一、课程的性质、地位和任务
《土壤学》是农学类专业必修课,它是在地学基础等课程上开设的一门专业基础课或专业课程。教学要求基础理论扎实,基本知识全面,基本技能过硬。
土壤学紧紧围绕土壤肥力讲授土壤组成(矿物质和有机质);土壤物理化学性质;土壤水气热肥状况;土壤形成、分类与分布;主要土壤类型的特点和开发利用问题。通过本门课程的实验应使学生的实验技能得到进一步加强。
二、基本要求
不同专业根据专业要求和教学时数选作不同的实验,使学生通过本课程实验的学习,掌握:
1、土壤的采样技术、样品制备技术及不同分析项目对土样的不同要求;
2、土壤含水量、颗粒组成、容重等各种物理性质的测定方法;
3、土壤有机质含量、各种养分含量等化学性质的测定方法。
三、学时分配
实验一 土壤样品的采集与处理及吸湿水测定(3学时)
实验二 土壤颗粒分析(3学时)
实验三 土壤有机质测定(3学时)
实验四 土壤酸碱度的测定(3学时)
实验五 土壤容重和孔隙度的测定(3学时)
实验六 土壤速效养分的测定与分析(3学时) (综合性实验)
四、讲授纲要
实验一 土壤样品的采集与处理及吸湿水测定
土壤样品(简称土样)的采集与处理,是土壤分析工作的一个重要环节,直接关系到分析结果的正确与否。因此必须按正确的方法采集和处理土样,以便获得符合实际的分析结果。
测定土壤水分是为了了解土壤水分状况,以作为土壤水分管理,如确定灌溉定额的依据。在分析工作中,由于分析结果一般是以烘干土为基础表示的,也需要测定湿土或风干土的水分含量,以便进行分析结果的换算。
一、土样的采集
分析某一土壤或土层,只能抽取其中有代表性的少部份土壤,这就是土样。采样的基本要求是使土样具有代表性,即能代表所研究的土壤总体。根据不同的研究目的,可有不同的采样方法。
(一)土壤剖面样品
(二)耕作土壤混合样品
(三)土壤物理分析样品
(四)研究土壤障碍因素的土样
二、土样的数量
一般1公斤左右的土样即够化学物理分析之用,采集的土样如果太多,可用四分法淘汰,直到留下的土样达到所需数量(1公斤),将保留的平均土样装入干净布袋或塑料袋内,并附上标签。
(一)风干处理 (二)磨细和过筛
三、土壤水分的测定
(一)测定方法
土壤水分的测定方法很多,实验室一般采用酒精烘烤法、酒精烧失法和烘干法。野外则可采用简易的排水称重法(定容称量法)。
(一)酒精烘烤法
(二)酒精烧失速测法
(三)烘干法
实验二 土壤颗粒分析(比重计速测法)
土壤是由粒径不同的各粒级颗粒组成的,各粒级颗粒的相对含量即颗粒组成,对土壤的水、热、肥、气状况都有深刻的影响。土壤颗粒分析即是测定土壤的颗粒组成,并以此确定土壤的质地类型。本实验采用比重计法测定土壤颗粒组成,同时练习手测质地方法。
一、方法原理
土样经化学和物理方法处理后充分分散为单粒,并制成5%悬浮液,让土粒自由沉降。经不同时间,用土壤比重计(又称甲种比重计或鲍氏比重计)测定悬浮液比重,比重计读数直接指示比重计悬浮处的土粒重量(克/升)。根据不同沉降时间的比重计读数,便可计算不同粒径的土壤颗粒含量。
二、操作步骤
1、称样
2、样品分散
3、制备悬液
4、测定悬液比重
(1)搅拌
(2)读数
5、空白校正
三、结果计算
1、比重计校正读数
比重计校正读数=比重计原读数-空白校正值
2、各级土粒含量计算
(1)卡氏制
(2)国际制
四、质地分类及定名
1、卡氏制
2、国际制
实验三 土壤有机质测定(重铬酸钾容量法)
土壤的有机质含量通常作为土壤肥力水平高低的一个重要指标。它不仅是土壤各种养分特别是氮、磷的重要来源,并对土壤理化性质如结构性、保肥性和缓冲性等有着积极的影响。测定土壤有机质的方法很多。本实验用重铬酸钾容量法。
一、方法原理
在170—180℃条件下,用过量的标准重铬酸钾的硫酸溶液氧化土壤有机质(碳),剩余的重铬酸钾以硫酸亚铁溶液滴定,从所消耗的重铬酸钾量计算有机质含量。
二、操作步骤
(一)方法一
(二)方法二
三、结果计算
实验四 土壤酸碱度的测定
一、土壤pH的测定
土壤pH是土壤酸碱度的强度指标,是土壤的基本性质和肥力的重要影响因素之—。它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性,从而影响植物的生长发育。土壤pH易于测定,常用作土壤分类、利用、管理和改良的重要参考。同时在土壤理化分析中,土壤pH与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系,因而是审查其他项目结果的一个依据。
土壤pH分水浸pH和盐浸pH,前者是用蒸馏水浸提土壤测定的pH,代表土壤的活性酸度(碱度),后者是用某种盐溶液浸提测定的pH,大体上反映土壤的潜在酸。盐浸提液常用1molL-1 KCl溶液或用0.5 molL-1 CaCl2溶液,在浸提土壤时,其中的K+或Ca2+即与胶体表面吸附的Al3+和H+发生交换,使其相当部分被交换进入溶液,故盐浸pH较水浸pH低。
土壤pH的测定方法包括比色法和电位法。电位法的精确度较高。pH误差约为0.02单位,现已成为室内测定的常规方法。野外速测常用混合指示剂比色法,其精确度较差,pH误差在0.5左右。
(一)混合指示剂比色法
1、方法原理
2、操作步骤
(二)电位测定法
1、方法原理
2、操作步骤
3、注意事项
二、土壤交换性酸的测定(氯化钾交换—— 中和滴定法)
土壤交换性酸指土壤胶体表面吸附的交换性氢、铝离子总量,属于潜在酸而与溶液中氢离子(活性酸)处于动态平衡,是土壤酸度的容量指标之一。土壤交换性酸控制着活性酸,因而决定着土壤的pH;同时过量的交换性铝对大多数植物和有益微生物均有一定的抑制或毒害作用.
(一)方法原理
(二)操作步骤
1、称样
2、浸提定容
3、滴定
(三)结果计算
三、土壤水解性酸的测定(醋酸钠水解—— 中和滴定法)
水解性酸也是土壤酸度的容量因素,它代表盐基不饱和土壤的总酸度,包括活性酸、交换性酸和水解性酸三部份的总和。土壤水解性酸加交换性盐基,接近于阳离子交换量,因而可用来估算土壤的阳离子交换量和盐基饱和度。土壤水解性酸也是计算石灰施用量的重要参数之一。
(一)方法原理
(二)操作步骤
1、称样
2、浸提定容
3、滴定
(三)结果计算
实验五 土壤容重和孔隙度的测定
一、土壤容重的测定(环刀法)
土壤容量又叫土壤的假比重,是指田间自然状态下,每单位体积土壤的干重,通常用克/厘米3表示。土壤容重除用来计算土壤总孔隙度外,还可用于估计土壤的松紧和结构状况。
(一)方法原理
(二)操作步骤
1、室内称量
2、田间采样
3、室内测定土壤含水量
(三)结果计算
二、土壤浸水容量的测定
土壤浸水容重,可以反映水稻土耕性:浸水容重大(>0.6克/毫升),土壤容易淀浆板结,而浸水容重小(<0.5克/毫升),水稻土容易起浆,糯性和粳性水稻土介于二者之间,粳性又较糯性的浸水容重大。
(一)测定步骤
(二)结果计算
三、土壤总孔隙度的计算
土壤总孔隙度是指自然状态下,土壤中孔隙的体积占土壤总体积的百分比。土壤孔隙度不仅影响土壤的通气状况,而且反映土壤松紧度和结构状况的好坏。
土壤总孔隙度一般不直接测定,而是用比重和容重计算求得。
容重
土壤总孔隙度(%)=(1— ———-----)×100
比重
如果未测定土壤比重,可采用土壤比重的平均值2.65来计算
实验六 土壤速效养分的测定与结果分析(综合性实验)
土壤中能被植物直接吸收,或在短期内能转化为植物吸收的养分,叫速效养分。养分总量中速效养分虽然只占很少部分,但它是反映土壤养分供应能力的重要指标。因此测定土壤中速效养分,可作为科学种田,经济合理施肥的参考。
一、土壤水解性氮的测定
(一)方法原理
(二)操作步骤
1、称样
2、培养
3、滴定
(三)结果计算
二、土壤中速效磷的测定
了解土壤中速效磷的供应状况,对于施肥有着直接的指导意义。土壤中速效磷的测定方法很多,由于提取剂的不同所得结果也不一样。一般情况下,石灰性土壤和中性土壤采用碳酸氢钠提取,酸性土壤采用酸性氟化铵提取。
(一)碳酸氢钠法
1、方法原理
2、操作步骤
(1)称样并振荡
(2)过滤
(3)取滤液加试剂并定容
(4)比色
(5)计算
(二)O.03mo1L-1NH4F—O.025molL-1HCl浸提——钼锑抗比色法
1、方法原理
2、操作步骤
(1)称样并振荡
(2)过滤
(3)取滤液加试剂并定容
(4)比色
(5)计算
三、土壤中速效性钾的测定(火焰光度法)
(一)方法原理
(二)操作步骤 (1)称样
(2)振荡
(3)过滤
(4)上机测定