土壤學實驗指導書

1、土壤學實驗指導書（農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)）華中農(nóng)業(yè)大學目錄實驗一 土壤質(zhì)地的測定 3比重計速測法 4土壤質(zhì)地測定（吸管法） 8土壤質(zhì)地手測法（適用于野外） 9實驗二 土壤容重和孔性的測定和計算 11實驗三 土壤團聚體組成的測定 14實驗四 土壤結(jié)構(gòu)形狀的觀察及微團聚體分析 17實驗五 土壤流限和塑限的測定 20實驗六 巖石及成土母質(zhì)類型的野外認識 24實驗七 土壤剖面及棕紅壤觀測實習 26實驗八 土壤水吸力的測定 31實驗一 土壤質(zhì)地的測定土壤質(zhì)地是土壤的重要特性，是影響土壤肥力高低、耕性好壞、生產(chǎn)性能優(yōu)劣的基本因素之一。測定質(zhì)地的方法有簡易手測鑒定法、比重計法和吸管法。本實驗介紹比重計法，要求掌

2、握比重計法測定土壤質(zhì)地的原理，技能和根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算并確定土壤質(zhì)地類別的方法。一、司篤克斯定律在土壤顆粒分析中的應用土壤顆粒分析的吸管法和比重計法是以司篤克斯定律為基礎(chǔ)的，根據(jù)司篤克斯(Stokes,1845定律，球體在介質(zhì)中沉降的速度與球體半徑的平方成正比，與介質(zhì)的粘滯系數(shù)成反比，關(guān)系式為：V：半徑為r的顆粒在介質(zhì)中沉降的速度(厘米/秒；g：物體自由落體時的重力加速度，為981厘米秒2；r：沉降顆粒的半徑(厘米；dl:沉降顆粒的比重(克/厘米3；d2:介質(zhì)的比重(克厘米3；:介質(zhì)的粘滯系數(shù)(克厘米.秒。這是由于小球在廣大粘滯液體中作勻速的緩慢運動時，小球所受阻力(摩擦力：(為圓周率，而球體在

3、介質(zhì)中作自由落體沉降運動時的重力(F是由本身重量(P與介質(zhì)浮力即阿基米德力(FA之差：F=PFA =當球體在介質(zhì)中作勻速運動時，球體的重力(F等于它所受到的介質(zhì)粘滯阻力(F，即=又 球體作勻速沉降時S=vt(S距離，厘米；V-速度，厘米/秒；t一時間.秒。由上式，可求出不同溫度下,不同直徑的土壤顆粒在水中沉降一定距離所需的時間。二、方法原理：將經(jīng)化學物理處理而充分分散成單粒狀的土粒在懸液中自由沉降，經(jīng)過不同時間,用甲種比重計<即鮑氏比重計測定懸液的比重變化，比重計上的讀數(shù)直接指示出懸浮在比重計所處深度的懸液中土粒含量（從比重計刻度上直接讀出每升懸液中所含土粒的重量）。而這部分土粒的半徑(

4、或直徑可以根據(jù)司篤克斯定律計算，從已知的讀數(shù)時間(即沉降時間t與比重計浮在懸液中所處的有效沉降深度(L值(土粒實際沉降距離計算出來，然后繪制顆粒分配曲線，確定土壤質(zhì)地，而比重計速測法，可按不同溫度下土粒沉降時間直接測出所需粒徑的土粒含量，方法簡便快速，對于一般地了解質(zhì)地來說，結(jié)果還是可靠的。比重計速測法一、試劑與儀器試劑：溶液，這三種溶液因土壤pH值不同而選一種。2異戊醇(化學純32%碳酸鈉(化學純?nèi)芤骸?. 軟水，其制備是將200毫升碳酸鈉鈉加入1500毫升自來水中，待靜置一夜，沉清后，上部清液即為軟水，2%碳酸鈉的用量隨自來水硬化度的加大而增加。儀器：l.甲種比重計(即鮑氏比重計；刻度范圍

5、0-60,最小刻度單位1.O克升，使用前應進行校正。2洗篩·孔徑為01毫米，篩子直徑為5厘米的小銅篩。3土壤篩：孔徑為3.1,O.5,O.25毫米。4攪拌棒，帶橡皮頭的玻棒。5.沉降筒(1000毫升）量筒(100毫升），三角瓶(500毫升），漏斗(直徑7厘米,4厘米），洗瓶，普通燒杯，滴管等。二、操作步驟：1稱樣：稱取通過1毫米篩孔的風干土樣50克(精確到001克，置于500毫升三角瓶中，加蒸餾水或軟水濕潤樣品，另稱10克(精確到00001土樣置于鋁盒內(nèi)，在烘箱(l05中烘至恒重(約6小時，冷卻稱重，計算吸濕水含量和烘干土重。2. 樣品分散：石灰性土壤(50克樣品加O.5N六偏磷酸鈉

6、60毫升，中性土壤(50克樣品加0.5N草酸鈉20毫升，酸性土壤(50克樣品加0.5N氫氧化鈉40毫升，然后,常用煮沸法對樣品進行物理分散處理，即在已加分散劑的盛有樣品德500毫升三角瓶中，再加入蒸餾水或軟水，使三角瓶內(nèi)土液體積約達250毫升，蓋上斗，搖動三角瓶，然后后放在電熱板上加熱煮沸，在煮沸前應經(jīng)常搖動三角瓶，以防土粒沉積瓶底結(jié)成硬塊或燒焦，煮沸后保持沸騰1小時。3 制備懸液：將篩孔直徑為0.1毫米的小銅篩放在渭斗上，一起擱在l000毫升沉降筒上，將冷卻的三角瓶中懸液通過0.1毫米篩子，用帶橡皮頭玻棒輕輕洗擦篩上顆粒，并用蒸餾水或軟水沖洗至0.1毫米的土粒全部進入沉降筒，篩下流出清液為止

7、，但洗入沉降筒的懸液量不能超過l000毫升。將留在小銅篩上的0.1毫升礫砂粒移入鉛盒內(nèi)，傾去上部清液，烘干稱重并計算百分數(shù)，用1,0.5,0.25毫米孔徑篩分，3-1,1-0.5,0.5-0.25,0.25-0.1毫米礫石或砂粒分別稱重并計算百分數(shù)。將盛有土液的沉降筒用蒸餾水或軟水定容至1000毫升，放置于溫度變化小的室內(nèi)平放桌面上，排列整齊，編號填入記錄表，并準備比重計，秒表(或鬧鐘），溫度計(±0.1等。4測定懸液比重：將盛有懸液的沉降筒置于晝夜溫度變化較小的平穩(wěn)試驗桌面上，測定懸液溫度，用攪拌棒攪拌懸液1分鐘(上下各約30次），記錄開始時間，按表1-l中所列溫度時間和粒徑的關(guān)系

8、，根據(jù)所測液溫和待測的粒級最大直徑值，選定測比重計度數(shù)的時間，提前將比重計輕輕放入懸液中，到了選定時間即測記比重計讀數(shù)，將讀數(shù)進行必要的校正后即代表直徑小于所選定的毫米數(shù)的顆粒累積含量，按照上述步驟，就可分別測出0.05、0.01、0.001mm等各級土粒的比重計讀數(shù)。5結(jié)果計算將風干土樣重換算成烘干樣品重： 對比重計讀數(shù)進行必要的校正校正值=分散劑校正值溫度校正值其中:a、分散劑校正值=加入分散劑的毫升數(shù)×分散劑的當量濃度×分散劑毫克當量重量(毫克×l0-3 (g/lb溫度校正值查表1-2。 校正后讀數(shù)原讀數(shù)校正值小于某粒徑土粒含量%大于0.1mm粒徑土粒含量%

9、將相鄰兩粒徑的土粒含量百分數(shù)相減，即為該兩粒徑范圍的粒級百分含量。表1-1 小于某粒徑顆粒沉降時間表（比重計速測用）溫度（）0.05毫米0.01毫米0.005毫米0.001毫米時分秒時分秒時分秒時分秒41324325548513042250486125402504871233824548812037240489118362304810118352254811115342254812112332204813110322154814110312154815118302154816162925481715282048181227301554819102715548205826150482156261

10、5048225525150482354243014548245424145482553233014048265123135482750221304828482130130482946211304830452012848314519301254832451912548334419120483444183012048354218120483642171154837401730115483838173011548表1-2 甲種比重計溫度校正表溫度(校正值溫度(校正值溫度(校正值溫度(校正值6.0-8.5-2.216.5-0.922.5+0.828.5+3.19.0-9.5-2.117.0-0.823

11、.0+0.929.0+3.110.0-10.5-2.017.0-0.723.5+1.129.5+3.511.0-1.918.0-0.524.0+1.330.0+3.711.5-12.0-1.818.5-0.424.5+1.530.5+3.812.0-1.719.0-0.325.0+1.731.0+4.013.0-1.619.5-0.125.5+1.931.5+4.213.5-1.520.0026.0+2.132.0+4.614.0-14.5-1.420.5+0.1526.5+2.232.5+4.915.0-1.221.0+0.327.0+2.533.0+5.215.0-1.121.5+0.45

12、27.5+2.633.5+5.516.0-1.022.0+0.628.0+2.934.0+5.8土壤質(zhì)地測定（吸管法）1. 稱樣：稱樣20.00g（兩份）測定吸濕水和制備懸液。2. 懸液的制備：將樣品放入高腳燒杯中，分次加入10ml0.5N的氫氧化鈉，用皮頭玻棒碾磨攪拌10分鐘，加去軟水至250ml，蓋上小漏斗，于電熱板上煮沸，煮沸后保持1小時（間斷攪拌），使樣品充分分散，使樣品冷卻，通過0.25mm孔徑篩洗入沉降筒中3. 樣品懸液吸?。憾ㄈ?000ml。測量溫度：查表1-3深度10cm或5cm所需要的時間。記錄開始時間和各級吸取時間（0.05mm, 0.002mm兩級）。攪拌均勻，靜止到規(guī)定

13、的時間。在吸取前，將吸管放于規(guī)定深度處，按所需時間提前10s開始吸，吸取25ml時間控制在20秒。將吸取的懸液全部移入已知重量的燒杯中，并洗干凈。將盛有懸液的小燒杯放在電熱板上蒸干，然后放入烘箱，在105-110下烘6小時至恒重，取出置于真空干燥器內(nèi)，冷卻20分鐘后稱重。4. 結(jié)果計算：小于某粒級顆粒含量百分數(shù)的計算：土壤顆粒分析各級粒級吸取時間表粒級及深度<0.05mm<0.002mm懸液溫度吸取深度10cm吸取深度10cm吸取深度5cm1649s8h49min2s4h24min31s1748s8h21min27s4h10min43s1847s8h08min53s4h04min2

14、7s1946s7h56min48s3h58min24s2045s7h44min16s3h52min08s2144s7h34min04s3h47min02s2243s7h23min53s3h41min57s2342s7h13min13s3h36min36s2441s7h03min02s3h31min31s2540s6h52min50s3h26min25s2639s6h44min02s3h22min01s2738s6h35min42s3h17min51s2837s6h26min53s3h13min27s2936s6h18min33s3h09min17s3036s6h09min45s3h04min5

15、3s土壤質(zhì)地手測法（適用于野外）（一）方法原理根據(jù)各粒級顆粒具有不同的可塑性和粘結(jié)性估測土壤質(zhì)地類型。砂粒粗糙，無粘結(jié)性和可塑性；粉粒光滑如粉，粘結(jié)性與可塑性微弱；粘粒細膩，表現(xiàn)較強的粘結(jié)性和可塑性；不同質(zhì)地的土壤，各粒級顆粒的含量不同，表現(xiàn)出粗細程度與粘結(jié)性和可塑性的差異，本次實驗，主要學習濕測法，就是在土壤濕潤的情況下進行質(zhì)地測定。（二）操作步驟置少量（約2克）土樣于手中，加水濕潤，同時充分搓揉，使土壤吸水均勻（即加水于土樣剛好不粘手為止）。然后按表1-4規(guī)格確定質(zhì)地類型。表1-4 田間土壤質(zhì)地鑒定規(guī)格質(zhì) 地名 稱土壤干燥狀態(tài)干土用手研磨時的感覺濕潤土用手指搓捏時的成形性放大鏡或肉眼觀察砂

16、土散碎幾乎全是砂粒，極粗糙不成細條，亦不成球，搓時土粒自散于手中。主要為砂粒砂壤土疏松砂粒占優(yōu)勢，有少許粉粒能成土球，不能成條（破碎為大小不同的碎段）砂粒為主，雜有粉粒輕壤土稍緊易壓碎粗細不一的粉末，粗的較多，粗糙略有可塑性，可搓成粗3mm的小土條，但水平拿起易碎斷。主要為粉粒中壤土緊密、用力方可壓碎粗細不一的粉末，稍感粗糙。有可塑性，可成3mm的小土條，但彎曲成2-3cm小圈時出現(xiàn)裂紋。主要為粉粒重壤土更緊密，用手不能壓碎粗細不一的粉末，細的較多，略有粗糙感?？伤苄悦黠@，可搓成1-2mm的小土條，能彎曲成直徑2cm的小圈而無裂紋，壓扁時有裂紋。主要為粉粒，雜有粘粒。粘 土很緊密不易敲碎細而均

17、一的粉末，有滑感。可塑性、粘結(jié)性均強，搓成1-2mm的土條，彎成的小圓圈壓扁時無裂紋。主要為粘粒實驗二 土壤容重和孔性的測定和計算土壤容重和孔性與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量、土壤緊實度、耕作措 等有關(guān)。它是衡量土壤組成，土壤顆粒間排列、通氣透水和保肥性能等的一項重要的基本性質(zhì)，其有關(guān)數(shù)據(jù)是土壤理化分析很多項且計算中的基本數(shù)據(jù)。測定土壤容重的方法很多，有環(huán)刀法、蠟封法、水銀推開法、溫度密度儀法等。本實驗介紹環(huán)刀法，要求掌握測定土壤容重的環(huán)刀法以及容重和土壤孔性的計算，了解容重和土壤孔性之間的相互關(guān)系。1僅器設(shè)備2：操作步驟：(1在室內(nèi)用l100天平稱鋁盒重，同時測量鋼質(zhì)取土筒的容積，稱取土筒的重

18、量。(2把鋼質(zhì)取土筒裝入壓力套筒內(nèi)然后用力壓入土中，壓入的深度要超過鋼質(zhì)取土筒的高度約一厘米左右，若需分層取土測定，則需挖土坑，按規(guī)定分層取土，如果只測表土，則不必挖坑，只需把土表雜物去掉，鏟成平面，將采土器直接壓入土中采取土壤。(l把取土筒從壓力套筒中取出，用蓋把取土筒的上端蓋住，并把取土筒翻轉(zhuǎn)過來，小心地削去多余的土壤，使之和筒口一樣平齊，蓋上鐵蓋或紙，把取土筒再翻過來，小心削去另一端多余的土壤，使之與筒口一樣平齊，除去粘附在取土筒外壁的土粒，然后將盛土的取土筒兩端立即加蓋，放入烘箱中在105條件下連續(xù)烘24小時至恒重。(4從烘箱中取出樣品，稱重為W1，去掉環(huán)刀內(nèi)土樣，擦干環(huán)刀，稱其環(huán)刀重

19、量計為W2。3結(jié)果計算；(1取土筒容積按下式計算:式中: V：取土筒容積(厘米3r：取土筒內(nèi)半徑(厘米h：環(huán)刀高度(厘米：圓周率。(2按下式計算土壤容重：(3）此法允許絕對平等誤差0.03克厘米3，取算術(shù)平均值。二、毛管孔隙度的測定l儀器設(shè)備：2測定步驟：(1在室內(nèi)用l100天平稱鋁盒重，同時測定取土筒的容積，稱取土筒的重量。(2樣品的采集與土壤容重的測定相同，應盡量避免破壞原狀土的結(jié)構(gòu)，有時亦可和測定容重結(jié)合起來取土測定土壤毛管孔隙度。(3將盛土的取土筒的一端(筒內(nèi)土壤已削平，先以濾紙包住，再包一層砂布，然后用橡皮筋扎緊，以此端為底放入用搪瓷托盤內(nèi)鋪沙加水制成的吸水盤內(nèi)，使之吸水。(4經(jīng)過一

20、天后，從吸水盤中取出盛土之取土筒，稱重，以后每隔一天稱一次，直至恒重(兩次稱量之差小于O.2克），此時表示土壤毛細管己被水分飽和。(5取土簡內(nèi)的土樣吸水膨脹后，用削土刀削去脹到筒口外面的土樣，去掉濾紙等物并立即稱重，準確至0.1克，計為W3。(6稱重后，放入烘箱中烘至恒重，取出稱重。計為W4。3結(jié)果計算：(1按下式計算土壤毛管孔隙度式中：Pc：壤毛管孔隙度(V：取土筒容積(厘米3W3:取土筒內(nèi)濕樣重(克W4:取土筒內(nèi)烘干土重(克(1此法進行3-4次平行測定，重復間誤差不得大于l，算術(shù)平均值。三、土壤孔性的有關(guān)計算(l土壤總孔隙度式中:Pt:總孔隙度（）D:土壤容重(克/厘米3d:土壤比重(克厘

21、米3，一般采用2.65計算在沒有比重值或不用比重值的情況下，也有直接用容重，通過經(jīng)驗公式算出土壤總孔隙度的，其經(jīng)驗公式為：93.947-32.995D(2土壤非毛管孔隙度：Pn%Pt%Pc%式中：Pn:土壤非毛管孔隙度(3土壤三相比：以該土壤達到毛管持水量時的情況練習計算土壤的三相比。Zm:W:(Pt-W式中:Z:土壤三相比M:單位容積中固相部分所占=1-Pt%W:土壤含水率，以容積表示。(Pt-W:土壤空氣容量，以容積表示。(4土壤孔隙比：式中:土壤孔隙比(即土壤孔隙與固體部分間的體積比。實驗三 土壤團聚體組成的測定土壤的結(jié)構(gòu)狀況是鑒定土壤肥力的指標之一，它對土壤中水分、空氣、養(yǎng)分、溫度狀況

22、以及土壤的耕作栽培都有一定的調(diào)節(jié)作用，具有一定的生產(chǎn)意義，土壤結(jié)構(gòu)性狀通常是由測定土壤團聚體來鑒別的。本實驗介紹人工篩分法，此法分兩部分，先對風干樣品進行干篩，以確定干篩樣品中各級團聚體的含量，然后在水中進行濕篩確定水穩(wěn)性團聚體的數(shù)量。一、儀器：1沉降筒(1000毫升；水桶(直徑33厘米，高43厘米。2土壤篩一套(直徑20厘米，高5厘米，并附有裝待子的鐵夾子。3天平(感量0.0l克，鋁盒、烘箱，電熱板，干燥器等。二、樣品的采集和處理：田間采樣要注意土壤不宜過干或過濕，最好在土不沾鍬，經(jīng)接觸而不易變形時采取，采樣要有代表性，采樣深度看需要而定，一般耕作層分兩層采取，要注意不使土塊受擠壓，以盡量保

23、持原來結(jié)構(gòu)狀態(tài)，最好采取一整塊土壤，削去土塊表面直接與土鍬接觸而已變形的部分，均勻地取內(nèi)部未變形的土樣(約2公斤，置于封閉的木盤或白鐵盒內(nèi)，帶回室內(nèi)。在室內(nèi)，將土塊沿自然結(jié)構(gòu)輕輕地剝成直徑約10-12毫米的小樣塊，棄去粗根和小石塊，剝樣時應避免土壤受機械壓力而變形，然后將樣品放置風干2-3天，至樣品變干為止。三、操作步驟(一干篩：將剝樣風干后的小樣塊，通過孔徑順次為10、7、5、3、2、l、0.5、0.25毫米的篩組進行干篩，篩完后，將各級篩子上的樣品分別稱重(精確列0.Ol克），計算各級干篩團聚體的百分含量和O.25毫米的團聚體的百分含量，記載于分析結(jié)構(gòu)表內(nèi)。(二濕篩：1根據(jù)干篩法求得的各級

24、團聚體的百分含量，把干篩分取的風干樣品按比例配成50克，(不把<0.25毫米的團聚體倒入濕篩樣品內(nèi)，以防在濕篩時堵塞篩孔，但在計算中都需計算這一數(shù)值。2將上述按比例配好的50克樣品傾入1000毫升沉降筒中，沿筒璧徐徐加水，使水由下部逐漸濕潤至表層，直至全部土樣達到水分飽和狀態(tài)，讓樣品在水中共浸泡l0分鐘。這樣，逐漸排除土壤中團聚體內(nèi)部以及團聚體間的全部空氣，以免封閉空氣破壞團聚體。3樣品達到水分飽和后，用水沿沉降筒壁灌滿，并用橡皮塞塞住筒口，數(shù)秒鐘內(nèi)把沉降筒簸倒過來直至筒中樣品完全沉下去，然后再把沉降筒倒轉(zhuǎn)過來，至樣品全部沉到筒底，這樣重復倒轉(zhuǎn)10次。4將一套孔徑為5、3、2、l、0.5

25、、0.25毫米的篩子，用白鐵(或其它金屬薄板夾住，放入盛有水的木桶中，桶內(nèi)的水層應該比上面篩子的邊緣高出8-l0厘米。5將塞好的沉降筒倒置于水桶內(nèi)的一套篩子上，拔去塞子，并將沉降筒在篩上(不接觸篩底的水中緩緩移動，使團粒均勻分散落在篩子上，當大于025毫米的團聚體全部沉到篩子上后，即經(jīng)過50-60秒鐘后塞上塞子，取出沉降筒。6將篩組在水中慢慢提起(提起時勿使樣品露出水面然后迅速下降，距離為34厘米，靜候23分鐘，直至上升的團聚體沉到篩底為止，如此上下重復l0次，然后，取出上面兩個篩子，再將下面的篩子如前上下重復5次，以冼凈其中各篩的水穩(wěn)性團聚體，最后，從水中取出篩子。7將篩組分開，留在各級篩子

26、上的樣品，用水洗入鋁盒中，傾去上部清液，烘干稱重(精確到0.01克，即為各級水穩(wěn)性團聚體重量，然后計算各級團聚體含量百分數(shù)。登記于分析結(jié)果表。四、結(jié)果計算:1.各級團聚體含量%= 2各級團聚體%的總和為總團聚體%。3各級團聚體占總團聚體的%=4總團聚體占土樣的%= 5必須進行2-3次平等試驗，平行絕對誤差應不超過3-4%。注，土壤中0.25毫米的顆粒(粗砂、石礫等影響團聚體分析結(jié)果，應從各粒級重量中減去。附：有時為了方便，快速的測定水穩(wěn)性和非水穩(wěn)性團粒的數(shù)量也可用下法：取九個直徑為l50毫米的培養(yǎng)皿(內(nèi)墊同樣大小的濾紙順序排列，貼上標簽，分別將已過干篩的各級團聚體，各任選50粒，放于皿中的濾紙

27、上，用皮頭滴管加水(加水時要特別性意適量，直到濾紙上出現(xiàn)亮水膜為止。開始記下時間，20分鐘后，計算破碎的土粒占所放土粒的百分數(shù)，此數(shù)即為非水穩(wěn)住團聚體的含量。將其乘以原來干篩后計算出的該粒級含量，則得實際非水穩(wěn)性團聚體含量。將各級團聚體的總含量減去各級實際非水穩(wěn)性團聚體含量即為各該級水穩(wěn)性團聚體含量。土壤團聚體分析結(jié)果表樣品編號各級團聚體含量百分數(shù)>10mm10-7mm7-5mm5-3mm3-2mm2-1mm1-0.5mm0.5-0.25mm<0.25mm干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩干篩濕篩實驗四 土壤結(jié)構(gòu)形狀的觀察及微團聚體分析 一、土壤結(jié)構(gòu)形

28、狀的觀察土壤顆粒往往不是分散單獨存在，而是以不同原因相互團聚成大小、形狀和性質(zhì)不同的土團、土塊或土片，稱為土壤結(jié)構(gòu)。土壤結(jié)構(gòu)影響土壤孔性，從而影響土壤水、氣、肥狀況和土壤耕性。因此鑒定土壤結(jié)構(gòu)是觀察土壤剖面的一個重要項目，也是分析土壤肥力的一項指標。本次實驗觀察土壤結(jié)構(gòu)標本，為野外土壤剖面觀察記載打好基礎(chǔ)。（一）土壤結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型的劃分見表4-1。表4-1 土壤結(jié)構(gòu)類型及大小的區(qū)分標準類 型形 狀結(jié)構(gòu)單位大 小1、結(jié)構(gòu)體沿長、寬、高三軸平衡發(fā)育1、塊狀：棱角不明顯，形狀不規(guī)則；界面與棱角不明顯。大塊狀結(jié)構(gòu)小塊狀結(jié)構(gòu)直 徑>10mm100-50mm2、團塊狀：棱面不明顯，形狀不規(guī)則略呈園

29、形，表面不平。大團塊結(jié)構(gòu)團塊狀結(jié)構(gòu)小團塊結(jié)構(gòu)50-30mm30-10mm<10mm3、核狀：形狀大致規(guī)則，有時呈園形。大核狀結(jié)構(gòu)核狀結(jié)構(gòu)小核狀結(jié)構(gòu)>10mm10-7mm7-5mm4、粒狀：形狀大致規(guī)則，有時呈園形。大粒狀結(jié)構(gòu)粒狀結(jié)構(gòu)小粒狀結(jié)構(gòu)5-3mm3-1mm1-1.5mm2、結(jié)構(gòu)體沿垂直軸發(fā)育5、柱狀：形狀規(guī)則，明顯的光滑垂直側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則。大柱狀結(jié)構(gòu)柱狀結(jié)構(gòu)小柱狀結(jié)構(gòu)橫斷面直徑>50mm50-30mm<30mm6、棱柱狀：表面平整光滑，棱角尖銳，橫斷面略呈三角形。大棱狀結(jié)構(gòu)棱狀結(jié)構(gòu)小棱狀結(jié)構(gòu)>50mm50-30mm<30mm3、結(jié)構(gòu)體沿水平軸發(fā)

30、育7、片狀：有水平發(fā)育的節(jié)理平面。板狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)厚度>3mm<3mm8、鱗片狀：結(jié)構(gòu)體小，局部有彎曲的節(jié)理平面。鱗片狀結(jié)構(gòu)9、透鏡狀：結(jié)構(gòu)上、下部均為球面。透鏡狀結(jié)構(gòu)(二觀察方法在野外觀察土壤結(jié)構(gòu)時，必須挖出一大塊土體，用手順其結(jié)構(gòu)之間的裂隙輕輕掰開，或輕輕摔于地上，使結(jié)構(gòu)體自然散開，然后觀察結(jié)構(gòu)體的形狀、大小，與附表對照，確定結(jié)構(gòu)體類型。再用放大鏡觀察結(jié)構(gòu)體表面有無粘?；蜩F錳淀積形成的膠膜，并觀察結(jié)構(gòu)體的聚集形態(tài)和孔隙狀況。觀察完后用手指輕壓結(jié)構(gòu)體，看其散開后的內(nèi)部形狀或壓碎的難易，也可將結(jié)構(gòu)體侵泡于水中，觀察其散碎的難易和散碎的時間，以了解結(jié)構(gòu)體的水穩(wěn)性。二、土壤pH值的測定

31、一混合指示劑比色法l混合指示劑的配制用天平準確稱取等量的(0.2500克溴甲酚綠、溴甲酚紫、甲酚紅放入瑪瑙研缽中(如沒有瑪瑙研缽可用瓷研缽，但要洗得很干凈，并且不需如堿研磨，否則影嘀測定結(jié)果，加約l5毫升0.1N氫氧化鈉及5毫升蒸餾水共同研磨，然后用蒸餾水稀釋至l000毫升。貯存于棕色瓶中備用，此指示劑適用于測定pH48的土壤。2測定步驟取黃豆大小的土塊，放入擦干凈的比色瓷板的穴中，加入23滴混合指示劑至有少許液體流出為度，輕輕振蕩約半分鐘，傾斜瓷板或湯匙，使液體流出，與標準比色卡進行比色，準確讀出土壤pH值的教字。表4-2 混合指示劑滴入土壤后的變色范圍pH值4.04.55.05.56.06

32、.57.07.58.0卡片顏色黃綠黃黃綠草綠綠灰綠灰蘭蘭紫紫三、石灰反應(泡沫反應的測定含有碳酸鈣(CaCO3的土壤或母巖，當?shù)稳臌}酸時則放出CO2氣泡，稱為泡沫反應，其反應式為:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2測定方法：取一小塊土置于白瓷板的穴中，預先加入幾滴水(以排除土壤中的空氣），再將10HCl滴在土上(母巖可以直接滴入鹽酸），仔細觀察放出氣泡的情況，可以確定有無碳酸鈣及其含量的多少。按放出氣泡的情況，泡沫反應程度可分四類表4-3 石灰反應分類標準反應程度反 應 現(xiàn) 象估計含量符號無無氣泡，也無嗤嗤聲0弱徐徐地放出小氣泡，可聽見嗤嗤聲< 1中明顯地放出氣泡，且氣泡較大

33、l-5強強烈放出氣泡，呈沸騰狀，歷時久，并有嚏嗤聲>5四、思考題：在觀察土壤結(jié)構(gòu)時，能否強行用力將大土塊分開？實驗五 土壤流限和塑限的測定土壤的流限、塑限以及二者之差塑性指數(shù)是鑒定土壤力學性質(zhì)的重要指標對土壤的耕作栽培有著很重要的意義，通過實驗，要求掌握土壤流限、塑限測定的方法以及土壤流限、塑限和塑性指數(shù)的計算。一、土壤流限的測定1方法原理本實驗介紹錐式流限儀測定的方法，此法是以圓錐體沉入法原理為依據(jù)的，這就是，當頂角為的圓錐體沉入土體時，圓錐與土體接觸面（A的剪切強度（如下：式中；圓錐體頂角度數(shù);A圓錐與土體接觸面積(厘米2;r土體表面與圓錐相切處的圓截面半徑r=hL土體表面與圓錐體相

34、切處至圓錐頂端的距離h圓錐入土深度當粘滯塑性體具有一定稠度(結(jié)持力時，無論P值如河，值保持不變，因此，可根據(jù)這種關(guān)系測定土壤流限，用圓錐測定法測定土壤流限，規(guī)定頂角(為30°，重76克的圓錐體沉入土體10毫米時的土壤含水量為流限，按上式可算出這時土壤的抗剪強度為080公斤厘米22儀器設(shè)備錐式流限儀：包括不銹鋼制的圓錐體，平衡球，試杯和底座。天平(感量0.0l克；蒸發(fā)皿(直徑11厘米，銅篩(孔徑0.5毫米，鋁盒，調(diào)土刀，凡士林，烘箱，干燥器等。3操作步驟(1取通過0.5毫米篩孔之風干土樣5O克左右，(或取一定量的通過0.5毫米篩孔的處于天然含水量的土樣放入瓷蒸發(fā)皿中，加水調(diào)拌成稠糊狀，

35、用濕布蓋上，靜置一夜(若采用的是天然含水量很高的土樣，也可不經(jīng)靜置，立即調(diào)勻進行試驗。(2將上述樣品用調(diào)土刀徹底調(diào)拌分層裝入試杯，裝入時需注意勿使土體內(nèi)留有空隙或氣泡，用刀仔細刮除多余土樣直至土面與杯口齊平。(1將流限儀底座置于平穩(wěn)桌面上，檢查圓錐儀是否平衡，然后拭凈量平衡錐，涂上一薄層凡士林于攤體上，握住錐體上端手柄，使錐體垂直試杯中的樣品中心，然后放開手指，使錐體以其自重沉入土壤樣品中。(4若錐體經(jīng)約l5秒鐘后，圓錐沉入深度10毫米或10毫米，表明樣品含水量高于或低于流限，必須取出樣品于蒸發(fā)皿中重新調(diào)拌(若樣品過濕應在空氣中調(diào)拌使水分蒸發(fā)，切忌用滲入風干土混合調(diào)拌的方法。取出樣品時要賜除粘

36、有凡士林的樣品。(5直至錐體沉入深度恰為l0毫米(圓錐體環(huán)形刻度線時，取出錐體，用調(diào)土刀挖取錐孔附近試樣10克以上(注意不應取粘有凡士林的土。以烘干法測其含水量，即為流限。4結(jié)果計算：按下式計算土壤流限，精確到0.1%。式中:一土壤流限(鋁盒+濕樣重-鋁盒+烘干重鋁盒重(克本試驗每個樣品均須進行兩次平行測定，取其算術(shù)平均值，以整數(shù)(表示，其允許平行絕對誤差2。 此外，須注意：(1本方法適用于有機質(zhì)<5%的土樣，若土壤有機質(zhì)含量在5-10仍可應用，但需記錄備考。(2每次測定后錐體必須涂抹凡士林。二、土壤塑限的測定本實驗介紹滾搓法。1儀器設(shè)備毛玻璃板(10×l5厘米或15×

37、;20厘米，天平(感量0.01克；蒸發(fā)皿(直徑ll厘米；鋁盒、烘箱、干燥器、調(diào)土刀、滴管、直徑為3毫米鐵絲等。2操作步驟(1取通過05毫米篩孔的風干土樣30克左右(或取一定量的通過05毫米篩孔的處于天然含水量的土樣）放于瓷蒸發(fā)皿中，適當加水調(diào)拌僅把土樣浸濕即可，然后用濕布蓋上靜置一夜，(若采用的是天然含水量較高的土樣，也可不經(jīng)靜置，立即調(diào)拌進行試驗?；蛘呖芍苯訌牧飨逌y定中已制備好的試樣中取樣。(2為在試驗前使試樣的含水量接近于塑限，可將試樣放在手中捏揉至不粘手為止，或放在空氣中稍為晾干。(3取含水量接近于塑限的試樣一小塊，甩手捏成團放在毛玻璃扳上用手掌輕輕滾搓。滾搓時，要注意均勻施壓，開始時可

38、稍加壓力，待接近土條直徑為3毫米時只輕輕壓，同時，土條在任何情況下不容許產(chǎn)生中空和硬殼現(xiàn)象。(4若土樣搓成直徑3毫米的土條時未產(chǎn)生裂縫及斷裂，表示這時土樣的含水量高于塑限，應將其重新捏成一團，按步驟(3繼續(xù)滾搓，直至土條直徑達3毫米時，產(chǎn)生裂縫，并開始斷裂為止。(5取滾搓斷裂直徑為3毫米的土條約45克，立即放入鋁盒中稱重(注意防止水份蒸發(fā)，測定其含水量，即為塑限。3結(jié)果計算按下式計算土壤塑限，精確至0.1%。式中：一土壤塑限(）;鋁盒+土樣濕重(克；鋁盤+土樣烘干重(克;鋁盒重(克。本試驗須進行兩次平行測定，取其算木平均值，以整數(shù)(表示。允許絕對平行誤差，粘土組和壤土組2%，砂土組l%。此外，

39、須注意：(1對高塑性土樣，搓至3毫米直徑而斷成短條時，即可收集土樣稱重測其含水量，但對低塑性土樣，當滾搓至3毫米直徑時，如已出現(xiàn)裂縫但并未斷裂，若再搓滾又即破碎，此時即達塑性。(2本方法適用范圍同流限測定，如土條在任何含水量情況下，始終在直徑3毫米時就斷裂，則認為該土樣無塑限。(3每做完一個樣品，應擦凈毛玻璃板，避免彰響下一樣品的試驗。三、塑性指數(shù)和計算：式中：塑性指數(shù)(；流限(；塑限(。實驗六 巖石及成土母質(zhì)類型的野外認識一、目的要素土壤是母質(zhì)上發(fā)育形戒的，母質(zhì)的類型，對土壤性狀和肥力有很大影響。本實驗主要觀察學校附近的幾種主要母質(zhì)，了解各類母質(zhì)的分布特征和特點，以及對土壤形成的影響。二、主

40、要內(nèi)容巖石風化產(chǎn)物有的就地堆積，形成殘積物(母質(zhì)，有的在重力，水流等作用下，搬運到其它地方，形成各種沉積物(運積母質(zhì)，運積母質(zhì)有坡積、洪積、近代河流沖積、湖積、風積、冰漬，還有第四紀沉積等，現(xiàn)就常見的幾種簡介如下：1殘積母質(zhì)主要分布在山地丘陵頂部或坡度較大的部位，由于是就地風化未經(jīng)搬運的風化物，雖然巖石太小碎塊和各種顆粒大小都混雜分布，沒有分選性，沒有明顯層次性，但仍可見到下層的巖石碎塊比上層粗大。由于此母質(zhì)來自其下的基巖，因此，此類母質(zhì)的性質(zhì)深受其下基巖的影響，殘積母質(zhì)疏松，通透性好，鹽基淋失較多，發(fā)育的土壤，其pH值一股比較小些。由于易受沖劇，發(fā)育形成的土壤，土層較薄，土少石多。2坡積母質(zhì)

41、主要分布在山腳及山坡坡度平緩的部位，由于風化產(chǎn)物經(jīng)重力和雨水搬運，巖石碎塊和顆粒大小極混雜，沒有明顯層次性，母質(zhì)不是來自其下的基巖，土壤性狀與異源母質(zhì)的組成與性質(zhì)有關(guān)，坡積母質(zhì)一般較深厚，并承接上面來的各種鹽基物質(zhì)，所以形成的土壤層深厚，養(yǎng)分較豐富，pH值較高。3近代河流沖積母質(zhì)山區(qū)河谷的沖積物以卵石，礫石等物為主，中下游河谷沖積物以較細顆粒為主，這些沉積物由于經(jīng)流水的長距離搬運，顆粒粒的分選性明顯，形成離河床遠近沉積物粗細不同，而呈現(xiàn)帶狀分布，由于各次沉積特點不同，上下層的顆粒粗細也有很大分異，形成明顯的層次性，湖泊的靜水沉積，使湖積物顆粒細，富含有機質(zhì)，總之，河湖沉積母質(zhì)形成的土壤，一般土

42、層深厚，富含養(yǎng)分。4第四紀粘土沉積物在武昌一帶有兩種，一為棕褐色，具有大量鐵錳膠膜的粘重土層，有人稱為Q3層(尚有爭論，也有人認為是Q2的上部。另一為中更新世沉積的，具有紅白相間網(wǎng)紋的棕紅色土層，稱為Q2，一般復蓋在Q3層下，由于新構(gòu)造運動或因地形、沖刷和人為等原因，也可能Q2層直接出露，而無Q3層復蓋其上，這樣就使土壤具有復雜多樣的性狀，對農(nóng)業(yè)利用、改良都有很大差別。三、實驗步驟1在教師帶領(lǐng)下，在學校附近觀察幾種母質(zhì)類型：分布特點、類型特征以及對土壤形成的影響。2在觀察母質(zhì)類型時，結(jié)合鑒別所遇到的巖石種類，以復習鞏固室內(nèi)學習過的巖石鑒定特征。實驗七 土壤剖面及棕紅壤觀測實習一、目的要求：通過

43、實習一是增強對土壤剖面的認識提高描述土壤剖面的技能；二是觀察棕紅壤剖面的形態(tài)特征，并結(jié)合該剖面的理化性質(zhì)進行綜合分析，要求望、聞、問，切結(jié)合，觀察細致，剖析正確。二、儀器設(shè)備土鏟，手鋤，土鉆，剖面刀，土壤堅實度計；土壤色卡，土壤pH比色卡，記載表；10%HCl溶液，pH混合指示劑，比色瓷盤；l米的布卷尺或折足，土壤標本盒，布袋或塑料袋(采集分析土樣用，其容量為1斤土左右。需采整段標本時要帶整段標本盒。三、實驗內(nèi)容：(一剖面的設(shè)置與挖掘觀察剖面以前，首先要了解觀察點所處的地形部位，水勢，農(nóng)田基本建設(shè)(如坡改梯，平整土地，開挖渠道等），耕作栽培，深耕施肥，中耕、曬垡以及作物的種植和產(chǎn)量水平等情況。

44、在調(diào)查了解的基礎(chǔ)上，將剖面設(shè)置在具有代表性的地點，不可在堆過肥、挖過坑、土埂、路邊、人畜踐踏的地方設(shè)置剖面。挖掘的剖面坑，一般長45尺，寬23尺，深3尺，觀察面垂直向陽，下坑一端作成階梯，挖掘剖面時，堆土要盡量做到分層堆，表層土堆在一邊，底層土堆在另一邊，在觀察面的上方留一保護區(qū)，不能堆土，也不能在其上踐踏，要保持田間自然狀況。(二剖面層次的劃分剖面是垂直的，在觀察前用小刀挑成毛面，以突出的特征如顏色、質(zhì)地、松緊度、新生體等劃分層次的深度和厚度。深度從地表算起，采取連續(xù)記數(shù)法。例如第一層016厘米，第二層1624厘米，第三層2476厘米等。土壤發(fā)生層的劃分和命名在土壤學發(fā)展的初期道庫恰耶夫把土

45、壤剖面分為三個發(fā)生層，即A層腐殖質(zhì)積累表層B層過渡層C層母質(zhì)層這種用A、B、C符號來命名土層的方法被稱為是傳統(tǒng)的土層命名法。后來不斷有人研究并提出新的土層命名建議。土層的劃分也越來越細。但至今還沒有一個統(tǒng)一的土層命名方法，各國甚至各人有其自己的土層命名系統(tǒng)。但總的來說，基本的土層命名仍不脫離道庫恰耶夫的ABC傳統(tǒng)命名法。表1 自然土壤主要土層的代號命名系統(tǒng) 中國前蘇聯(lián) 法國 國際土壤 美國 加拿大 學會(1967 (1960 FA0(1974有機層 A0 A0 A0 O 0 O腐殖質(zhì)積累層 A1 A1 A1 A A1 Ah淋溶層、灰化層 A2 A2 A2 E A2 Ac淀積層 B B B B

46、B B母質(zhì)層 C C C C C C基巖層 D D R R R R1基本發(fā)生層，或稱主要土層(master horizons 2亞層的劃分3過渡層的劃分 4根據(jù)成土作用特征劃分土層時，采用一定字母符號放在主要土層符號的右下角。如：Ah，Bh h表示腐殖質(zhì)積累或淀積作用。Bt t表示粘粒淀積作用。Bir，Bfe ir，fe表示鐵淀積作用。Bca ca表示碳酸鈣淀積作用。5異源母質(zhì)的土層可在土層符號前加前綴I、II、等。但上部土層的母質(zhì)符號I?？墒÷?，只標記第、第等異源母質(zhì)，如A1-A2-B1-IIB2-B3-IlCl-IC2。(三剖面形態(tài)特征觀察項目剖面形態(tài)特征觀察包括干濕顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊

47、度、新生體、侵入體、酸堿度、石灰反應、孔隙、植物根系和底士母質(zhì)等項目。觀察時由上而下逐層進行，要求觀察細致，記載詳細。各項特征標準如下：1干溫度：田間觀察時，可分為四級：級別 干濕度 標 準(1 干 用手擠壓，盛覺不到土壤濕潤(2 潤 用手握土，感到濕潤，但不會殘留濕的痕跡(3 潮 不加水可濕測土壤質(zhì)地，用手擠不出水，但手上會殘留濕的痕跡(4 濕 不僅可濕測土壤質(zhì)地，而且沾手，用手可擠出水來2顏色：它是土壤化學組成的外在標志，一般說來，腐殖質(zhì)是黑色，氧化鐵是紅色，水化氧化鐵是棕、黃色，還原態(tài)的鐵是淡綠、灰蘭色，氧化硅粉末、碳酸鈣、高嶺土等是白色或灰白色，錳的氧化物是棕褐色等等。觀察土壤顏色，可

48、以初步了解土壤肥力狀況和土壤發(fā)育程度等，一般土壤呈黑、灰或棕灰色，表示腐殖質(zhì)含量高，是好土色，土壤較肥沃，群眾常用“黑”、“油”、“烏”等字眼來命名這類土壤。紅、黃、白表示土壤腐殖質(zhì)缺乏，是壞土色，土壤薄瘦。觀察時還要注意區(qū)別含煤屑的“炭漿土”和有黑褐色鐵錳膠膜的“豬肝土”，這些土看起來黑油油，卻是壞土色，是瘦瘠的土壤。由于土壤成分復雜，土色混雜，很少是單一色澤，觀察時要分清主色和付色，主色在后，付色在前，如灰棕色，就是棕色為主，灰色為輔，還可用“深”或“淺”(××色夾××色，××色帶××色等描述，也可采用日常見到

49、的各種器物的顏色，使之生動逼真，如豬肝色、鴨蛋青、醬黃色等。如有土壤色卡，可用色卡比色鑒定土壤顏色。觀察記載土色時應注意：(1在散射光下觀察土體的自然斷裂面的顏色。(2除漬水土壤和水稻土的一些顏色應以室外當即確定為標準外，一般旱地土壤的顏色都以干土顏色為標準。(3質(zhì)地：見實驗一。4結(jié)構(gòu)：見實驗四。5松緊度:指各土層的松緊程度，它直接影響作物根系的穿插，耕作的難易和質(zhì)量，松緊度一般可以用小刀等插入土中的難易和深度分為疏松、稍緊實、緊實、堅實、很堅實等五級來描述。如有土壤堅實度計，則用其在各層壁上掀壓，記下刻度(單位為公斤/厘米2，以更確切地鑒定土壤的松緊度。6新生體：土壤中的新生體是土壤形成過程

50、中的產(chǎn)物，它是確定土壤類型、鑒定土壤肥力的重要依據(jù)之一，常見的新生體有：二氧化硅(SiO2:白色，常呈粉末狀，存在于結(jié)構(gòu)面上。碳酸鈣(CaCO3：常呈結(jié)核、結(jié)皮、粉末等形態(tài)存在，如砂姜，滴入稀鹽酸有泡沫反應。鐵錳氧化物和氧化物(Fe2O3.nH2O,MnO2,Fe(OH3等，常見的有鐵錳膠膜，鐵錳結(jié)核、鐵子(烏枚子），鐵盤，鐵錳斑塊，銹色條紋等,顏色復雜，呈銹棕色、猜肝色、黑色等，這類化合物存在多，固定磷的能力強，易造成土壤速效磷缺乏。亞鐵化合物(FeSO3，F(xiàn)e3(PO42.8H2O帶深蘭、淡蘭或綠色。易溶性鹽類(NaCl，Na2SO4.10H2O，MgCl2,CaCl2,白色，在土面常見的

51、呈鹽霜和結(jié)皮狀，在剖面層中呈鹽霜脈紋和粉粒狀。石膏(CaSO4.2H2O：白色或稍帶黃色是在土層內(nèi)細小或較大的孔隙或孔洞中常見的脈紋狀物，假菌絲體，結(jié)核狀物，有時石膏在土面上形成結(jié)皮和鹽霜。7侵入體：混入土中的磚塊，瓦片和石塊等，它反映這一土地歷史情況。8pH值，見實驗四。9石灰反應：見實驗四。10孔隙：觀察孔隙、裂縫、蟲孔等分布情況。此外，應注意觀察記錄植物根系的分布(各層植物根系的數(shù)量和粗細），底土母質(zhì)的情況以及根據(jù)土體特點和其環(huán)境條件、農(nóng)業(yè)利用情況進行對該土壤的綜合描述。(四土壤剖面記載以后，為了研究整個土壤剖面的土壤情況，可分別采集各層土壤，帶回室內(nèi)進行較全面的土壤理化性質(zhì)的分析，也可在現(xiàn)場測定某項目。采集化驗標本。一般都在每一種土壤類型的主要剖面內(nèi)挑選，采樣時，應先將觀察的剖面削去一薄層，露出新鮮土壤，然后自下而上逐層取樣，表土層或耕作層全層均勻采取，以下各層只采取層中心部位，