环境土壤学实习指导.doc

环境土壤学教学实习
实验一 土壤质地的识别、测定和分析
一、实验目的
不同质地类别的土壤所呈现出来的物理性质如土壤孔隙性、结构性、耕性会有明显差异,化学性质如保肥性、供肥性、酸碱性等也会有差异,从而表现出不同的肥力状况,对植物生长发育产生不同的影响。要求能用比重计法和手测法分别测出土壤样品的质地;
二、实验原理
简易比重计法:能迅速准确的测定土壤质地类别,且费时少,精确度高,适用于大量样本的质地测定;手测法:是最简便的质地测定方法,广泛应用于野外田间土壤质地的测定,但不如比重计法准确。
(一) 简易比重计法方法原理
取一定量的土样,经物理、化学方法处理后分散成单粒,将其制成一定体积的悬浊液,使分散的土粒在悬液中自由沉降。根据粒径越大下沉速度越快的原理,应用物理学上司笃克斯(stokes,1845)公式计算出某一粒级土粒下沉所需时间。用特制的甲种比重计测得土壤悬液中所含小于某一粒级土粒的数量(g/l),经校正后可算出该粒级土粒在土壤中的质量百分数,查表即可确定土壤质地名称。
本实验采用卡庆斯基分类制,只需测定<0.01mm粒径土粒含量,就可以确定土壤质地名称
(二)手测法方法原理
本法以手指对土壤的感觉为主,结合视觉和听觉来确定土壤质地名称,方法简便易行,熟悉后也较为准确,适合于田间土壤质地的鉴别。可分为干测法和湿测法,两种方法可以相互补充,一般以湿测法为主。
三、实验仪器与材料
1.土壤样品:准备三种已知待测土壤样品;过1mm筛的风干土壤样品3~5个。
2. 仪器、用具:量筒、特制搅拌棒、甲种比重计、温度计、橡皮头玻璃棒、烧杯、钟表、天平、角匙、称样纸、表面皿,白瓷比色盘、玛瑙研钵,酸度计、洗瓶、磁力搅拌器等
四、操作步骤
(一)手测法操作步骤
湿测法 取一小块土,去除石砾和根系,放在手中捏碎,加水少许,以土粒充分浸润为度,根据能否搓成球、条以及弯曲时断裂与否来加以判断,表1以供参考。
表1土壤质地手测法判断标准
质地名称
干燥状态下在手指间挤压或摩擦的感觉
在湿润条件下揉搓塑型时的表现
砂土
感觉粗糙,研磨时有沙沙响声
不能成球形,用手捏成团,但一松即散,不能成片
砂壤土
砂粒为主,混有少量粘粒,很粗糙,研磨时有响声,干土块用小力即可捏碎
勉强可成厚且短的片状,能搓成表面不光华的小球,不能搓成条
轻壤土
干土块稍用力挤压即碎,手捻有粗糙感
片长不超过1厘米,片面较平整,可成直径约3毫米的土条,但提起后易断裂
中壤土
干土块用较大力才能挤碎,为粗细不一的粉末,砂粒和粘粒的含量大致相同,稍感粗糙
可成较长的薄片,片面平整,但无反光,可以搓成直径约3毫米的小土条,弯成2~3厘米的圆形时会断裂
重壤土
干土块用大力才能破碎成为粗细不一的粉末,粘粒的含量较多,略有粗糙感
可成较长的薄片,片面光华,有弱反光,可以搓成直径约2毫米的小土条,能弯成2~3厘米的圆形,压扁时有裂缝
黏土
干土块很硬,用力不能压碎,细而均一,有滑腻感
可成较长的薄片,片面光华,有强反光,可以搓成直径约2毫米的细条,能弯成2~3厘米的圆形,且压扁时无裂缝
(二)简易比重计法
1. 操作步骤
(1)试剂配制
① 0.5mol/L的NaOH溶液:称取20g NaOH,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。
② 0.5mol/L草酸钠溶液:称33.5g纯草酸钠,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。③ 0.5 mol/L六偏磷酸钠溶液:称51g六偏磷酸钠,蒸馏水溶解定容至1000ml,摇匀。
④ 2%的碳酸钠溶液:称取20g碳酸钠,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。
⑥ 软水的制备:将100ml2%的碳酸钠溶液加入到7500ml自来水中,静置过夜,上部清夜即为软水。
(2)称样 称取通过1mm筛孔的风干土样50g(精确到0.01g),放入500ml烧杯中,供分散处理用。
(3)样本分散处理 根据土壤的酸碱性,分别选用不同的分散剂。石灰性土壤用0.5mol/L 的六偏磷酸钠60ml;中性土壤用0.25mol/L的草酸钠20ml ;酸性土壤用0.5mol/L 的NaOH 40ml。
表2 粒径0.01mm土粒下沉所需时间
温度(℃)
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
时间(min)
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
27
时间(s)
30
温度(℃)
20
21
22
23
24
25
26
27
28
28
30
31
32
时间(min)
26
26
25
24
24
23
23
22
21
21
20
19
19
时间(s)
30
30
30
加入相应的分散剂后,为保证充分分散,还须对样本进行物理分散处理。常用的物理分散方法有煮沸法、振荡法和研磨法三种,本实验采用较简便易行的研磨法。其做法是:在盛土样的烧杯中,加入部分分散剂使之呈稠糊状,放置约30min,使分散剂充分作用,然后使用带橡皮头的玻璃棒研磨15~20 min(质地越粘重,研磨时间应越长),加少许分散剂,再研磨5 min。将糊状物转入1000ml的量筒中,烧杯中剩余的泥浆在加入其余的分散剂,搅拌后倒入量筒中,再用软水洗烧杯,使全部土样无损失的移入量筒内,用软水定容至1000ml。
(4)<0.01mm土粒含量的测定 先用特制的搅拌棒在土壤悬液中上下搅动几次,将温度计放入悬液中部测量其温度,读书精确至0.1℃。根据所测温度查表1得之相应温度下<0.01mm土粒下沉所需时间(如:20℃时为26.5min)。
(5)注意事项 : 在计划测定之前,再用搅拌棒搅动悬液1min(1分钟上下各约15次,搅动时下至量筒底,上至近液面),搅拌结束后,取出搅拌棒,立即记下静置开始时间,加上土粒下沉时间,也就是比重计计划读数时间。此时,若悬液液面产生大量气泡,再滴加几滴异戊醇消泡,以免影响读数。在计划读数时间到达之前15~20s,将比重计轻轻放入悬液中,勿使其左右摇摆,上下浮沉。到时间读数.
五.数据处理及质地名称的确定
表3 甲种比重计温度校正值
温度(℃)
6.5~8
9~9.5
10~10.5
11.0
11.5~12
12.5
13.0
校正值
-2.2
-2.1
-2.0
-1.9
-1.8
-1.7
-1.6
温度(℃)
13.5
14~14.5
15.0
15.5
16.0
16.5
17.0
校正值
-1.5
-1.4
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9
-0.8
温度(℃)
17.5
18.0
19.5
20.0
20.5
21.0
21.5

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