中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)自編教材實(shí)驗(yàn)指南(已修改)

　

【正文】 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)自編教材基礎(chǔ)土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)常規(guī)測(cè)試技術(shù)（本、外專業(yè)通用）編者：呂貽忠中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)土壤組目錄說明實(shí)驗(yàn)一 不同土地類型的“野外認(rèn)地”實(shí)驗(yàn)二 室內(nèi)各種巖石、礦物及其風(fēng)化標(biāo)本的觀察實(shí)驗(yàn)三 室內(nèi)土壤形態(tài)特征標(biāo)本的觀察實(shí)驗(yàn)四 室內(nèi)土壤質(zhì)地手測(cè)法練習(xí)實(shí)驗(yàn)五 田間認(rèn)土實(shí)驗(yàn)六 土壤分析樣品的采集與制備實(shí)驗(yàn)七 土壤礦物質(zhì)顆粒分析 （一）比重計(jì)法 （二）吸管法實(shí)驗(yàn)八 土壤微團(tuán)粒測(cè)定實(shí)驗(yàn)九 土壤密度（比重）的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十 土壤容重的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十一 風(fēng)干土樣吸濕水的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十二 凋萎系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十三 土壤水分含量（新鮮土樣）的測(cè)定和田間驗(yàn)墑實(shí)驗(yàn)十四 田間持水量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十五 毛管持水量的測(cè)定和毛管上升現(xiàn)象的觀察實(shí)驗(yàn)十六 土壤透水性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十七 土壤水吸力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十八 土壤膠體凝聚、分散和電泳現(xiàn)象的觀察實(shí)驗(yàn)十九 幾種土壤吸收性能的觀察實(shí)驗(yàn)二十 土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十一 土壤腐殖質(zhì)的分離及各組分性狀的觀察實(shí)驗(yàn)二十二 土壤腐殖質(zhì)的快速測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十三 土壤酸度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十四 土壤全氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十五 土壤堿解氮的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十六 土壤有效磷的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十七 土壤速效鉀的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十八 土壤水溶性鹽分的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二十九 土壤有效硼的測(cè)定實(shí)驗(yàn)三十 土壤中有效鋅、錳、鐵、銅的測(cè)定附表1 國(guó)際單位（S1）蝗倍數(shù)和分?jǐn)?shù)的名稱和符號(hào)附表2 土壤研究中某些測(cè)定項(xiàng)目的計(jì)量單位的變更附表3 土壤科學(xué)研究中某些常用計(jì)量單位的變更情況說 明 本《基礎(chǔ)土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)常規(guī)測(cè)試技術(shù)》教材是在原土壤與植物營(yíng)養(yǎng)專業(yè)（本專業(yè)）和植物生產(chǎn)類專業(yè)（外專業(yè)）的土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，經(jīng)修改和擴(kuò)充了必要的內(nèi)容編寫而成的。故將本、外專業(yè)的土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)合并通用。本、外專業(yè)土壤課程實(shí)驗(yàn)具體做哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由任課教師從中指定選用，本教材也可供從事土壤科學(xué)研究的科研人員、分析技術(shù)人員參考。 本教材共編寫了30個(gè)土壤常用實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目，以適應(yīng)土壤科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，實(shí)用性較強(qiáng)。同時(shí)，將土壤科學(xué)研究中某些測(cè)定項(xiàng)目的計(jì)量單位也變更過來，并附表1~3，以便尋查。 編者實(shí)驗(yàn)一 不同土地類型的“野外認(rèn)地”一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，“地”常作為利用和規(guī)劃的單元。“地”是地表各因素相互聯(lián)系的一個(gè)整體，它是“土”存在的場(chǎng)所或空間基礎(chǔ)。“地”和“土”是兩個(gè)不同的概念范疇，但又有密不可分的聯(lián)系。如土壤的水、熱、氣、肥狀況在很大程度上決定于“地”的條件。因此，在野外熟悉“地”的辨認(rèn)方法，把地學(xué)知識(shí)和土壤學(xué)的內(nèi)容密切聯(lián)系起來，對(duì)學(xué)習(xí)土壤、幫助加深理解課堂所學(xué)內(nèi)容十分有益。 本實(shí)驗(yàn)的目的是：（1）了解學(xué)校附近“地”和“土”的農(nóng)業(yè)利用與周圍環(huán)境條件的現(xiàn)狀及相互關(guān)系。（2）初步辨認(rèn)百望山上沉積的各種巖石和礦物的種類、性質(zhì)及風(fēng)化狀況。（3）了解幾種常見的地表沉積體（母質(zhì)）以及對(duì)成土過程的影響。二、內(nèi)容概述 “地”和“土”是進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，每一種“土”不是孤立存在的，而是分布在特定的“地”的位置上的，農(nóng)民常把土和地二者俗稱為“土地”。華北地區(qū)常見的農(nóng)業(yè)用地（表1）。表1 華北地區(qū)常見的農(nóng)業(yè)用地地的名稱地形部位地面狀況排水好壞地下水埋深(米)地表沉積物旱澇情況土石山地山地傾斜度大，土層薄，石質(zhì)極好，常遭沖刷無固定地下水位殘積物，極粗常旱山坡地山地傾斜度稍大，土層稍厚，夾礫石同上同上殘積—波積物，粗常旱崗坡地洪積扇頂部和河流兩岸自然堤傾斜明顯，土層稍厚，高爽同上 6~8洪積—沖積物，砂質(zhì)常旱夜潮地河流兩岸和扇緣地帶微傾斜，稍低于四周不太好~洪積—沖積物，砂壤質(zhì)耐旱，通常不澇四平地平原中的高處平坦中等2~4淤積—沖積物，壤質(zhì)旱澇保收下濕地平原中低洼處，湖泊周圍，交接洼地低洼很不好1~淤積物，細(xì)經(jīng)常積水、常澇低洼地沖積扇扇緣交接洼地，平原中洼處稍低洼不好1~2淤積物，細(xì)耐旱易澇河套地河床兩邊河漫灘和低階地平坦中等~3沖積物，粗耐旱易澇砂洼地新舊河道槽形洼地，河漫灘低洼不好 沖積物，粗易澇 由此可見，“地”是一個(gè)立體概念，其內(nèi)容至少包括以下幾項(xiàng)：即地形、地貌、地表沉積物或殘積物、地下水、地表水和植被等狀況。 地形是指地面高低起伏，坡度、坡向的不同變化，按其成因、起伏程度和范圍，一般可分為大、中、小區(qū)地形。地貌是指地表形態(tài)結(jié)構(gòu)及其發(fā)生發(fā)展與分布規(guī)律。如高山、平原、丘陵、高原和盆地等。其形成和發(fā)展都是在內(nèi)營(yíng)力和外營(yíng)力長(zhǎng)期共同作用下不斷變化的。它們影響地表水熱狀況的再分布過程，進(jìn)而影響土壤水、熱、氣狀況的變化。 地表沉積或殘積物質(zhì)是組成土壤的基礎(chǔ)物質(zhì)或基本骨架。沉積物（體）是指風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)各種自然力，如水、風(fēng)、冰川等外力搬運(yùn)沉積而成，由于搬運(yùn)的自然力不同而具有不同的性狀。如殘積物（體）是指巖石的風(fēng)化產(chǎn)物直接殘留于原地母巖上的物質(zhì)。農(nóng)業(yè)用地的主要沉積體和殘積體的特點(diǎn)如表2。表2 幾種方要沉積體的特征沉（殘）積體的類型地形部位形成原因物質(zhì)組成的特點(diǎn)殘積體平緩的山地風(fēng)化后的物質(zhì)未經(jīng)機(jī)械搬動(dòng)碎體大小不一，磨園度差，由上而下逐漸過渡到未風(fēng)化的巖石坡積體平緩上的山坡上巖石風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)雨水、雪水搬運(yùn)而沉積分選差，磨園度愈在坡下越細(xì)，層次不明顯洪積體山谷出口處由洪水將山上的物質(zhì)沖積于山口處沉積形成扇形，物質(zhì)經(jīng)分選，磨園、靠近山口粗，離山品愈遠(yuǎn)則愈細(xì)，有層次性多傾斜沖積體平原地區(qū)及河流兩岸河流不斷泛濫沉積而成分選明顯、磨園好，每一層沉積的物質(zhì)粗細(xì)大致相近、層次明顯風(fēng)積體干旱沙漠地區(qū)、河岸、海岸風(fēng)力搬運(yùn)沉積而成層次明顯，依風(fēng)力大小、頻率而定分選很好，大小顆粒均一，向風(fēng)面傾斜黃土狀沉積體中國(guó)北部的山麓、河谷兩岸由風(fēng)、水力、冰川作用搬運(yùn)而成質(zhì)地均一，棕黃色，粉砂質(zhì)富含CaCO3直立性強(qiáng)。層次不明顯 不同的地形地貌上覆蓋的各種沉積體發(fā)育的土壤其性質(zhì)差異很大，深刻地影響著土壤肥力、植物群落的分布和生長(zhǎng)狀況。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)選擇學(xué)校西北韓家川以北一地形斷面，觀察附近一線的“地”和“土”，做為由山地到平原的代表。在地形上包括山地、老新洪積扇、洪積扇上中部及扇緣、沖積平原。其主要農(nóng)用“地”和“土”分布如下圖及表。圖1 韓家川附近地形斷面及觀察點(diǎn)分布表3 韓家川附近地形斷面農(nóng)業(yè)用地情況觀察點(diǎn)ⅠⅡⅢⅣ土地類型山坡地崗坡地液潮地四平地地形部位山坡老洪積扇中上部洪積扇扇緣沖積平原地表沉積物殘積坡積物洪積體洪積體沖積體海拔高度70~140米70~55米50~51米45~50米地下水位（春季）天固定地下水8~10米3~4米2~3米土壤石渣土黃板土、紅砂土黃砂土、青砂土潮土主要作物林木、酸棗、荊條、管草桃、栗、蘋果小麥、玉米、菜地小麥、水稻利用狀況人工造林果園大田、菜園大田作物四、儀器 鐵銑、土鉆、土盒、小刀、書包、10%HCl。五、實(shí)驗(yàn)方法 由農(nóng)大西北門出發(fā)，向西北方向行進(jìn)，過京密運(yùn)河橋向北，沿百望山山麓至韓家川一帶，選擇若干個(gè)點(diǎn)或地段，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察，邊看邊講邊分析；或不過運(yùn)河從西北旺大橋向東北，先看扇緣和沖積平原，然后逐步上山，最后在山上做小結(jié)。作業(yè)題 1．在各觀察點(diǎn)邊看邊講做好記錄的基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂講授的內(nèi)容，敘述幾種所見到的地表沉積體（母質(zhì)）的種類及特點(diǎn)。 2．分析該斷面（從山地到平原）的“地”和“土”分布特點(diǎn)及相互關(guān)系。 3．分析該斷面農(nóng)用地對(duì)土壤性質(zhì)的影響和農(nóng)業(yè)利用的關(guān)系。 4．辨認(rèn)百望山上巖石、礦物種類及特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)二 室內(nèi)巖石、礦物及其風(fēng)化標(biāo)本的觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募罢f明 土壤由固、液、氣三相物質(zhì)所組成，固相物質(zhì)部分由礦物、有機(jī)質(zhì)和生物組成。土壤礦物質(zhì)部分占土壤總重量的95%以上，占土壤容積的45%左右。故土壤固相物質(zhì)主要是由礦物質(zhì)部分所組成。土壤礦物質(zhì)的組成和理化性質(zhì)，直接受到成土母質(zhì)所賦予的深刻影響，而成土母質(zhì)又是巖石、礦物的風(fēng)化產(chǎn)物。因此了解巖石、礦物的一般特性，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)土壤及其有關(guān)性狀具有重要意義。二、實(shí)驗(yàn)方法 （一）觀察下列幾種主要成土礦物的標(biāo)本 首先觀察各種主要成土礦物的顏色、晶體形態(tài)、硬度以及含有的化學(xué)元素成分，進(jìn)而聯(lián)系與其所形成的土壤母質(zhì)性狀的關(guān)系（不需詳細(xì)研究辨認(rèn)各種礦物的特征及方法）。 1．石英（SiO2） 石英在適宜條件下，其完整晶體是六方柱狀錐體，一般情況下，為不規(guī)則的塊狀體。顏色透明（無雜質(zhì)）、乳白、棕色或黑色。條痕無色；硬度7；貝狀斷口；脂肪光澤，晶面為玻璃光澤。極難風(fēng)化，常以碎屑狀顆粒殘留下來，成為土壤中的砂粒，是砂土的主要礦物質(zhì)成分。 2．石膏（CaSO42H2O） 石膏一般呈纖維狀或板狀，集合體多呈致密塊狀。晶體外形常呈燕尾雙晶。顏色為白色，無色透明時(shí)稱透石膏；玻璃光澤，解理面珍珠光澤；硬度2，能用指甲刻痕；~；易溶于水。石膏受熱后失水變成硬石膏（CaSO4），晶體成細(xì)條狀；條痕白色；葉片狀者解理極完全，極易風(fēng)化。石膏主要用來作膠結(jié)物質(zhì)，生產(chǎn)水泥時(shí)做配料。 3．方解石（CaCO3） 方解石的晶體形態(tài)多種多樣，一般多為菱面體，集合體呈粒體、片狀、致密塊狀、鐘乳狀和晶簇；質(zhì)純者無色透明，含雜質(zhì)時(shí)呈淺紅、褐色和綠色等；玻璃光澤；硬度3；~；具有三向完全解理；條痕為白色；遇稀酸（HCl）時(shí)有強(qiáng)烈氣泡反應(yīng)，放出CO2極易風(fēng)化。無色透明的方解石稱冰洲石，在光學(xué)工業(yè)上用途價(jià)值很大，一般用作煉鐵的溶劑和建筑材料。 4．長(zhǎng)石 長(zhǎng)石分為正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石 （1）正長(zhǎng)石（AlSi3O8） 正長(zhǎng)石是中酸性巖漿巖的主要造巖礦物。晶體成短柱狀或板狀，稱卡氏雙晶；顏色呈肉紅、白黃、及灰綠色；透明或半透明；玻璃或珍珠光澤；硬度6；二向解理；~。正長(zhǎng)石可用于陶瓷、玻璃工業(yè)，可提取鉀鹽，較易風(fēng)化，是土壤中鉀的主要來源。 （2）斜長(zhǎng)石（NaAlSi3O8及CaAl2Si2O8的混合物） 斜長(zhǎng)石是構(gòu)成巖漿巖的主要造巖礦物，CaAl2Si2O8多分布在基性巖漿巖中，NaAlSi3O8多分布在酸性巖漿巖中。 純NaAlSi3O8稱為鈉長(zhǎng)石；純CaAl2Si2O8稱鈣長(zhǎng)石，晶體呈板狀或板柱狀，分散在巖石中，顏色白色或灰白色；玻璃光澤；二向解理，常見聚片雙晶，解理面上有平行的雙晶條紋，兩組解理相交成86176。~87176。的斜角；硬度6，~，較易風(fēng)化，是土壤中Na .Ca元素的主要來源。 5．云母 云母類礦物又分為白云母和黑云母 白云母[KAl2(AlSi3O10COH)2] 集合體呈平行的片狀或鱗片狀；薄片無色，常帶有淺黃、淺綠、淺灰等色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤；透明；一向極完全解理，可剝離成薄片，能彎曲有彈性；硬度2~3；~。白云母絕緣性能良好，可用作絕緣和耐火材料。難風(fēng)化，黃土母質(zhì)和流砂中常見其碎屑，是土壤中鉀素的來源。 黑云母[K()3(AlSi3O10COH)2] 晶形和一般特性與白云母相同，但顏色呈黑色或棕黑色；透明或半透明；硬度2~3；~。因含鐵質(zhì)，絕緣性能較差。較易風(fēng)化，但給土壤提供K. Mg. Fe元素較多。 6．角閃石[Ca2Na()()8O22]3(OH)2 普通角閃石晶體呈柱狀或細(xì)柱狀，其橫切面一般為六邊形，集合體為粗粒狀或細(xì)粒狀；二向解理，兩向解理相交成124176。；顏色深綠至黑色；玻璃光澤；~；~；條痕白色；易風(fēng)化，是巖漿巖中的主要深色造巖礦物。 7．輝石Ca. Mg. Fe. Al(Si. Al)2O6 輝石常與橄欖石和基性斜長(zhǎng)石共生。晶體呈短柱狀，橫切石為八邊形；顏色一般為深綠、褐至黑色；玻璃光澤；二向解理相交成87176。；硬度5~6；~，易風(fēng)化。 普通角閃石和輝石是巖漿巖和變質(zhì)巖的主要造巖礦物，它們的顏色、比重、硬度等物理性質(zhì)極為相似，而解理夾角及橫切面形狀為其主要的區(qū)別特征。 8．鐵礦石 鐵礦石由于產(chǎn)狀條件的差異而形成不同類型的鐵氧化物和硫化物。一般可分為黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦和褐鐵礦等多種鐵礦石。 黃鐵礦（FeS2） 晶體為立方體和五角十二面體，在晶面上常見到三組互相垂直的晶面條紋，也有立方體和五角十二面體的聚形。集合體呈致密地狀、浸染狀和球狀結(jié)核體；淺銅黃色；條痕綠黑色；金屬光澤；硬度6~；無解理；~。黃鐵礦是地殼中分布最廣的硫化物礦物，可用于提取硫和硫酸的原料。 赤鐵礦（Fe2O3） 赤鐵礦晶體呈腎狀鮞狀，顏色多為磚紅色，亦有鐵黑色；條痕櫻紅色，是鑒定赤鐵礦的主要特征；半金屬光澤或土狀光澤；~；~；無解理；無磁性。常聚集成巨大的鐵礦床。 褐鐵礦（Fe2O3. nH2O） 褐鐵礦是由含鐵礦經(jīng)氧化分解而形成的礦物。呈塊狀、土狀或鐘乳狀；顏色因含水量不同，有黃、褐至黑色；條痕為黃褐色、光澤暗淡；硬度1~4；~4。風(fēng)化后釋放出來Fe，是土壤中Fe元素的主要來源。 9．磷灰石[Ca5()(FO4)3] 磷灰石的晶形呈六方柱狀，集合體為粒狀、致密塊狀或結(jié)核狀；顏色不一，以灰白、褐黃、淺綠等色；玻璃光澤或脂肪光澤；硬度5；解理不完全；。是提取磷的主要礦物，可用于制造磷肥，是土壤磷元素的主要來源。 10．次生的粘粒礦物 （1）高嶺石Al4(Si4O10)(OH)8 由長(zhǎng)石、云母等鋁硅酸鹽礦物經(jīng)過風(fēng)化作用而新形成的次生礦物。常呈致密塊狀或土狀；多為白色、土狀光澤；硬度近于1；；具有粗糙感；干燥時(shí)有吸水性