土壤学实验教程(生态学专业适用 福建师范大学自编教材2013年9月实验规章制度?实验前要事先预习，明确实验研究意义、原理及操作过程，特别是所用仪器的 操作规程及注意事项。?实验过程中的每一环节必须认真操作，客观分析实验结果，不准随意改动原始 数据。?实验室内严禁吸烟，保持室内安静，不得大声喧哗。?节约用水，安全用电，不浪费药品，易燃易爆的物品要远离火源操作和 放置。?精心维护所有仪器，凡损坏仪器者应如实地向教师报告，登记并做适当赔偿。?实验过程中废液、废物应倒入指定地方，不准随意乱倒。?实验室内的一切物品，未经本室负责教师批准，严禁带出室外，借物必须办理登 记手续。?实验完毕，将各种化学试剂放回原处，清洗仪器用具，清洁实验台面和 地面，保 持实验室整洁，方可离开。目录实验一 土壤样品采集与处理方法 (3实验二土壤水分的测定(6实验三土壤容重的测定(8实验四土壤有机碳的测定 (10实验五 土壤酸度的测定 (13实验六土壤速效氮的测定 (18实验七 土壤速效磷的测定 (21实验八土壤速效钾的测定 (28附录(34实验一 土壤样品采集与处理方法【实验目的】通过实验,要求学生掌握野外取样方法、样品处理和保存方法。【实验意义】土壤样品采集与处理是土壤分析工作中的一个重要环节，是关系分析结果及结 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。一般土样分析误差来自采样、分样和分析三个 方面，而采样误差往往大于分析误差，如果采样缺乏 代表性，即使室内分析人员测定技 术如何熟练和任何高度精密的分析仪器，测定数据相当准确，也难于如实反映客观实 际情况。故土样采集和制备是一项十分细致而重要的工作。【实验器材】土壤取样器；土壤套筛;木棒;标签;镊子;螺丝刀；塑料瓶;铅笔。【实验步骤】1 土样采集在师大新区校园附近选择林地、菜地、甘薯地和甘蔗地作为研究对象，采集表层(0-20 cm 土壤带回实验室处理。1.1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。1.2混合样品的采集采样方法因测定目的而异。除剖面土样或盐碱土采样要分层采集外，还有为了 解土壤肥力状况需要采集混合土样。混合土样多用于耕层土壤的化学分析，一般根 据不同的土壤类型和土壤肥力状 况，按地块分别采集混合土样。一般要求是：1采样点应避免田边、路旁、沟侧、粪底盘以及一些特殊的地形部位。2采样深度一般以耕层（0-20 cm的表土为宜，取样点不少于5点。可用土钻或铁 铲取样，特殊的微量元素分析，如铁元素需改用竹片或塑料工具取样以防污染。3每点取样深度和数量应相当，集中放入一土袋中，最后充分混匀碾碎，用四分法 取对角二组，其余淘汰掉。取样数量约1 kg左右为宜。4采样线路通常采用对角线、棋盘式和蛇形取样法。5装好袋后,栓好内外标签。标签上注明采样地点、深度、作物前茬、施肥水平、采集人和日期，带回室内风干处理。2土壤样品制备1样品处理过程中不应发生任何物理和化学变化，以免造成分析误差。2样品要均一化，使测定结果能代表整个样品和田间状态。样品制备过程为：风干一分选一去杂一磨碎一过筛一混匀一装瓶一保存一登 记。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。 切忌阳光下直接曝晒，防止灰尘、酸碱等污染。分选:若取土样太多，可以在土样匀摊开后，用四分法”去掉一部分，留下300500 g供分析用。去杂、磨细和过筛：将风干后的土样倒在塑料布上，碾碎土块,并用镊子尽可能挑 出样品中的 石砾、植物根等杂质，分别放入表面皿或其它容器中；将土样铺平，用木 棒轻轻辗压，将辗碎的土壤用带有筛底和筛盖的1 mm筛孔的土筛过筛，并盖好盖，防 止细土飞扬。不能过筛的部分，再进行去杂，余下的土壤铺开再次碾压过筛，直至所有 的土壤全部过筛，只剩下石砾为止。一般化学分 析常用过1 mm筛孔的样品。混匀:将筛过的土壤全部倒在干净的纸上，充分混匀后装入塑料瓶或玻璃广口瓶 内，贴上标签。书写标签用HB铅笔或黑墨水自来水笔填写，并在外面涂上一薄层石 腊，供长期保存，放在样品架 上。尽量避免日光、高温、潮湿、酸碱等影响。【注意事项】?全量分析的样品包括Si、Fe、Al、有机质、全氮等的测定，则不受磨碎的 影响,而且为了减少称样误差和样品容易分解，需要将样品磨得更细。方法是取部分 已混匀的1 mm或0.25 mm的样品铺开，划成许多小方格,用骨匙多点取出土壤样品 约20 g磨细,使之全部通过100目筛子。测定Si、Fe、Al的土壤样品需要用玛 瑙研钵研细，瓷研钵会影响Si的测定结果。?在土壤分析工作中所用的筛子有两种：一种以筛孔直径的大小表示，如孔径 2mm、1mm、0.25mm等;另一种以每英寸长度上的孔数表示。如每英寸长度上有40孔,为40目筛子,每英寸有100孔为100目筛子。孔数愈多，孔径愈小。筛目 与孔径之间的关系可用下列简式表示：筛孔直径（mm = 16/每英寸孔数1 英寸=25.4 mm, 16 mm = 25.4-9.4mm 网线宽度一般样品用磨口塞的广口瓶或塑料瓶保存半年至一年 ，以备必要时查核之用。 样品瓶上标签须注明 样号、采样地点、土类名称、试验区号、深度、采样日期、 筛孔等项目。实验二土壤水分的测定【实验目的】通过实验，要求学生掌握土壤水分测定的基本原理和方法，熟悉恒温烘箱的正确 使用。【实验意义】土壤水分是土壤的重要组成部分，也是影响土壤肥力的主要因素。土壤含水量 的多少，直接影 响土壤的固、液、气三相比例以及土壤的适耕性以及作物的生长发 育。在农业生产中，需要经常了解田间土壤含水量，以便适时灌溉或排水，保证作物生 长对水分需要，并利用耕作予以调控，达到高产丰收的目的。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。另外,测定风干土样 含水量，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,使分析 结果具有可比性。【方法选择】测定土壤水分的方法有烘干法、中子法、酒精燃烧法、 TDR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。本实验利用烘干法测定 土壤水分。【方法原理】土壤样品在105 C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【仪器设备】电子天平;恒温烘箱;铝盒;土铲;干燥器。【操作步骤】1风干土样水分的测定将小型铝盒置于105C恒温箱中烘约2 h,移入干燥器内冷却至室温，称重,准确至 0.001 g。用角勺将过1 mm筛的风干土样拌匀,取约5 g,均匀地平铺在铝盒中,盖 好，称重，准确至0.001g。将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105 C的烘箱 内烘8 h10 h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约20 min，立即称重。风干土 样水分的测定应做两份平行测定。2新鲜土样水分的测定将大型铝盒置于105C恒温箱中烘约2 h,移入干燥器内冷却至室温，称重,准确至 0.01 g。将约20 g新鲜土样置于大型铝盒内，盖好，称重，准确至0.01 g。揭开盒盖，放 在盒底下，置于已预热至105 C的烘箱中烘12 h。取出，盖好,在干燥器中冷却至室 温（约30 min，立即称重。新鲜土壤样品水分的测定应做三份平行测定。【结果计算】土壤水分 % =（W 2 - W 1 / W1 100%式中:W 2:新鲜土壤样品或风干土壤样品质量，g ;W 1:烘干土样质量，g。注:平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。平行测定结果的相差， 水分小于5%的风干土样不得超过0.2%,水分为525%的潮湿土样不得超过0.3%土壤水分含量测定记录表丄壊类型采样(cm)铝盒编号铝盒n(g湿土质量i盒质M+烘干1.质量（卽干土 1水分含水（%）实验三土壤容重的测定【实验目的】通过实验，要求学生掌握土壤容重测定的基本原理和方法及关键实验步骤。【实验意义】土壤容重是用来表示单位原状土壤固体的质量，是衡量土壤松紧状况的指标。容重大小是土壤 质地、结构、孔隙等物理性状的综合反映，故容重值是衡量土壤肥 力高低的重要指标之一。测定土 壤容重，可以用来计算孔隙度、单位面积一定深度 的土壤质量，从而计算出土壤水分、盐分、养分 的质量等。【方法选择】土壤容重测定通常利用环刀法。此外，还有蜡封法，水银排出法，填砂法和Y射线 法等。蜡封法和水银排出法主要测定一些呈不规则形状的坚硬和易碎土壤的容 重。填砂法比较复杂费时，除非是石质土壤，一般大量测定都不采用此法。Y射线法需要特殊仪器和防护设施，不易广泛使用。本实验采用环刀法测定土壤容重。【方法原理】利用一定容积的环刀切割自然状态下的土壤样品，使土样充满其中，称量后计算 单位体积的烘干土样质量，即为容重。本法适用一般土壤，对坚硬和易碎的土壤并不 适用。【仪器设备】电子天平;恒温烘箱;环刀;环刀托;削土刀;小土铲;小铁锤;干燥器。【操作步骤】1在田间选择挖掘土壤剖面的位置，按使用要求挖掘土壤剖面。一般如只测定耕 层土壤容重，不必挖土壤剖面。2用削土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次,分层取样,耕层重 复4个,下面层次每层重复3个。3将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍擦上凡士林，将环刀刃口向下垂 直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止。4用土铲挖开环刀周围的土样，取出已充满土的环刀，细心削平环刀两端多余的 土，并擦净环 刀外面的土。同时在同层取样处，用铝盒采样，测定土壤含水量。5把装有土样的环刀两端立即加盖,以免水分蒸发。随即称重（精确到O.OIg ,并记录。6将装有土样的铝盒烘干称重（精确到O.OIg,测定土壤含水量。或者直接从环 刀筒中取出土样测定土壤含水量。【结果计算】土壤容重 p b = x 100%V （1+SW式中：p t土壤容重,g cm-3;m :环刀内湿样质量，g ;V :环刀容积,100 cm 3;S W :样品含水量，质量含水量%。注:允许平行绝对误差0.03 g cm-3取算术平均值。实验四土壤有机碳的测定【实验目的】通过实验，要求学生掌握土壤有机碳测定的基本原理和方法。【实验意义】土壤有机碳（SOC是评价土壤质量的重要指标，尽管一般只占土壤质量的110%, 但它却有十分重要的农业生产价值和环境价值。SOC在调节土壤养分、改善土壤 结构及减少环境负面影响方面具有非常重要的作用。因此，为了保证农业持续发展， 维持和提高有机碳的数量和质量是十分必要的。【测定原理】在一定温度加热条件下，用一定浓度的K 2Cr 20 7-H 2SO 4溶液,氧化土壤有机C 反应如下：2Cr 20 72- + 3C + 16H+ = 4Cr3+ + 3CO2 + 8H2O反应剩余的Cr 20 72-，以邻菲罗啉为指示剂，用Fe 2+标准溶液滴定：Cr 20 72- + 6 Fe2+ + 14 H+ = 2 C