性酸的測(cè)定(醋酸鈉水解中和滴定法)一、目的意義水解性酸也是土壤酸度的容量因素，它代表鹽基不飽和土壤的總酸度，包括活性酸、交換性酸和水解性酸三部份的總和。土壤水解性酸加交換性鹽基，接近于陽(yáng)離子交換量，因而可用來(lái)估算土壤的陽(yáng)離子交換量和鹽基飽和度。土壤水解性酸也是計(jì)算石灰施用量的重要參數(shù)之一。二、實(shí)驗(yàn)原理用1molL-1 醋酸鈉(pH8.3)浸提土壤，不僅能交換出土壤的交換性氫、鋁離子，而且由于醋酸鈉水解產(chǎn)生NaOH的鈉離子，能取代出有機(jī)質(zhì)較難解離的某些官能

18、團(tuán)上的氫離子，即可水解成酸。三、儀器設(shè)備與化學(xué)試劑1.醋酸鈉溶液（1molL-1）：稱取化學(xué)純醋酸鈉(CH3COONa3H2O)136.06g，加水溶解后定容至1L。用1molL-1 Na0H或10醋酸溶液調(diào)節(jié)pH至8.3。2.NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.02molL-1)：取1molL-1 NaOH溶液100ml，加蒸餾水稀釋至5L。準(zhǔn)確濃度以苯二甲酸氫鉀標(biāo)定。3.酚酞指示劑（1）：稱1g酚酞溶于100ml 95的酒精。四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）稱取通過(guò)1mm篩孔風(fēng)干土樣，重量相當(dāng)于5.00g烘干土，放在100三角瓶中，加1molL-1 CH3COONa約20ml，振蕩后濾入100ml容量瓶中。（二）同上

19、多次地加1molL-1 醋酸鈉溶液浸提土樣，浸提液濾入100ml容量瓶中，每次加入CH3COONa浸提液必須待漏斗中的濾液濾干后再進(jìn)行，直至濾液接近刻度，用1molL-1 醋酸鈉溶液定容搖勻。（三）吸取濾液50.00ml于250ml三角瓶中，加酚酞批示劑2滴，用0.02molL-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至明顯的粉紅色，記下NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（V）。 注：滴定時(shí)濾液不能加熱，否則醋酸鈉強(qiáng)烈分解，醋酸蒸發(fā)呈較強(qiáng)堿性，造成很大的誤差。五、結(jié)果計(jì)算式中：消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mlL-1。如果已有土壤陽(yáng)離子交換量和交換性鹽基總量的數(shù)據(jù)，水解性酸度也可以用計(jì)算求得。水

20、解性酸度陽(yáng)離子交換量交換性鹽基總量式中三者的單位均為cmolkg-1土。這樣計(jì)算的水解性酸度比單獨(dú)測(cè)定的水解性酸度更準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)五土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）是指土壤所能吸附和交換的陽(yáng)離子的容量，用每千克土壤的一價(jià)離子的厘摩爾數(shù)表示即cmol（+）/kg。土壤陽(yáng)離子交換量是土壤的一個(gè)很重要的化學(xué)性質(zhì)，它直接反映了土壤的保肥、供肥性能和緩沖能力。不同土壤，其陽(yáng)離子交換量不同。土壤的保肥、供肥性能和緩沖能力亦不同。一般認(rèn)為陽(yáng)離子交換量在20cmol（+）/kg以上為保肥力強(qiáng)的土壤；2010cmol（+）/kg為保肥能力中等的土壤；10cmol（+）/kg土壤為保

21、肥能力弱的土壤。因此測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量，對(duì)了解土壤供肥性能，指導(dǎo)合理施肥具有實(shí)際指導(dǎo)意義。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，目的是掌握石灰性土壤測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量的方法即乙酸鈉火焰光度計(jì)法。二、 實(shí)驗(yàn)原理石灰性土壤在大氣CO2分壓下的平衡pH值接近于8.2。所以用于石灰性土壤的交換劑往往采用pH8.2的緩沖液。本實(shí)驗(yàn)采用pH8.2乙酸鈉火焰光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。其原理：土壤Ca+nNaOAC=土壤NaNa+Ca（OAC）2+（n-2）NaOAC土壤Na+NH4OAC=土壤NH4+NaOAC用pH8.2 1moll-1 NaOAC處理土壤，使其為Na+飽和。洗除多余的NaOAC后，以NH4+將交換性Na+交換出來(lái)，測(cè)

22、定Na+以計(jì)算交換量。在操作程序中，用醇洗去多余的NaOAC時(shí)，交換性鈉傾向于水解進(jìn)入溶液而損失，因此洗滌過(guò)頭將產(chǎn)生負(fù)誤差；減少淋洗次數(shù)，則因殘留交換劑而提高交換量。只有當(dāng)兩個(gè)誤差互相抵消，才能得到良好的結(jié)果。試驗(yàn)證明，醇洗3次，一般可使誤差達(dá)到最低值。三、 操作步驟稱取過(guò)1mm篩孔的風(fēng)干土樣4.006.00g（粘土4g，砂土6g）。置于50ml離心管中，加pH8.2 1 moll-1NaOAC33ml，使各管質(zhì)量一致，塞住管口，振蕩5min后離心，棄去清液。重復(fù)用NaOAC提取4次。然后以同樣方法，用異丙醇或乙醇洗滌樣品3次，最后1次盡量除盡洗滌液。將上述土樣加1moll-1NH4OAC33

23、ml，振蕩5min（必要時(shí)用玻璃棒攪動(dòng)），離心，將清液小心傾入100ml容量瓶；按同樣方法用1 moll-1NH4OAC交換洗滌兩次，收集的清液最后用1 moll-1NH4OAC溶液稀釋至刻度。用火焰光度計(jì)測(cè)定溶液中Na+濃度，計(jì)算土壤交換量。四、結(jié)果計(jì)算土壤陽(yáng)離子交換量（cmolkg-1）=V10-3100/（m23）標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的待測(cè)液中鈉離子的質(zhì)量濃度（gml-1）；V測(cè)定時(shí)定容體積（ml）；23鈉的摩爾質(zhì)量（gmol-1）；10-3把微克換算成毫克；m烘干質(zhì)量（g）。五、 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑1. 主要儀器1/100天平，離心機(jī)，玻璃棒，容量瓶，6400A型火焰光度計(jì)2. 試 劑（1）1m

24、oll-1乙酸鈉（pH8.2）溶液 稱取CH3COONa3H2O 136g用蒸餾水溶解并稀釋至1L。此溶液pH為8.2。否則以NaOH或HOAC調(diào)節(jié)至pH8.2。（2）異丙醇（990mll-1）或乙醇（950mll-1）。（3）1moll-1 NH4OAC（pH7） 取冰乙酸（99.2%）57ml，加蒸餾水至500ml，加濃氨水（NH4OH）69ml，再加蒸餾水至約980ml，用NH4OH或HOAC調(diào)節(jié)溶液至pH7.0，然后用蒸餾水稀釋到1L。（4）鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 稱取氯化鈉（分析純，105烘干4h）2.5423g，以pH7.0，0.1 moll-1 NH4OAC為溶劑，定容至1L，即為1000g

25、ml-1鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后逐級(jí)用乙酸銨溶液稀釋成3、5、10、20、30、50gml-1標(biāo)準(zhǔn)溶液，貯于塑料瓶中保存。六、 注意事項(xiàng)此方法是石灰性土壤交換量測(cè)定，用于鹽堿土?xí)r由于該類土壤既含石灰質(zhì)又含易溶鹽，在交換前必須除去可溶鹽。具體辦法是：于離心管中加入50左右的500 mll-1乙醇溶液數(shù)毫升，攪拌樣品，離心后棄去清液，反復(fù)數(shù)次至用BaCl2檢查清液僅有微量BaSO4反應(yīng)為止。用NaOAC溶液提取4次，第4次提取的鈣和鎂已很少，第4次提取的pH值為7.98.2，表示提取過(guò)程已基本完成。實(shí)驗(yàn)六 土壤田間持水量和毛管持水量的測(cè)定 本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的三種土壤水分含量均是重要的土壤水分性質(zhì)，是反映土壤水分

26、狀況的重要指標(biāo)，與土壤保水供水有密切的關(guān)系。土壤最大吸濕量的測(cè)定 風(fēng)干土樣所吸附的水氣，稱為吸濕水。土壤吸濕水的多少與空氣相對(duì)濕度有關(guān)，當(dāng)空氣濕度接近飽和時(shí)，土壤吸濕水達(dá)到最大量，稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)。最大吸濕量的1.252.00倍，大約相當(dāng)于凋萎系數(shù)。凋萎系數(shù)的測(cè)定較難，故可由最大吸濕量間接計(jì)算而得。土壤最大吸濕量也可以用來(lái)估計(jì)土壤比表面的大小。(一)方法原理 飽和K2S04在密閉條件下可使空氣相對(duì)濕度達(dá)9899，風(fēng)干土樣在此相對(duì)濕度下達(dá)最大吸濕量。(二)操作步驟 1、稱取通過(guò)1mm篩孔的風(fēng)干土樣520克(粘土和有機(jī)質(zhì)多的土壤510克，壤土1015克，砂土1520克)，平鋪于已稱重的稱量

27、皿底部。 2、將稱量皿放人干燥器中的有孔磁板上，另用小燒杯盛飽和K2SO4溶液，按每克土大約2毫升計(jì)算，同樣放入干燥器內(nèi)。 3、將干燥器放在溫度保持在20的地方，讓土壤吸濕。 4、土樣吸濕一周左右，取出稱重，再將其放人干燥器內(nèi)使之繼續(xù)吸水，以后每隔23天稱一次，直至土樣達(dá)恒重(前后二次重量之差不超過(guò)0.005克)，計(jì)算時(shí)取其大者。5、達(dá)恒重的土樣置于105110烘箱內(nèi)烘至恒重，按一般計(jì)算土壤含水量方法計(jì)算出土壤最大吸濕量。二、田間持水量測(cè)定 土壤田間持水量是指地下水位較深時(shí)，土壤所能保持的最大含水量。因此是表征田間土壤保持水分能力的指標(biāo)，也是計(jì)算土壤灌溉量的指標(biāo)。(一)土壤田間持水量的野外測(cè)定

28、方法 1、方法原理：通過(guò)灌水、滲漏，使土壤在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到毛管懸著水的最大量時(shí)，取土測(cè)定水分含量，此時(shí)的土壤水分含量即為土壤田間持水量。 2、操作步驟 (1)選地：在田間地塊選一具有代表性的測(cè)試地段；先將地面平整，使灌水時(shí)水不致積聚于低洼處而影響水分均勻下滲。 (2)筑埂：測(cè)試地段面積一般為4平方米，四周筑起一道土埂(從埂外取土筑埂)，埂高30厘米，底寬30厘米。然后在其中央放上方木框，入土深度25厘米?？騼?nèi)面積1平方米為測(cè)試區(qū)。若無(wú)木框，可再筑一內(nèi)埂代之，埂內(nèi)面積仍為1平方米。木框或內(nèi)埂外的部分為保護(hù)區(qū)，以防止測(cè)試區(qū)內(nèi)的水外流。 (3)計(jì)算灌水量：從測(cè)試點(diǎn)附近取土測(cè)定1米深內(nèi)土層的含水量，計(jì)

29、算其蓄水量。按土壤的孔隙度(總孔隙度)計(jì)算使1米土層內(nèi)全部孔隙充水時(shí)的總灌水量，減去土壤現(xiàn)有蓄水量，差值的1.5倍即為需要補(bǔ)充的灌水量。 如果缺少土壤孔隙度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可以下列數(shù)據(jù)計(jì)算： 粘土及重壤土 孔隙度50一45 中壤土及輕壤土 4540 砂壤土 4035 砂 土 3530 例如：設(shè)1米土層的平均孔隙度為45，為使其全部孔隙充滿水分，需要的水量是： 1000毫米(1米)45450毫米 設(shè)土層現(xiàn)有蓄水量為150毫米，則應(yīng)增加的水量即灌水量為： (450毫米一150毫米)1.5450毫米 計(jì)算測(cè)試區(qū)1平方米的灌水量為： 1平方米0.45米(450毫米)0.45立方米 1立方米(水)=1000

30、升 0.45立方米=450升 保護(hù)區(qū)面積=(41)平方米=3平方米，所需灌水量為： 450升3=1350升 這樣，測(cè)試區(qū)和保護(hù)區(qū)共需灌水量1800升。 (4)灌水：灌水前在地面鋪放一薄層干草，避免灌水時(shí)沖擊，破壞表土結(jié)構(gòu)。然后灌水：先灌保護(hù)區(qū)，迅速建立5厘米厚的水層，同時(shí)向測(cè)試區(qū)灌水，同樣建立5厘米厚的水層，直至用完計(jì)算的全部灌水量。 (5)覆蓋：灌完水后，在測(cè)試區(qū)和保護(hù)區(qū)再覆蓋50厘米厚的草層，避免土壤水分蒸發(fā)損失。為了防止雨水滲入的影響，在草層上覆蓋塑料薄膜。 (6)取土測(cè)定水分：灌水后，砂壤土和輕壤土經(jīng)12晝夜，重壤土和粘土經(jīng)34晝夜取土測(cè)定含水量，取土后仍將地面覆蓋好。取回的土樣稱取2

31、0.0克，用酒精燒失法測(cè)定其水分含量，即為土壤的田間持水量。 (二)田間持水量室內(nèi)測(cè)定方法 1、按容重采土的方法用環(huán)刀在野外采取原狀土，放于盛水的搪瓷盤內(nèi)，有孔蓋(底蓋)一端朝下，盤內(nèi)水面較環(huán)刀上緣低12毫米，勿使環(huán)刀上面淹水。讓水分飽和土壤。 2、同時(shí)在相同土層采土，風(fēng)干后磨細(xì)過(guò)1毫米篩孔，裝入環(huán)刀中(或用石英砂代替干土)，裝時(shí)要輕拍擊實(shí)，并稍微裝滿一些。 3、將水分飽和一晝夜的裝有原狀土的環(huán)刀取出，打開(kāi)底蓋(有孔蓋)，將其連濾紙一起放在裝有干土(或石英砂)的環(huán)刀上。為緊密接觸，可壓上磚頭(一對(duì)環(huán)刀用兩塊磚壓)。4、經(jīng)過(guò)8小時(shí)吸水后，從環(huán)刀內(nèi)取出1520克原狀土測(cè)定含水量，此值接近于該土壤的

32、田間持水量。 5、結(jié)果計(jì)算： 濕土重干土重土壤田間持水量(重量)100 干土重 土壤自然含水量（%）土壤相對(duì)含水量（%） 100 土壤田間持水時(shí)（%） 根據(jù)土壤比重、容重、總孔隙度和田間持水量。可計(jì)算土壤在田間持水量時(shí)的固、液、氣三相體積： 土壤容重 土壤固相體積(%)100 土壤比重 土壤液相體積(%)田間持水量(重量)容重 土壤氣相體積(%)總孔隙度(%)一土壤液相體積(%)三、土壤毛管持水量測(cè)定 土壤毛管持水量是土壤的一項(xiàng)重要水分常數(shù)，可根據(jù)其數(shù)值換算土壤的毛管孔隙度和通氣孔隙度(或非毛管孔隙度)。 (一)操作步驟 1、按測(cè)定土壤容重的采土方法，在田間用環(huán)刀采取原狀土，帶回室內(nèi)于盛有23

33、毫米水層的瓷盤中，讓土壤毛細(xì)管吸水。 2、吸水時(shí)間，砂土46小時(shí)，粘土812小時(shí)或更長(zhǎng)，然后取出環(huán)刀，除去多余的自由水。 3、從環(huán)刀中取出45克濕土測(cè)定含水量，即為毛管持水量。亦可根據(jù)測(cè)定容重時(shí)環(huán)刀內(nèi)的干土重?fù)Q算求得，即： 環(huán)刀內(nèi)濕土重環(huán)刀內(nèi)干土重土壤毛管持水量（%）100 環(huán)刀內(nèi)干土重 (二)土壤毛管孔隙度和通氣孔隙度的計(jì)算 土壤毛管孔隙度() 土壤毛管持水量(%)土壤容重 土壤通氣孔隙度() 土壤總孔隙度(%)一土壤毛管孔隙度()四、藥品配制：飽和K2SO4溶液：稱取100克K2SO4溶于1升蒸餾水中，溶液應(yīng)見(jiàn)白色未溶的K2SO4晶體，否則要適當(dāng)增加K2SO4量。五、作業(yè)題 1、列出實(shí)驗(yàn)數(shù)

34、據(jù)，計(jì)算各項(xiàng)土壤水含量。 2、計(jì)算土壤在田間持水量時(shí)的三相比。 3、計(jì)算土壤的毛管孔隙度和通氣孔隙度。六、思考題 1、測(cè)定最大吸濕量時(shí)，讓土壤在特定的溫度(20)和相對(duì)濕度98條件下吸濕，為什么？2室內(nèi)測(cè)定田間持水量和毛管持水量的方法有何不同？二者結(jié)果在反映土壤水分狀況上有何重要意義？實(shí)驗(yàn)七 主要造巖礦物的觀察與認(rèn)識(shí)一、目的與意義礦物是存在于地殼中在地質(zhì)作用所形成具有一定物理性質(zhì)、化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造的天然化合物或單質(zhì)。礦物在一定的物理化學(xué)條件范圍內(nèi)穩(wěn)定，是組成巖石和礦石的基本單元。巖石由一種或多種礦物組成的集合體，是構(gòu)成地貌和形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖石的礦物組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分影響著成土過(guò)

35、程的速度、性質(zhì)和方向。因此，認(rèn)識(shí)主要巖石和造巖礦物，掌握巖石和礦物形態(tài)與物理性質(zhì)，對(duì)學(xué)習(xí)土壤學(xué)具有重要的意義。二、主要造巖礦物的認(rèn)識(shí) (一)形態(tài) 礦物形態(tài)除表面為一定幾何外形的單獨(dú)體外，還常常聚集成各種形狀的集合體，常見(jiàn)的有下列形態(tài)。柱 狀由許多細(xì)長(zhǎng)晶體，組成平行排列者，如角閃石。板 狀形狀似板，如透明石膏、斜長(zhǎng)石。片 狀可以剝離成極薄的片體，如云母。粒 狀大小略等及具有一定規(guī)律的晶粒集合在一起，如橄攬石、黃鐵礦。塊 狀結(jié)晶或不結(jié)晶的礦物，成不定形的塊體，如結(jié)晶的塊狀石英，非結(jié)晶的蛋白石。土 狀細(xì)小均勻的粉末狀集合體，如高嶺石。纖維狀晶體細(xì)小，纖細(xì)平行排列，如石棉。鮞 狀似魚(yú)卵狀的園形小顆粒集

36、合體，如赤鐵礦。豆 狀集合體成園形或橢圓形大小似豆者。如赤鐵礦。(二)顏色 礦物首先引人注意的是它的顏色，礦物的顏色是其重要的特征之一。一般地說(shuō)，顏色是光的反射現(xiàn)象。如孔雀石為綠色，是因孔雀石吸收綠色以外的色光而獨(dú)將綠色反射所致。礦物的顏色，根據(jù)其發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)不同，可以有自色、他色和假色。自色礦物本身所含的化學(xué)成分中，具有的色素表現(xiàn)出來(lái)的顏色，如石英的白色。他色礦物因?yàn)楹型鈦?lái)的帶色素的雜質(zhì)而產(chǎn)生的顏色，如無(wú)色透明的石英（水晶）因錳的混入而被染成紫色，即是他色。假色礦物內(nèi)部裂縫、解理面及表面由于氧化膜的干涉效應(yīng)而產(chǎn)生的顏色。(三)條痕 礦物粉末的顏色。將礦物在無(wú)釉瓷板上擦劃，(必須注意礦物硬

37、度小于瓷扳)所留在瓷板上的顏色即為條痕。條痕對(duì)有色礦物有鑒定意義。(四)光澤礦物表面對(duì)入射光線的反射能力稱光澤。按其表現(xiàn)可分為：金屬光澤如黃鐵礦半金屑光澤如赤鐵礦非金屑光澤玻璃光澤：如石英晶面油脂光澤：如石英斷口面絲絹光澤：如石棉珍珠光澤：如白云母土狀光澤：如高嶺石(五)硬度礦物抵抗磨擦或刻劃的能力。決定硬度時(shí)，常常用二個(gè)礦物相對(duì)刻劃的方法即得出其相對(duì)硬度。表示硬度的大小，以摩氏硬度計(jì)的十種礦物作標(biāo)準(zhǔn)，從硬度等級(jí)12345678910在野外可用指甲（硬度2-2.5）、回形針（3）、玻璃（5）、小刀（5-5.5）、鋼銼（6-7）代替標(biāo)準(zhǔn)硬度計(jì)。 (六)解理礦物受擊后沿一定方向裂開(kāi)成光滑平面的性質(zhì)

38、稱為解理，礦物破裂時(shí)呈現(xiàn)有規(guī)則的平面稱為解理面，按其裂開(kāi)的難易、解理面之厚薄、大小及平整光滑程度，一般可有下列等級(jí)。 極完全解理解理面極平滑，可以裂開(kāi)成薄片狀，如云母。完全解理解理面平滑不易發(fā)生斷口，往往可沿解理面裂開(kāi)成小塊，其外形仍與原來(lái)的晶形相似，如方解石的菱面體小塊。 中等解理在礦物碎塊上，既可看到解理面，又可看到斷口。如長(zhǎng)石、角閃石。不完全解理在礦物的碎塊上，很難看到明顯的解理面，大部分為斷口，如灰磷石。無(wú)解理礦物碎塊中除晶面外，找不到其他光滑的面，如石英。必須指出，在同一礦物上可以有不同方向和不同程度的幾向解理出現(xiàn)。例如云母具有一向極完全解理；長(zhǎng)石、輝石具有二向完全解理；方解石具有三

39、向完全解理等。(七)斷口礦物受擊后，產(chǎn)生不規(guī)則的破裂面，稱為斷口。在解理不發(fā)達(dá)以及非結(jié)晶礦物受擊后，容易發(fā)生斷口。其形狀有：貝殼狀(如石英的斷口)、參差狀(如自然銅)、平坦?fàn)?如磁鐵礦)等。 同一礦物，解理與斷口的性質(zhì)表現(xiàn)出互為消長(zhǎng)的關(guān)系，如極完全解理的云母，則不易見(jiàn)到斷口。(八)鹽酸反應(yīng)含有碳酸鹽的礦物，加鹽酸會(huì)放出氣泡，其反應(yīng)式： CaCO3+2HClCaCl2+C02+H2O 根據(jù)與10的鹽酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出氣泡的多少，可分四級(jí): 低徐徐的放出細(xì)小氣泡 中明顯起泡 高強(qiáng)烈起泡。 極高劇烈起泡，呈沸騰狀 (九)根據(jù)表1所列項(xiàng)目，認(rèn)識(shí)各種礦物 表1 各種礦物的性質(zhì)和風(fēng)化特點(diǎn)形狀顏色條痕光澤硬度

40、解理斷口10%HCl反應(yīng)其他風(fēng)化特點(diǎn)與分解產(chǎn)物不易風(fēng)化、難分解，是土壤中砂粒的主要來(lái)源風(fēng)化后產(chǎn)生粘粒、二氧化硅和鹽基物質(zhì)，正長(zhǎng)石含鉀較多，是土壤中鉀素來(lái)源之一。白云母抗風(fēng)化分解能力較黑云母強(qiáng)，風(fēng)化后均能形成粘粒。并釋放大量鉀素，是土壤中鉀素和粘粒來(lái)源之一。長(zhǎng)柱狀容易風(fēng)化分解產(chǎn)生含水氧化鐵，含水氧化硅及粘粒。并釋放大量鈣、鎂等元素。短柱狀粒狀易風(fēng)化形成褐鐵礦，二氧化硅以及蛇紋石等次生礦物。菱面體或塊體易受碳酸作用溶解移動(dòng)，但白云石稍比方解石穩(wěn)定，風(fēng)化后釋放出鈣、鎂元素，是土壤中碳酸鹽和鈣、鎂的重要來(lái)源。六方柱或塊狀風(fēng)化后是土壤中磷素營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源。板狀、針狀、柱狀溶解后為土壤中硫的主要來(lái)源塊狀、

41、鮞狀、豆?fàn)钜籽趸?，分布很廣，特別在熱帶土壤中最為常見(jiàn)。塊狀、土狀、結(jié)核狀其分布與赤鐵礦同。難風(fēng)化，但也可氧化成赤鐵礦和褐鐵礦。分解形成硫酸鹽，為土壤中硫的主要來(lái)源。由長(zhǎng)石、云母風(fēng)化形成的次生礦物，顆粒細(xì)小是土壤粘粒礦物之一。三、主要成土巖石的觀察組成地殼的巖石，按其成因不同分為三大類，即：由巖漿冷凝而成者稱巖漿巖；由各種沉積物經(jīng)硬結(jié)成巖而成者稱沉積巖；由原生巖經(jīng)高溫、高壓以及化學(xué)性質(zhì)活潑的物質(zhì)作用后發(fā)生了變質(zhì)的巖石稱變質(zhì)巖。三者由于成因不同，以致在各自的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造中都有較大的差異。肉眼鑒定巖石的方法，主要對(duì)巖石的顏色、礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等方面進(jìn)行觀察后，才能區(qū)別出所屬巖類和定出巖石名稱

42、。(一)顏色 巖石的顏色決定于礦物的顏色，觀察巖石的顏色，有助于了解巖石的礦物組成。如巖石深灰及黑色是含有深色礦物所致。 (二)礦物組成 巖漿巖的主要礦物有石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄攬石。沉積巖主要礦物除石英、長(zhǎng)石等外，還含有方解石、白云石、粘土礦物、有機(jī)質(zhì)等。變質(zhì)巖的礦物組成除石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石外，常含變質(zhì)礦物如石榴石、滑石、蛇紋石、綠泥石、絹云母等。(三)結(jié)構(gòu)1.巖漿巖結(jié)構(gòu) 指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形狀以及相互組合的關(guān)系。其主要結(jié)構(gòu)有：全晶等粒、隱晶質(zhì)、斑狀、玻璃質(zhì)(非結(jié)晶質(zhì))。 全晶等粒結(jié)構(gòu) 巖石中礦物晶粒在肉眼或放大鏡下可見(jiàn)，且晶粒大小一致。如花崗巖。隱晶

43、質(zhì)結(jié)構(gòu) 巖石中礦物全為結(jié)晶質(zhì)，但晶粒很小，肉眼或放大鏡看不出晶粒。斑狀結(jié)構(gòu) 巖石中礦物顆粒大小不等，有粗大的晶粒和細(xì)小的晶?；螂[晶質(zhì)甚至玻璃質(zhì)(非晶質(zhì))者稱斑狀結(jié)構(gòu)。大晶粒為斑晶，其余的稱石基。如花崗斑巖。2.沉積巖結(jié)構(gòu) 指巖石的顆粒大小、形狀及結(jié)晶程度所形成的特征叫結(jié)構(gòu)。一般沉積巖結(jié)構(gòu)有：碎屑結(jié)構(gòu)(礫、砂、粉砂)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物結(jié)構(gòu)等。碎屑結(jié)構(gòu) 碎屑物經(jīng)膠結(jié)而成。膠結(jié)物的成份有鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)等。按碎屑大小來(lái)劃分有：礫狀結(jié)構(gòu) 大于2mm以上的碎屑被膠結(jié)而成的巖石，如礫巖。砂粒結(jié)構(gòu)碎屑顆粒直徑為20.1mm者如砂巖。粉砂結(jié)構(gòu)碎屑顆粒直徑為0.10.01mm者如粉砂巖。 泥質(zhì)結(jié)構(gòu) 顆粒很細(xì)小，由直徑小于0.01mm的泥質(zhì)組成，彼此緊密結(jié)合，成致密狀，如頁(yè)巖、泥巖。化學(xué)結(jié)構(gòu) 由化學(xué)原因形成，有晶粒狀、隱晶狀、膠體狀(如鮞狀、豆?fàn)?。為化學(xué)巖所特有如粒狀石灰?guī)r。生物結(jié)構(gòu) 由生物遺體或生物碎片組成如生物灰?guī)r。3.變質(zhì)巖結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖多半具有結(jié)晶質(zhì)，其結(jié)構(gòu)含義與巖漿巖相似，有等粒狀、致密狀或斑狀等。在結(jié)構(gòu)命名上，為了區(qū)別起見(jiàn)，特加上“變晶”二字，如等粒變晶、斑狀變晶、隱晶變晶。(四)構(gòu)造 1.巖漿巖構(gòu)造 指礦物顆粒之間排列方式及填充方式所表現(xiàn)出的整體外貌。一般有塊狀、流紋狀、氣孔狀、杏仁狀等構(gòu)造。 塊狀構(gòu)造巖石中