嘉應學院園林生態(tài)學實驗指導書

1、嘉應學院園林生態(tài)學實驗指導書實驗1環(huán)境因子對植物形態(tài)結構的影響一、實驗目的1、掌握生長在不同環(huán)境下的植物形態(tài)結構的特點，理解植物形態(tài)結構是如何適應于其生境特征。掌握從植物外部形態(tài)及生長，生境特點上鑒別植物耐蔭性的方法。2、理解植物器官的結構特點對植物生長發(fā)育及其環(huán)境適應的意義。初步判定植物對光照強度的適應類型.。3、使學生掌握劃分植物生活型的方法，并通過不同地區(qū)和不同植被類型植物生活型的分析，進一步認識植物與環(huán)境的關系及劃分植物生活型的生態(tài)意義二、實驗原理：1、在植物的生長發(fā)育過程中，光和水是極其重要的生態(tài)因子。根據植物與其生境中水分的的關系，把植物分為水生植物、陸生植物（包括了中生植物和旱生

2、植物）。水生植物依據其生活型又可分為沉水植物、浮水植物和挺水植物。生長在不同環(huán)境中的植物，在演化過程中會形成一些適應環(huán)境的結構特征，其中以葉的結構變化最為顯著。葉子是植物的重要器官，它有兩大生理功能，光合作用和蒸騰作用。蒸騰作用是根系吸收水分的動力之一，植物根系吸收的礦物質主要是隨蒸騰液流上升并轉運到植物體的其他部位。另外，蒸騰作用也能降低葉片的表面溫度，從而使葉子在強烈的日光照射下，不至于因溫度過分升高而受損傷。但蒸騰作用會消耗很到植物體內的水分，因而植物根系吸收的水分和葉片蒸騰作用消耗的水分之間需達到一個等量的狀態(tài)，即水分平衡狀態(tài)。植物在長期的進化過程中，逐漸形成了防止水分散失的結構，如葉

3、表面的角質層，密生絨毛，氣孔下陷或形成氣孔窩，葉片內儲水組子發(fā)達等，都是為了適應保持水分，減少水分蒸騰的特征。植物生活于不同的生態(tài)環(huán)境中其葉片的這些適應性結構不同，形態(tài)變化也較大。陽光是植物光合作用的能量來源，但是由于植物長期適應不同的環(huán)境條件，不同植物需要的光強不同。根據植物對光強的不同要求，把它們分為陽性植物、陰性植物、耐陰植物三大類。陽地植物與陰生植物是生長在不同光照強度環(huán)境中的植物，由于葉是直接接受光照的器官，因此，受光照強度的影響，也就容易反映在它們的形態(tài)和結構上。又因為具有相同基因型的植物若長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境中，會出現結構和生理的趨異性；而不同基因型的植物生活在同一環(huán)境中，又

4、會出現趨同性，所以，即使是同一植物，因葉所處位置的光照不同，也會有陰生與陽生的差異。一般來說樹冠上部和向陽一面的葉，具陽生葉特征；而樹冠下部和陰面的葉則具陰生葉的特點。由此也可以看出葉是最具變化的器官。2、生活型是生物對外界環(huán)境適應的外部表現形式，同一生活型的生物，不但體態(tài)相似，而且在適應特點上也是相似的。對植物而言，其生活型是植物對綜合環(huán)境條件的長期適應，而在外貌上反映出來的植被類型。它的形成是植物對相同環(huán)境條件趨同適應的結果。在同一類生活型中，常常包括了在分類系統(tǒng)上地位不同的許多種，因為不論各種植物在系統(tǒng)分類上的位置如何，只要它們對某一類環(huán)境具有相同或（相似）的適應方式和途徑，并在外貌上具

5、有相似的特征，它們都屬于同一類生活型。關于植物生活型的分類有各種標準和系統(tǒng)，這里采用丹麥生態(tài)學家Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng)和中國植被中的生活型系統(tǒng)。（1）Raunkiaer 的生活型分類系統(tǒng)他以植物體在度過生活不利時期（冬季嚴寒、夏季干旱）對惡劣條件的適應方式作為作為分類的基礎。具體的是以休眠或復蘇芽所處位置的高低和保護的方式為依據，把陸生植物劃分為五類生活型。1）高位芽植物（Phanerophytes） 休眠芽位于距地面25 厘米以上，又依高度分為四個亞類，即大高位芽植物（高度30 米），中高位芽植物（830米），小高位芽植物（28米）與矮高位芽植物（25厘米到 2米）。如喬木、灌木

6、和一些生長在熱帶潮濕氣候條件下的草本等。2）地上芽植物（Chamaephytes） 更新芽位于土壤表面之上，25厘米之下，多為半灌木或草本植物。受土表的殘落物保護，在冬季地表積雪地區(qū)也受積雪的保護。3）地面芽植物（Hemicryptophytes） 又稱淺地下芽植物或半隱芽植物，更新芽位于近地面土層內，在不利季節(jié)，地上部分全枯死，即為多年生草本植物。4）地下芽植物（Cryptophytes） 又稱隱芽植物，更新芽位于較深土層中或水中，多為鱗莖類、塊莖類和根莖類多年生草本植物或水生植物。5）一年生植物（Therophytes） 是只能在良好季節(jié)生長的植物，以種子的形式度過不良季節(jié)。（2）中國植被

7、一書中即按植物體態(tài)劃分出下列生長型類群：.木本植物1.喬木：具有明顯主干，又分出針葉喬木，闊葉喬木，并進一步分出常綠的，落葉的，簇生葉的，葉退化的。2.灌木：無明顯主干，也可按上述原則進一步劃分。3.竹類。4.藤本植物。5.附生木本植物。6.寄生木本植物。半木本植物7.半灌木與小半灌木。草本植物8.多年生草本植物：又可分出蕨類，芭蕉型，叢生草，根莖草，雜類草，蓮座植物，墊狀植物，肉質植物，類短命植物等。9.一年生植物：又分冬性的，春性的與短命植物。10.寄生草本植物。11.腐生草本植物。12.水生草本植物：又分挺水的，浮葉的，漂浮的，沉水的。.葉狀體植物13.苔蘚及地衣。14.藻菌。統(tǒng)計某個地

8、區(qū)或某個植物群落內各類生活型的數量對比關系稱為生活型譜。通過生活型譜可以分析一定地區(qū)或某一植物群落中植物與生境（特別是氣候）的關系。從各個不同地區(qū)或各個不同群落的生活型譜的比較，可以看出各個地區(qū)或群落的環(huán)境特點，特別是對于植物有重要作用的氣候特點。表1不同植物耐蔭性類型的主要差異特征陽性植物陰性植物1、外觀冠形傘形圓錐形枝葉分布稀疏，透光度大濃密，透光度小葉型一般只有陽生葉有陰陽葉或只有陰生葉枝下高大，自然整枝強小，自然整枝弱相對高較小較大2、生長發(fā)育生長較快較慢開花結實較早較晚壽命較短較長3、生境特征干旱貧瘠土壤濕潤肥沃土壤4、群落群落內天然更新少或無多自然稀疏出現早，強度大出現晚，強度小或

9、無5、生理光補償點高低光飽和點高低葉綠素a/葉綠素b較大（喜直射，利用紅光）較小（喜散射，利用藍紫光）可溶性蛋白含量較高較低其它參考樹冠的葉幕區(qū)稀疏透光，葉片色淡而質薄，如果是常綠樹，其葉片壽命較短的為陽性樹。葉幕區(qū)濃密，葉色濃而且質地厚的，如果是常綠樹，則葉可在樹上存活多年的為耐蔭樹；常綠性針葉樹的葉呈針狀的多為陽性樹，葉呈扁平或呈鱗片狀而表、背區(qū)別明顯的為耐蔭樹；闊葉樹中的常綠樹多為耐蔭樹，而落葉樹種多為陽性樹或中性樹。表2陽生葉與陰生葉形態(tài)、解剖及生理特性比較特征陽生葉陰生葉葉片形態(tài)厚而小薄而大葉片顏色較淺較深角質層發(fā)達不發(fā)達柵欄組織較厚或緊密較薄或稀疏氣孔較密較小較希較大葉脈較密較稀葉

10、綠素含量較少較多蒸騰作用較強較弱光補償點、飽和點高低三、實驗材料：校園內生長在不同生境條件下植物種類四、方法與步驟：1、在校園內選擇20種完全展葉的成年植物（包括喬木和灌木），分別按下列指標分級進行觀測，結果填入”結果1-1”中。生活型：喬木（針葉、闊葉、常綠、落葉）、灌木（常綠、落葉）。冠形：傘形、近傘形、近圓錐形、圓錐形。枝葉分布：稀疏、較稀疏、較濃密、濃密。 透光度：枝葉透光面積占樹冠面積的百分比。葉型：“陽生葉”只著生陽生葉；“陽、陰”有陽生葉和陰生葉分化；“陰生葉”只著生陰生葉。枝下高（m）：最下一輪活枝到地面的高度。 冠高比：樹冠長度與樹高之比。相對高：植物株高（樹高m）與基徑（胸

11、徑cm）之比。生長速度：快，較快，較慢，慢。開花結實：早，較早，較晚，晚。 壽命：短，較短，較長，長。生境：干旱貧瘠，較干旱貧瘠，較濕潤肥沃，濕潤肥沃。2、綜合考慮各觀測指標，對20種植物的耐蔭性按由強到弱的順序（1，2，3，）排序；3、根據各植物的耐蔭性順序，并結合年齡、氣候、土壤條件對耐蔭性的影響，確定不同植物的耐蔭性類型（陽性植物、中性植物、陰性植物）結果1-1植物耐蔭性鑒別調查記錄表種名生活型冠形枝葉分布透光度葉型枝下高冠高比相對高生長速度開花結實壽命生境條件排序類型植物耐陰性指標量化表結果1-2植物陽生葉、陰生葉形態(tài)、解剖結構特征觀察記錄表特征海桐樟樹夾竹桃陽生葉陰生葉陽生葉陰生葉陽

12、生葉葉片形態(tài)長度（cm）寬度（cm）厚度（cm）葉片顏色柵欄組織層數緊密度氣孔相對密度相對大小葉脈相對密度其它特征結果1-3植物陽生葉、陰生葉形態(tài)、解剖結構特征觀察記錄表種名生活型（Raunkiaer分類）生長型（中國植被分類）水分適應生態(tài)類型光強適應生態(tài)型土壤適應生態(tài)型分類氣溫適應生態(tài)類型睡蓮印度膠榕旅人蕉馬尾松仙人掌沿階草木棉蒲葵狗牙根雪松圓柏紫薇桑寄生雞屎藤升馬唐繁縷附注：根據不同植物對氣溫的反應，可將其生態(tài)類型分為：（1）喜冷植物：例如某些藻類，在零上低溫（020）環(huán)境中生長發(fā)育，當溫度在1520以上即受高溫傷害。（2）中生植物：例如水生和陰生的高等植物，地衣和苔蘚等，在中等溫度103

13、0環(huán)境下生長和發(fā)育，溫度超過35就會受傷。（3）喜溫植物：可能 在30100中生長。其中有一些是在45以上就受傷害，稱為適度喜溫植物，在65100才受害，稱為極度喜溫植物。實驗報告要求寫出小組合作成員姓名（以6-12人一組為宜），根據調查記錄表分析你所調查植物的耐蔭性、光適應性、生活型、生長型的典型特征，主要內容就是三個表格（結果1-1、1-2、1-3）。簡要說明根據植物生長發(fā)育過程中對光照強度的不同適應性在栽培管理及群落配置的應用上應注意的問題。實驗2 群落調查與分析一、實驗內容群落調查取樣方法、種群分布、群落種類組成分析、物種多樣性與均勻度分析。二、目的要求：掌握種群和群落調查的基本方法、

14、了解群落結構分析方法、掌握群落物種多樣性計算的基本方法，了解群落的結構和功能的關系。三、主要儀器設備羅盤儀（指南針3個）、GPS（3個）、皮尺（、測繩、胸徑圍尺、記錄夾等。四、實驗地點城郊象山（分成5-6個小組）。五、實驗方法及原理物種多樣性代表了群落組織水平和功能的基本特征，它通常包涵兩種涵義：（1）種的數目或豐富度（species richness），即一個群落或生境中物種數目的多寡；（2）種的均勻度（species evenness or equitability），即一個群落或生境中全部物種個體數目的分配狀況，它反映的是各物種個體數目分配的均勻程度。多樣性指數是反映豐富度和均勻度的綜合

15、指標，生態(tài)學考察中較多使用的多樣性指數有辛普森指數（Simpson's index）、香農-威納（ShannonWIener）指數及均衡度指數。1. 辛普森多樣性指數（Simpson's diversity index） ：該指數指數假設，對無限大的群落隨機取樣，樣本中兩個不同種個體相遇的幾率可認為是一種多樣性的測度。用公式表示為：辛普森多樣性指數=隨機取樣的兩個個體屬于不同種的概率=1-隨機取樣的兩個個體屬于同種的概率設種i 的個體數占群落中總個體數的比例為 Pi，那么，隨機取種i兩個個體的聯合概率就為Pi2，如果我們將群落中全部種的概率合起來，就可得到辛普森指數 D，即，式

16、中，S 為物種數目。2. 香農-威納指數（Shannon-Weiner index）及均衡度：該指數假設在無限大的群落中對個體隨機取樣，而且樣本包含了群落中所有的物種，個體出現的機會即為多樣性指數。種信息量越大，不確定性也越大，因而多樣性也就越高。其計算公式為：，。式中：H為香農指數；E為香納均衡度指數；Pi 為第i個種在全體物種中的重要性比例，如以個體數量而言，ni 為第i 個種的個體數量，N為總個體數量，則有Pi=ni/N；S 為物種數目。1、樣地法樣地法通常是在群落內圈出一定面積，稱樣方，對樣方內的生物進行調查的方法。樣方的大小和數目根據群落的不同而不同。革本群落的樣方大小通常為lm2，

17、較高的草本群落也有用4m2或更大的樣方。灌木的樣方大小通常為3m3m、4m×4m甚至5 m x 5m。喬木的樣方大小通常為100m2。樣方的數目據群落的類型、物種的豐富程度以及人力和時間等確定。但全部樣方的總面積，應略大于群落的最小面積。2、數據整理將野外調查的原始資料條理化，并演算出一些反映群落特征的數量指標。其中反映種群在群落中優(yōu)勢度大小的指標有： 相對多度：指種群在群落中的豐富程度。計算式為： 相對多度=(某種植物的個體數同一生活型植物的個體總數)×100頻度與相對頻度：頻度是指一個種在所作的全部樣方中出現的頻率。相對頻度指某種在全部樣方中的頻度與所有種頻度和之比。計

18、算式為：頻度=該種植物出現的樣方數/樣方總數相對頻度=(該種的頻度/所有種的頻度總和)×100六、具體步驟（1）樣地選取隨機設置、規(guī)則設置、主觀設置。（2）樣地大小草本群落的樣方大小通常為1m2，較高的草本群落也有用4 m2或更大的樣方。灌木的樣方大小通常為3m×3m、4m×4m、5m×5m。喬木的樣方大小通常為100 m2 、400 m2。樣方的數目據群落的類型、物種的豐富程度以及人力和時間等確定。但全部樣方的總面積，應略大于群落的最小面積。（3）調查記錄調查記錄的內容、項目隨研究目的不同而不同。但原則是不宜羅列得太繁太細致，以免影響調查進度。細致的數

19、據整理分配工作應在室內進行。研究群落的組成和結構，可使用群落調查表格，群落調查表格根據研究目的和對象而制訂。（4）分析針闊混交林和馬尾松群落分析：（1） 對比針闊混交林和馬尾松林，其物種多樣性很大區(qū)別。馬尾松林中喬木馬尾松占絕對優(yōu)勢，為建群種。在闊葉針葉林中主要為馬尾松、苦櫧和楓香，各物種之間在高度上互相競爭，爭奪太陽光照面積。（2）在灌木層中，針闊混交林中物種數目也明顯多于馬尾松林，馬尾松的絕對優(yōu)勢是樹冠層很密，使得進入灌木層的陽光很有限，于是林下植物發(fā)育較弱，地被層主要是蕨類、苔蘚和少量闊葉草本植物，枯枝落葉層較厚，分解程度低，營養(yǎng)回復利用效率低，對灌木的多樣性有負效應。（3） 在穩(wěn)定性上

20、，相對于馬尾松林來說，針闊混交林中物種多樣性高，群落的結構復雜，其自我調節(jié)能力強，在結構和功能上具有更好的穩(wěn)定性，使更成熟的群落類型。七、結果數據（表中的數據僅是舉例說明）樣地一二三四五灌木白花檵木73305烏藥44003黃瑞木000110三葉刺楠37013柃木20670草本桑露001000喬木形狀胸徑cm樹高m枝下高m樹皮顏色樹皮質地樹冠形狀冠幅m*m馬尾松286.73.27棕褐粗糙圓錐2.07*1.43灌木形狀層次蓋度最高m均高m白花檵木中層6.7%2.442.23冬青下層11.2%2.341.92烏藥下層2.7%0.840.74黃瑞木中層18%2.031.82刺楠下層3.5%1.541.

21、3山礬下層0.3%1.31.3八、數據處理喬木層植物名稱株數相對多度馬尾松8346.4楓香3117.3苦櫧6536.3草本植物名稱株（叢）數頻度相對頻度桑露0.2100 實驗3 植物化感作用的研究綠豆萌發(fā)過程中化感物質的釋放及其顯示一、實驗目的和要求1、初步學習怎樣通過試驗方法來研究植物化感作用的存在。2、培養(yǎng)獨立進行試驗設計和科學研究的能力。3、通過實驗過程中小組同學的密切合作，加強團隊精神。二、實驗原理：將一顆綠豆種子種在含有1.0%（W/V）瓊脂的培養(yǎng)皿中央，圍繞綠豆種子周圍播上萵苣種子。當綠豆種子萌發(fā)時，可以看到釋放的化感物質在種子周圍形成一個淺棕色的環(huán)，如果用一個四氟塑料環(huán)阻止綠豆釋

22、放的化感物質擴散到萵苣種子處，則萵苣種子可以正常萌發(fā)和生長；但如果任由這些化感物質擴散，則萵苣的種子基本不再萌發(fā)，顯示綠豆在萌發(fā)過程中能釋放大量的化感物質。研究還證實，綠豆釋放化感物質（葡萄糖苷黃酮類物質）的速度很快，24h內達到最大值，48h內90%的化感物質均已釋放到環(huán)境中。在接近綠豆種子0.4cm范圍內，萵苣的萌發(fā)率僅為3%，即使萌發(fā)的萵苣根長也僅為1/15；在0.7cm范圍內，萵苣的萌發(fā)率則上升到41%，根長達到對照的59%；到1.2cm范圍內，化感作用顯著減弱。三、實驗步驟：1、在培養(yǎng)皿中加入含有1.0%（W/V）的瓊脂溶液100mL。2、將一顆綠豆種子種在該培養(yǎng)皿中央。3、圍繞綠豆

23、種子周圍播上萵苣種子10粒（萵苣種子與綠豆種子之間的距離分別為0.5cm、1cm、1.5cm和2.0cm。4、另取4個加入含有1.0%（W/V）的瓊脂溶液100mL的培養(yǎng)皿，不加綠豆種子，分別在距培養(yǎng)皿中央0.5cm、1cm、1.5cm和2.0cm 處播上萵苣種子10粒。5、在室溫（15-20）下放置2d后，觀察并統(tǒng)計萵苣的萌發(fā)率和萵苣根長變化情況。6、對觀察結果進行統(tǒng)計分析，得出實驗結論。注意：每9人1組，每組內每個處理重復2次。四、實驗儀器設備培養(yǎng)皿；瓊脂；綠豆；萵苣。實驗4 土壤理化性質測定與分析1 土壤樣品的采集和制備土壤樣品的采集是否具有代表性，是決定分析結果能否正確反映土壤特性的關

24、鍵。因此，采集的土壤樣品必須具有代表性，以確保土壤質量分析結果的正確性。從田間采集來的土壤樣品不可直接進行化學分析，需經過篩或風干過篩等處理后方可進行分析。因此，在風干過篩處理中保持最小的誤差是同樣的重要。本實驗的目的在于通過土壤樣品采集的實踐，使學生更好地掌握采集具有代表性土壤樣品的技能和合理處理樣品的技能。名稱規(guī)格數量土鉆上海3cm1土鉆上海10cm1電子吊秤300KG1電子秤上海1000g/0.01g216磅錘2鋼鏟進口3手鋸2枝剪3帆布袋3密封袋30塑料繩1卷PVC管32mm12PVC管20mm12防滑手套5鋤頭大小各3把8金屬土壤篩土壤篩是一套不同孔徑的都有3套環(huán)刀3套1.1土壤樣品

25、的采集耕層混合土壤樣品的采集（1）確定采樣單元根據有關資料和現場勘查后，將采樣區(qū)劃分為數個采樣單元，每個采樣單元的圖類型，肥力狀況和地形等因素要盡可能均勻一致。（2）確定采樣點數及采樣點位置采樣點數的確定，取決于采樣區(qū)域的大小、地塊的復雜程度和所要求的精密度等因素，一般以5-20個為宜。采樣點位置的確定要遵循隨機布點的原則，常采用“S”型布點方式，該方式能較好地克服耕作、施肥等農業(yè)措施造成的誤差。但在采樣單元面積較小，地形變化較小，地力較均勻的情況下也可采用對角線（或梅花）形布點方式。為從總體上控制采樣點的代表性，避免在堆過肥的地方和田埂，溝邊以及特殊地形部位采樣。（3）各采樣點土樣的采集遵循

26、采樣“等量”的原則，即每點所采土樣的土體的寬度、厚度及深度均相同。使用采樣器采樣時應垂直于地面向下至規(guī)定的深度。用取土鏟取樣應先鏟出一個耕層斷面，再平行于斷面下取土。（4）混合土樣的制備將個點采集的土樣集中在一起，盡可能捏碎，混均；如果采集的樣品數量過多，可用四分法將多余的土樣棄去，以取1kg為宜。其方法是將混均的土樣平鋪成四方形，劃對角線將土樣分成四份，將其中一對角線的兩份棄去，如所剩樣品仍很多，可重復上訴方法處理，知道所需數目為止。采集含水較多的土樣時（如水稻土），四分法很難使用，可將各樣點采集的爛泥狀樣品攪拌均勻后，再取出所需數量。將采好的土樣裝袋，土袋最好采用布制的，以保持通氣。（5）

27、制作采樣標簽及采樣記錄選用耐浸潤的紙簽（牛皮紙或硫酸紙），用鉛筆在標簽上注明采樣地點，日期，采樣深度，土壤名稱，編號及采樣人等，一式兩份，土袋內外各放一份。同時做好采樣記錄。土壤剖面樣品的采集即按土壤發(fā)生層次的采樣。首先在能代表研究對象的采樣點挖掘1×1.5m左右的長方形土壤剖面坑，較窄的一面向陽，作為剖面觀察面。挖出的土應放在土坑的兩側，而不要放在觀察面的上方。土坑的深度根據具體情況確定，一般要求達到母質層或地下水位。根據剖面的土壤顏色、結構、質地、松緊度、濕度及植物根系分布等，劃分土層。按研究所需了解的項目逐項進行仔細觀察，描述記載，然后至上而下逐層采集樣品，一般采集各層最典型的

28、中部位置的土壤，以克服層次之間的過渡現象，保證樣品代表性。每個土樣質量1kg左右，將采集的樣品放入樣品袋，寫明標簽（同上）。（1）土壤診斷樣品采集為找出造成某些植物發(fā)生局部死苗失綠，矮縮，花而不實等異?，F象的原因，必須對土壤進行某些成分的分析測定。一般應在發(fā)生異常現象的范圍內，采集典型土壤樣品，多點混合，同時在附近采集正常土樣作為對照。（2）土壤鹽分動態(tài)樣品的采集淋溶和蒸發(fā)是造成土壤剖面中鹽分季節(jié)性變化的主要原因，因此，這類樣品的采集按垂直深度分層采取。即從地表起每10cm或20cm劃為一個采樣層，取樣方法多用“段取”即在該取樣層內，自上而下，全層均勻的取土，這樣有利于土壤儲鹽量的計算，或繪制

29、土壤鹽分分布圖。研究鹽分在土壤中垂直分布的特點時，則多用“點取”即在各樣取樣層的中間位置取樣。此外，應特別注重采樣的時間和深度，因為鹽分上下移動受不同時間的淋溶與蒸發(fā)作用的影響很大。（3）土壤物理性質測定樣品采集如測定土壤容重和空隙度等物理形狀，需要原狀土樣，其樣品可直接用環(huán)刀在各土層中采取。采取土壤結構性的樣品，必須注意土壤濕度，不宜過干或過濕，最好在不粘鏟經接觸不變形時分層采取。在取樣過程中須保持土塊不受擠壓，不變形盡量保持土壤的原狀，如受擠壓變形的部分要去掉。土樣采后要小心裝入鐵盒。其它項目土樣根據要求裝入鋁盒或環(huán)刀，帶回室內測定。土壤樣品的處理和貯存（1）新鮮樣品的處理和貯存某些土壤成

30、分如低價鐵、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等風干過程中會發(fā)生顯著變化，必須用新鮮樣品進行分析。為了能真實的反映土壤在田間自然狀態(tài)下的某些理化性狀，新鮮樣品要及時送回室內進行處理和分析。先挑除非土壤物質，再通過2mm篩（或用玻璃棒或塑料棒將樣品弄碎混勻）后迅速稱樣測定。新鮮樣品一般不宜貯存，如需要暫時貯存時，可將新鮮樣品裝入塑料袋扎緊口袋放在冰箱冷藏室或速凍固定。（2）風干樣品的處理和貯存1）風干從野外采回的土壤樣品要及時放在樣品盤上（或無污染的紙、塑料布），攤成薄薄一層，置于干凈整潔的室內通風處自然風干，嚴禁日曬，并注意防止酸堿等氣體及灰塵的污染。風干過程要經常翻動土樣，并將大土塊捏碎及加速干燥，同時剔出非土

31、壤物質。2）過篩A、一般化學分析試樣將風干后的樣品平鋪在制樣板上用木棍或塑料棍碾壓，或用研缽研磨，并將植物殘體（細小的植物須根，可用靜電吸引的方法清除），石塊等侵入體和新生體剔出干凈。壓碎或研細的土樣要全部通過2 mm（或1 mm）孔徑篩為止（可供pH值，鹽分，交換性能，以及有效養(yǎng)分的等項目的測定）。將通過2 mm（1 mm）孔徑篩的土樣用多點法取出50 g-100 g繼續(xù)碾磨，使之全部通過0.25 mm孔徑篩（供有機質，腐殖質組成，全氮，碳酸鈣等項目的測定）。再將通過2 mm（1 mm）孔徑篩的土樣用多點發(fā)取出50 g-100 g繼續(xù)用研缽磨細，使之全部通過0.149 mm孔徑篩（供礦質成分

32、，全量分析等項目的測定）。B、微量元素分析試樣用于微量元素分析的土樣其處理方法同一般化學分析樣品，除在覆蓋，研磨，過篩，運輸，貯存等環(huán)節(jié)中，不接觸金屬器具，以防污染外，其它各環(huán)節(jié)要用木、瓷、竹或塑料工具。篩要用尼龍篩。過0.149 mm孔徑篩時，要用瑪瑙研缽研磨，具體操作同一般化學分析樣品。處理好的樣品應放在塑料瓶中保存。C、顆粒分析試樣將風格土樣反復碾碎，使之全部通過2 mm孔徑篩。留在篩上的隨時稱量后保存，同時將過篩的土樣稱量，以計算石礫的百分比含量，然后將土樣混合后盛于廣口瓶內作為顆粒分析及其它物理性質測定用。若再土壤中油鐵錳結核，石灰結核，鐵子和半風化體，不能用木棍碾碎，應細心撿出稱量

33、保存。觀測采樣地土壤剖面調查表土壤類型： 母質（母巖）：植被類型： 土地利用方式： 海拔高度： 經緯度：E N 坡度： 坡向：西北日期： 記載人： 項目發(fā)生層層次名稱OAB土層深度（cm）土層間過渡明顯程度土層間過渡形式剖面描述顏色水分狀況結構結持性質地（國際制）植物根系侵入物 1.剖面層次：O層腐殖質層，已分解或半分解的枯枝落葉粗有機物質為主的土層 A層表層，位于地表或O層之下的礦質發(fā)生層 B層位于A層之下的發(fā)生層，完全或幾乎完全失去巖石結構層次過渡： 1）明顯程度 A：突然過渡：過渡層厚度小于2cm； B：明顯過渡：過渡層厚度為25cm C：逐漸過渡：過渡層厚度為512cm； D：模糊過渡

34、：過渡層厚度大于12cm2）.過渡形式 A：平整過渡：過渡層呈水平或近于水平； B：波狀過渡：指過渡層形成的凹陷，其寬度超過深度，如舌狀 C：不規(guī)則過渡：指過渡形成的凹陷，其深度超過寬度； D：局部穿插型過渡：指過渡出現中斷現象。3）土壤顏色可采用門塞爾比色卡比色，也可按土壤顏色三角表進行描述。顏色描述可采用雙名法，主色在后，副色在前，如黃棕、灰棕等。顏色深淺還可以冠以暗、淡等形容詞，如淺棕、暗灰等。 黑；暗栗、暗棕、暗灰；栗、棕、灰；紅棕、黃棕、淺棕；紅、橙、黃、淺黃、白。2.水分狀況：干，潤，潮，濕四種程度3.土壤結構：土壤結構是成土過程或利用過程中由物理的、化學的和生物的多種因素綜合作用

35、而形成，按形狀可分為塊狀、片狀和柱狀三大類型；按其大小、發(fā)育程度和穩(wěn)定性等，再分為團粒、團塊、塊狀、棱塊狀、棱柱狀、柱狀和片狀等結構。土壤層次：包括O層、A層、B層3個主要層次，各層次判斷標準如下O層：已分解的或半分解的枯枝落葉粗有機物質為主的土層。 A層：位于地表或O層之下的礦質發(fā)生層。它具有下列條件之一： ·聚集有與礦質組分充分混合的腐殖化有機質，且B層和E層性質不明顯。·具有因耕作、放牧或類似的擾動作用而形成的土壤性質。B層：位于O、A層之下的發(fā)生層，完全或幾乎完全喪失巖石構造，并具有下列一個或一個以上的特征:·聚積有硅酸鹽粘粒、鐵、鋁、腐殖質、碳酸鹽、石膏

36、或二氧化硅。·碳酸鹽的淋失。殘積三二氧化物的富集。·有大量三二氧化物膠膜，使該層具有較低的亮度、較高的彩度和較紅的色調。具粒狀、塊狀或棱柱狀結構。土層深度：以cm表示，測量并記錄各發(fā)生層的實際厚度。土壤結持性：土壤具有黏結、黏著或抗變形、裂斷等的屬性。土壤結持性在土力學方面具有重要價值。 土壤的結持常數：也叫阿德堡極限（Atterberg limits）最早由 Atterberg （1911， 1912）提出，土壤顯示粘結性、粘著性、可塑性的含水量范圍（上、下限），對于 每種土壤都是一定的值。因此，叫常數。 結持常數包含有： 下塑限、上塑限、塑性值、粘著點、脫粘點等，均以含

37、水量表示，而且都是可 以具體測定的。 土壤結持性描述方法：有人按照干濕程度分：濕、潮、干。濕時粘、潮時堅、干 時硬。 又有人依據土壤濕度由干到濕依次分為 1.堅固結持性 2.酥軟（或酥脆）結持性 3.可塑結持性 4.粘韌結持性 5.濃漿結持性 6.薄漿結持性。土壤質地：根據土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。土壤質地一般分為砂土、壤土和粘土三類，其類別和特點，主要是繼承了成土母質的類型和特點，又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人為因素的影響，是土壤的一種十分穩(wěn)定的自然屬性，對土壤肥力有很大影響。4.9土壤容重調查記錄表樣地編號土層深度(cm）環(huán)刀編號環(huán)刀重(g)環(huán)刀+濕土重(g)環(huán)刀+干土重(g)備

38、注重復1重復2重復1重復2重復1重復2重復1重復20-10110-20220-30330-50450-10050-1010-2020-3030-5050-1000-1010-2020-3030-5050-100說明：1、 適用范圍：此表用于土壤容重采樣記錄。每個剖面按照固定距離進行分層采樣。2、 樣地名稱及編碼：見表4.1。3、 環(huán)刀體積：所用環(huán)刀體積，單位為cm3。2 土壤水分測定烘干法進行土壤水分含量測定有兩個目的：一是為了解田間土壤實際含水狀況，以指導農業(yè)生產。二是為了得知風干土樣水分的含量，以計算以干基為基礎的分析結果。前者目前測定方法很多，如負壓計法等，土壤物理分析中有詳細的介紹。后

39、者因其含水量較少，需要測定的精度較高，最好采用烘干法（也可用于田間土壤含水測定），因此本實驗僅介紹此法。2.1原理在105-110溫度下，使土壤的重力水、毛管水、膜狀水以及吸濕水均變成氣態(tài)水而蒸發(fā)掉，而結構水不被破壞，土壤有機質也不被分解。根據失去水分的重量，即可計算出土壤水分的百分含量。2.2操作步驟取一個空鋁盒編號后放入105-110烘箱烘2 h于天平稱重并記錄為W0。取土樣10 g平鋪于鋁盒中稱重并記錄為W1將鋁盒蓋傾斜放在鋁盒上并置于烘箱中加熱至105-110并恒溫干燥6-8 h（一般樣品烘干6 h，含水較多，質地較粘重的樣品烘8 h）取出將盒蓋蓋嚴并移入干燥器中冷卻20-30 min

40、后稱量計為W2再將鋁盒放回105-110的烘箱中繼續(xù)烘3-5 h后冷卻稱重計為W3（兩次稱重差應3 mg，否則再繼續(xù)烘至恒重）。2.3結果計算土壤水分（干基）g·kg-1=( W1-W2)÷（W2-W0）×1000烘干土重=風干土重÷（1土壤含水量）式中 W烘干空鋁盒質量g；W1烘干前鋁盒加土樣質量g；W2烘至恒重的鋁盒加土樣質量g。3 土壤容重的測定（環(huán)刀法）3.1原理利用一定容積的環(huán)刀切割自然狀態(tài)的土壤，使土壤充滿其中，稱量后計算單位體積的烘干土壤質量，即為容重。本方法適用于除堅硬和易碎的土壤以外各類土壤容重的測定。3.2主要儀器設備環(huán)刀：容積100

41、cm3；鋼制環(huán)刀托：上有兩個小排氣孔；削土刀：刀口要平直；小鐵鏟；木槌；天平：感量0.1 g；電熱恒溫鼓風干燥箱；干燥器。3.3 分析步驟 采樣前，先在各環(huán)刀的內壁均勻地涂上一層薄薄的凡士林，逐個稱取環(huán)刀質量（m1），精確至0.1 g。選擇好土壤剖面后，按土壤剖面層次，由上至下用環(huán)刀在每層的中部采樣。如只測定耕層土壤容重，可不挖土壤剖面。先用鐵鏟刨平采樣層的土面，將環(huán)刀托套在環(huán)刀無刃的一端，環(huán)刀刃朝下，用力均衡地壓環(huán)刀托把，將環(huán)刀垂直壓入土中。如土壤較硬，環(huán)刀不易插入土中時，可用木錘輕輕敲打環(huán)刀托把，待整個環(huán)刀全部壓入土中，且土面即將觸及環(huán)刀托的頂部（可由環(huán)刀托蓋上之小孔窺見）時，停止下壓。用

42、鐵鏟把環(huán)刀周圍土壤挖去，在環(huán)刀下方切斷，并使其下方留有一些多余的土壤。取出環(huán)刀，將其翻轉過來，刃口朝上，用削土刀迅速刮去粘附在環(huán)刀外壁上的土壤，然后從邊緣向中部用削土刀削平土面，使之與刃口齊平。蓋上環(huán)刀頂蓋，再次翻轉環(huán)刀，使已蓋上頂蓋的刃口一端朝下，取下環(huán)刀托。同樣削平無刃口端的土面并蓋好底蓋。在環(huán)刀采樣的相近位置另取土樣20 g左右，裝入有蓋鋁盒，測定含水量（w）。將裝有土樣的環(huán)刀迅速裝入木箱帶回室內，在天平上稱取環(huán)刀及濕土質量（m2），精確至0.1 g。3.4結果計算容重，g·cm-3 (m2-m1)×100-w（H2 O）/ （V×100）式中：m2環(huán)刀及濕

43、土質量，g；m1環(huán)刀質量，g；V 環(huán)刀容積，cm3。Vr2h，式中r為環(huán)刀有刃口一端的內半徑（cm），h為環(huán)刀高度，一般常用環(huán)刀容積為100 cm3； w（H2 O）土壤含水量，%（濕土重干土重）/濕土重×100。 平行測定結果以算術平均值表示，保留兩位小數。 平行測定結果允許絕對誤差0.03g·cm3。3.5 注釋容重測定也可將裝滿土壤的環(huán)刀直接于105±2的恒溫干燥箱中烘至恒溫，在天平上稱量測定。容重，g·cm3烘干土樣質量（g）/環(huán)刀容積（cm3）在用削土刀削平土面時，應注意防止切割過分或切割不足。采樣時取土深度應保持一致。如果結合做田間持水量項目

44、時，好的內壁不涂凡士林。也可直接從環(huán)刀筒中取出土壤測定含水量。實驗5 土壤理化性質測定與分析（二）4土壤孔隙度的測定土壤孔隙度也稱孔度，指單位容積土壤中孔隙容積所占的分數或百分數，可用下式計算：=（Vt-Vs）/ Vt =Vp/Vt大體上，粗質地土壤孔隙度較低，但粗孔隙較多，細質地土壤正好相反。團聚較好的土壤和松散的土壤（容重較低）孔隙度較高，前者粗細孔的比例較適合作物的生長。土粒分散和緊實的土壤，孔隙度低且細孔隙較多。土壤孔隙度一般都不直接測定，而是由土粒密度和容重計算求得。由上式可得：= Vp/Vt =1-b/s土壤總孔隙度（%）；b土壤容積密度（克/厘米3）；s土壤比重（克/厘米3）判斷

45、土壤孔隙狀況優(yōu)劣，最重要的是看土壤孔徑分布，即大小孔隙的搭配情況。土壤孔徑分布在土壤水分保持和運動，以及土壤對植物的供水研究中有非常重要的意義。注：容重小于比重，容重一般為1.01.8。孔隙度反映土壤孔隙狀況和松緊程度：一般粗砂土孔隙度約3335%，大孔隙較多。粘質土孔隙度約為4560%小孔隙多。壤土的孔隙度約有5565%，大、小孔隙比例基本相當。土壤比重是指單位體積的固體土粒（除去孔隙的土粒實體）的重量與同體積水的重量之比，其大小決定于土粒的礦物組成和腐殖質含量，土壤的比重一般取其平均值2.65。5 土壤質地的測定（指測法）土壤質地的指測法有干法和濕法兩種，可相互補充，但以濕法為主。濕法又稱

46、揉條法，其操作如下：取小塊土樣（比算盤珠略大些），揀掉土樣內的植物根和結核體（鐵子、石灰結核）后，加水充分濕潤（以擠不出水為宜），調勻，放在手掌心用手指來回揉搓，搓成直徑約3 mm的細條。將搓成的細條觀察其外表，或作成圓環(huán)，根據圖1和表1中土壤質地濕測和干測指標，確定土壤質地類型。圖1 揉條法測定土壤質地指標表1 鑒定土壤質地的指標質地類型在手掌中研磨時的感覺用放大鏡或肉眼觀察的形狀干燥時的狀態(tài)潮濕時的狀態(tài)揉成細條時的狀態(tài)砂土有砂粒感覺幾乎完全由砂粒組成土粒分散，不成團流砂不成團不能揉成細條砂粉土（砂壤土）不均質，主要是砂的感覺，也有細土粒的感覺主要是砂粒，也有較細的土粒土塊用手指輕壓后，易碎

47、無可塑性揉成細條時裂成若干小段粉土（輕壤土）不均質，有相當量的黏質粒只要是砂粒，有20%-30%的黏土粒用手指破壞土塊需用較大的力可塑性物揉成細條時易裂成小瓣粉壤土（中壤土）趕到砂質和黏質，土粒大致相同還能見到砂粒用手指難于破壞土塊可塑能揉成完整的細條，將其彎曲成圓環(huán)時裂成小瓣黏壤土（重壤土）趕到有少量砂粒主要有粉砂和黏粒，砂粒幾乎沒有不可能用手指壓碎干土塊可塑性良好易揉成細條但在卷成圓環(huán)時有裂痕黏土很細的均質土，難于磨成粉末均質的細粉末，沒有砂粒形成堅硬的土塊，用錘擊仍不能使其粉碎可塑性良好，呈黏糊體揉成的細條易卷成圓環(huán)，不發(fā)生裂痕6土壤pH 的測定6.1實驗原理風干：隨著水土比例的逐漸增大

48、，所測土壤的pH值都逐漸升高，并且大部分土壤樣品的干性土樣較濕性土樣的pH值高，但濕性土樣的變化趨勢較干性的明顯，說明濕性土壤受水土比例的影響大。實驗室烘干的土壤和潮濕土壤測得的pH值有差異，主要是由于新鮮的土壤中存在著二氧化碳，當取土并攜至實驗室測定時，烘干作用使土壤中大量二氧化碳遺失，大量揮發(fā)在空氣中，從而使測定的pH值偏高。因此，濕性土壤pH值較干性土壤偏低。在該試驗中，沒有涉及到測定土壤中的揮發(fā)組分，所以為避免誤差應選用干性土樣測定為宜。比例：要得到最接近真實值的土壤pH值，最佳的水土比例為1：1， 甚至是飽和土漿浸出液。但是通過試驗分析和實驗室的實際操作可以知道，當水土比例為2.5：

49、1時， 由于加水量過少， 使得生成土壤的上清液相對很少，數字酸度計的電極探頭不能完全浸入在土壤溶液中，影響了pH值的測定結果。水土比例為10：1至20：1時，加水量的增多更容易得到浸出液，但是與田間水分的差別就將增大，從而影響了土壤pH值測定的準確性。由表1中試驗測定的pH值可知，萬源市土壤多為中酸性土壤，水土比例在2.5：1至5：1對測定結果影響不大，基于試驗操作方面考慮，筆者選擇5：1的水土比例相對合適。這時，土壤顆粒可以充分的溶解并散開，生成的土壤上清液也正好滿足pH計的測定需要。由此可知，選擇5：1的水土比例進行土壤的pH值測定，其結果不但能接近真實值，從試驗操作的角度考慮也最為合適。

50、6.2實驗步驟土壤預處理： 取自然風干后的14號土樣（3個平行）各200g用有機玻璃棒碾碎，通過1mm篩孔粗篩選去除沙石及植物殘根。篩選出的土樣繼續(xù)碾碎，通過60目篩再次篩選。將篩后的土樣收集放置干燥、黑暗不通風處保存。土壤樣品pH值的測定 將制備好的土壤樣品分別用電子天平準確稱量10g，置于100mL干燥的燒杯中（錐形瓶），按照水土比例為5:1的比例加入50ml的去離子水（蒸餾水）。用玻璃棒對土壤懸濁液攪拌使土粒充分分散，放置30min使其澄清后進行測定，每次測定3個平行。附：PHS-3C型酸度計使用說明 （一） 準備工作 把儀器電源線插入220V交流電源，玻璃電極和甘汞電極安裝在電極架上的

51、電極夾中，將甘汞電極的引線連接在后面的參比接線柱上。安裝電極時玻璃電極球泡必須比甘汞電極陶瓷芯端稍高一些，以防止球泡碰壞。甘汞電極在使用時應把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下，在不用時仍用橡皮套將下端套住。在玻璃電極插頭沒有插入儀器的狀態(tài)下，接通儀器后面的電源開關，讓儀器通電預熱30分鐘。將儀器面板上的按鍵開關置于mv位置，調節(jié)后面板的“零點”電位器使讀數為±0之間。 （二）測量電極電位 1、 按準備工作所述對儀器調零。 2、 接入電極。插入玻璃電極插頭時，同時將電極插座外套向前按，插入后放開外套。插頭拉不出表示已插好。拔出插頭時，只要將插座外套向前按動，插頭即能自行跳出。 3、 用蒸餾水清洗電極并用濾紙吸干。 4、 電極浸在被測溶液中，儀器的穩(wěn)定讀數即為電極電位（mv值）。 （三） 儀器標定 在測量溶液pH值之前必須先對儀器進行標定。一般在正常連續(xù)使用時