2022年土壤肥料实验教案 .pdf
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1、学习必备欢迎下载实验一土壤样品的采集与处理土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节,是直接影响着分析结果和结论是否正确的一个先决条件。由于土壤特别是农业土壤本身的差异很大,采样误差要比分析误差大得多,因此必须重视采集有代表性的样品。另外,要根据分析目的不同而采用不同的采样和处理方法。一、 土壤样品的采集1、土样的采集时间和工具土壤中有效养分的含量因季节的不同而有很大的差异。分析土壤养分供应的情况时,一般都在晚秋或早春采样。采样时要特别注意时间因素,同一时间内采取的土样分析结果才能相互比较。常用的采样工具有铁锨、管形土钻和螺旋土钻。2、土壤样品采集的方法采样的方法因分析目的不同而不同。(1)
2、土壤剖面样品。研究土壤基本理化性质, 必须按土壤发生层次采样。一般每层采样 1kg,分别装入袋中并做好标记。(2)土壤物理性质样品。如果是进行土壤物理性质的测定,必须采集原状土壤样品。在取样过程中,须保持土块不受挤压,样品不变形,并要剥去土块外面直接与土铲接触而变形部分。(3)土壤盐分动态样品。研究盐分在土壤剖面中的分布和变动时,不必按发生层次采样,可从地表起每10cm 或 20cm 采集一个样品。(4)耕作层土壤混合样品。为了评定土壤耕层肥力或研究植物生长期内土壤耕层中养分供求情况,采用只取耕作层20cm 深度的土样,对作物根系较深的或熟土层较厚的土壤,可适当增加采样深度。采样点的选择一般可
3、根据土壤、作物、地形、灌溉条件等划分采样单位。在同一采样单位里地形、土壤、生产条件应基本相同。土壤的混合样精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页学习必备欢迎下载品是由多点混合而成。一般采样区的面积小于10 亩时,可取 5 个点的土壤混合;面积为 1040 亩时,可取 515 个点的土壤混合;面积大于40亩时,可取 1520 个点的土壤混合。在丘陵山区,一般510 亩可采一个混合样品。在平原地区,一般3050亩可采一个混合样品。采样点的分布方式主要有:对角线取样法 (图 1):适用于面积不大,地势平坦,肥力均匀的地块。棋
4、盘式取样法 (图 2):适用于中等面积,地势平坦、地形完整,但地力不均匀的地块。之字形取样法 (图 3):适用于面积较大,地势不平坦地形多变的地块。如果采来的土壤样品数量太多,可用四分法将多余的土壤弃去,一般保留 1kg 左右的土壤即可。 四分法的方法是: 将采集的土壤样品弄碎混合并铺成四方形, 然后划对角线分成四等份, 取其对角的两份, 其余两份弃去。如果所得的样品仍然很多,可再用四分法处理,直到所需数量为止。取土样 1kg 装袋,袋内外各放一标签,上面用铅笔写明编号、采集地点、地形、土壤名称、时间、深度、作物、采集人等,采完后将坑或钻眼填平。图 1 图 2 图 3 精选学习资料 - - -
5、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页学习必备欢迎下载二、土壤样品的处理土壤样品的处理包括风干、去杂、磨细、过筛、混匀、装瓶保存和登记等操作过程。1、风干和去杂从田间采回的土样,除特殊要求鲜样外,一般要及时风干。其方法是将土壤样品放在阴凉干燥通风、又无特殊的气体(如氯气、氨气、二氧化硫等)、无灰尘污染的室内,把样品弄碎后平铺在干净的牛皮纸上,摊成薄薄的一层,并且经常翻动,加速干燥。切忌阳光直接曝晒或烘烤。在土样稍干后,要将大土块捏碎 (尤其是粘性土壤 ), 以免结成硬块后难以磨细。样品风干后,应拣出枯枝落叶、植物根、残茬、虫体以及土壤中的铁锰
6、结核、石灰结核或石子等,若石子过多,将其拣出并称重,记下所占的百分数。2、磨细、过筛和保存进行物理分析时,取风干土样100200g,放在牛皮纸上,用木块碾碎,放在有盖底的 18 号筛(孔径 1mm)中,使之通过 1mm 的筛子,留在筛上的土块再倒在牛皮纸上重新碾磨。如此反复多次,直到全部通过为止。不得抛弃或遗漏, 但石砾切勿压碎。 筛子上的石砾应拣出称重并保存,以备石砾称重计算之用。同时将过筛的土样称重,以计算石砾重量百分数,然后将过筛后的土壤样品充分混合均匀后盛于广口瓶中,作为土壤颗粒分析以及其它物理性质测定之用。化学分析时,取风干好的土样如以上方法将其研碎,并使其全部通过18 号筛(孔径
7、1mm)。所得的土壤样品, 可用以测定速效性养分、 pH 值等。测定全磷、全氮和有机质含量时,可将通过18 号筛的土壤样品,进一步研磨,使其全部通过60 号筛(孔径 0.25mm)。测定全钾时,应将全部通过精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页学习必备欢迎下载100 号筛(孔径 0.149mm)的土壤样品,作为其分析用。研磨过筛后的土壤样品混匀后,装入广口瓶中。样品装入广口瓶后,应贴上标签,并注明其样号、土类名称、采样地点、采样深度、采样日期、筛孔径、采集人等。一般样品在广口瓶内可保存半年至一年。瓶内的样品应保存在样品
8、架上,尽量避免日光、高温、潮湿或酸碱气体等的影响,否则影响分析结果的准确性。主要仪器土壤筛、土钻、牛皮纸、木块、广口瓶、米尺、铁锨、土壤袋、标签、铅笔。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页学习必备欢迎下载实验二土壤有机质的测定 (重铬酸钾容量法 ) 土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉,又是土壤中异养型微生物的能源物质, 同时也是形成土壤结构的重要因素。测定土壤有机质含量的多少,在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。测定原理在加热的条件下,用过量的重铬酸钾硫酸(K2Cr2O7
9、H2SO4)溶液,来氧化土壤有机质中的碳,Cr2O-27等被还原成Cr+3,剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁 (FeSO4)标准溶液滴定,根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量。其反应式为:重铬酸钾硫酸溶液与有机质作用:2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应:K2Cr2O7+6FeSO47H2SO4=K2SO4Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O测定步骤:1.在分析天平上准确称取通过60 目筛子 (0.25mm)的土壤样品0.10.5g(精确到0.00
10、01g),用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质 试 管 中 , 用 移 液 管 缓 缓 准 确 加 入0.136mol/L重铬 酸 钾 硫 酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液 10ml, (在加入约 3ml 时, 摇动试管,以使土壤分散 ),然后在试管口加一小漏斗。2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185190,将试管放入铁丝笼 中 ,然后 将 铁 丝笼 放 入油 浴 锅 中加热 , 放入后 温度 应控 制在170180,待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时,煮沸 5 分钟,取出试管,稍冷,擦净试管外部油液。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
11、 - - -第 5 页,共 25 页学习必备欢迎下载3.冷却后,将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml 的三角瓶中,使瓶内总体积在6070ml,保持其中硫酸浓度为11.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉指示剂34 滴,用 0.2mol/l 的标准硫酸亚铁 (FeSO4)溶液滴定,溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。4.在测定样品的同时必须做两个空白试验,取其平均值。可用石英砂代替样品,其他过程同上。结果计算在本反应中,有机质氧化率平均为90%,所以氧化校正常数为10090,即为 1.1。有机质中碳的含量为58%,故 58g 碳约等于 100g 有机质,
12、1g 碳约等于 1.724g有机质。由前面的两个反应式可知:1mol 的 K2Cr2O7可氧化 32mol 的 C,滴定 1molK2Cr2O7,可消耗 6mol FeSO4,则消耗1molFeSO4即氧化了 3216C=14C=3计算公式为:有机质 g/kg= (V0-V)N0.0031.7241.1)样品重 1000式中: V0滴定空白液时所用去的硫酸亚铁毫升数。V滴定样品液时所用去的硫酸亚铁毫升数。N标准硫酸亚铁的浓度。mol/L附我国第二次土壤普查有机质含量分级表如下,以供参考。注意事项级别一级二级三级四 级五级六级有机质(%)403040203010206106精选学习资料 - -
13、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页学习必备欢迎下载1.根据样品有机质含量决定称样量。 有机质含量在大于50g/kg 的土样称 0.1g,2040g/kg 的称 0.3g,少于 20g/kg的可称 0.5g以上。2.消化煮沸时,必须严格控制时间和温度。3.最好用液体石蜡或磷酸浴代替植物油,以保证结果准确。磷酸浴需用玻璃容器。4.对含有氯化物的样品,可加少量硫酸银除去其影响。对于石灰性土样,须慢慢加入浓硫酸, 以防由于碳酸钙的分解而引起剧烈发泡。对水稻土和长期渍水的土壤,必须预先磨细,在通风干燥处摊成薄层,风干10天左右。5.一般滴定时消耗
14、硫酸亚铁量不小于空白用量的1/3,否则,氧化不完全,应弃去重做。消煮后溶液以绿色为主,说明重铬酸钾用量不足,应减少样品量重做。仪器、试剂1.主要仪器分析天平 (0.0001g)、硬质试管、长条腊光纸、油浴锅、铁丝笼 (消煮时插试管用 )、温度计 (0360)、滴定管 (25ml)、吸管 (10ml)、三角瓶(250ml)、小漏斗、量筒 (100ml)、角匙、滴定台、吸水纸、滴瓶(50ml)、试管夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)。2.试剂(1)0.136mol/LK2Cr2O7H2SO4的标准溶液。准确称取分析纯重铬酸钾(K2Cr2O7)40g 溶于 500ml 蒸馏水中,冷却后稀释至1L,然后
15、缓慢加入比重为 1.84的浓硫酸 (H2SO4)1000ml,并不断搅拌,每加入200ml 时,应放置 1020 分钟使溶液冷却后,再加入第二份浓硫酸(H2SO4)。加酸完毕,待冷后存于试剂瓶中备用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页学习必备欢迎下载(2)0.2mol/LFeSO4标 准 溶 液 。 准 确 称 取 分 析 纯 硫 酸 亚 铁(FeSO47H2O)56g 或硫酸亚铁铵 Fe(NH4)2(SO4)26H2O80g,溶解于蒸馏水中,加3mol/L 的硫酸(H2SO4)60ml,然后加水稀释至1L,此溶液
16、的标准浓度,可以用0.0167mol/L 重铬酸钾 (K2Cr2O7)标准溶液标定。(3)邻啡罗啉指示剂。称取分析纯邻啡罗啉1.485g,化学纯硫酸亚铁(FeSO47H2O)0.695g,溶于 100ml 蒸馏水中,贮于棕色滴瓶中(此指示剂以临用时配制为好 )。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页学习必备欢迎下载实验三土壤容重和孔度的测定(环刀法 )一、土壤容重的测定土壤容重不仅用于鉴定土壤颗粒间排列的紧实度,而且也是计算土壤孔度和空气含量的必要数据。测定土壤容重的方法很多,如环刀法、蜡封法、水银排出法等。常用的是环
17、刀法,本法操作简便,结果比较准确,能反映田间实际情况。方法原理本法系利用一定体积的环刀切割未搅的自然状态的土样,使土样充满其中,称量后计算单位体积的烘干土重。操作步骤1.先在田间选择挖掘土壤剖面的位置,然后挖掘土壤剖面,按剖面层次,分层采样,每层重复3 次。如只测定耕作层土壤容重,则不必挖土壤剖面。2.将环刀托放在已知重量的环刀上,将环刀刃口向下垂直压入土中,直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳,用力一致。3.用削土刀托放在已知重量的环刀上,将环刀刃口向下垂直压入土中,直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳,用力一致。4.用削土刀切开环刀周围的土壤,取出已装满土的环刀,细心削去环刀两
18、端多余的土, 并擦净环刀外面的土。 环刀两端立即加盖, 以免水分蒸发。随即称重 (精确到 0.01g)并记录。5.同时在同层采样处,用铝盒采样,测定土壤自然含水量。或者直接从环刀筒中取出样品,测定土壤含水量。结果计算按下式计算土壤容重。d=g100/V(100+W)式中: d土壤容重 (g/cm3)g环刀内湿土重 (g)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页学习必备欢迎下载V环刀容积 (cm3)W样品含水量 (%)此法允许平行绝对误差0.03g/cm3,取算术平均值。仪器设备环刀(容积为 100cm3)、环刀托、削土刀
19、、小铁铲、铝盒、干燥器、烘箱、天平 (感量 0.1g和 0.01g)等。二、 土壤孔度的测定土壤孔度与土壤结构、土壤质地及土壤有机质含量有关。它们对土壤的水、肥、气、热状况和农业生产有显著影响。总孔度的计算土壤总孔度一般不直接测定,常由测定土壤比重和容重之后,通过计算间接求得。土壤孔度( % )=(1- 容重/ 比重) 100%也可以在没有比重或不用比重值的情况下,直接用容重(d)通过经验公式计算出土壤总孔度 (Pt%)。Pt%=93.947-32.995d在工作中为了方便起见,可按上式计算出常用容重范围的土壤孔度,查对下表即可。土壤总孔度查对表0.000.010.020.030.040.05
20、0.060.070.080.090.770.85 70.52 70.19 69.86 69.53 69.20 68.87 68.54 68.21 67.880.867.55 67.22 66.89 66.56 66.23 65.90 65.57 65.24 64.91 64.580.964.25 63.92 63.59 63.26 62.93 62.60 62.27 61.94 61.61 61.281.060.95 60.62 60.29 59.96 59.63 59.30 58.97 58.64 58.31 57.881.157.65 57.32 56.99 56.66 56.33 56.
21、00 55.67 55.34 55.01 54.681.254.35 54.02 53.69 53.36 53.03 52.70 52.37 52.04 51.71 51.38精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 25 页学习必备欢迎下载1.351.05 50.72 50.39 50.06 49.73 49.40 49.07 48.74 48.41 48.081.447.75 47.42 47.09 46.76 46.43 46.10 45.77 45.44 45.11 44.791.544.46 44.13 43.80 4
22、3.47 43.14 42.81 42.48 42.12 41.82 41.491.641.16 40.83 40.50 40.17 39.84 39.51 39.18 38.85 38.52 38.191.737.86 37.53 37.20 36.87 36.54 36.21 35.88 35.55 35.22 34.89注:表中第一纵行 (d 值)为容重,第一横行 (d 值)为容重的第二位小数。使用上表时,依一般对数表的方法即能查出某一容重的总孔度值,而不需要按经验公式计算。查表举例: d=0.87时,Pt=65.24%d=1.10时,Pt=57.65%d=1.72时,Pt=37.20%
23、附:、毛管孔度的测定(环刀法 )1.操作步骤(1)用环刀在野外采取原状土(方法同容重 )。(2)将环刀有孔并垫有滤纸的一端放入盛薄层水的搪瓷托盘内,瓷盘内水深保持在 23mm 内,浸水时间:砂土46 小时,粘土 812 小时或更长时间。(3)环刀中土样吸水膨胀后,用刮土刀削去胀到环刀外面的土样,并立即称重,准确至0.1g。(4)称重后,从环刀中取出45g,放入铝盒中,测定土样吸水后的含水率,以换算环刀中烘干土重。2.结果计算。毛管孔度可用下式计算:PC%=W/V 100式中: Pc%土壤毛管孔度 (容积%)W环刀筒内土壤所保持的水量,相当于水的容积(cm3);精选学习资料 - - - - -
24、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 25 页学习必备欢迎下载V环刀筒内容积 (cm3)。本测定进行 34 次平行测定,重复误差不得大于1%,取算术平均值。3.仪器设备:瓷盘、滤纸、铝盒、环刀(100cm3)、烘箱、干燥器、刮土刀等。通气孔度的计算土壤通气孔度可用下式计算:Pc%=Pt%-Po%式中: Pc%土壤通气孔度 (%);Pt%土壤总孔度 (%);Po%土壤毛管孔度 (%)、土壤含水量的测定步骤1.取一干净又经烘干的有标号的铝盒(或称量瓶 )在分析天平上称重为A。2.然后加入土样 510g(精确到 0.0001g),并精确称出铝盒与土样的总重量 B。
25、3.将铝盒盖斜盖在铝盒上面呈半开启状态,放入烘箱中,保持烘箱内温度 1052,烘 6 小时。(如果用酒精灼烧法用95% 的酒精灼烧 3 次,每次的酒精用量为510ml,用量从多到少。要求:酒精烧完后再加第二次酒精,灼烧时要搅动土样。)4.待烘箱内温度冷却到50时,将铝盒从烘箱中取出,并放入干燥器内冷却至室温称重,然后再启开铝盒盖烘2 小时,冷却后称其恒重为C。前后两次称重之差不大于3mg。结果计算该土样水分含量 (%) = (B-A)-(C-A) (C-A)100%= (湿土重 -烘干土重 )烘干土重 100%精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
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