《土壤肥料学》实验实习指导

《土壤肥料学》实验实习指导

实验室规章制度

1.实验前要先预习，明确实验目的，了解实验内容、原理和操作过程。

2.实验时必须认真观察和分析实验现象，做到主动地学习，积极地思考。

3.保持实验室整齐、清洁和安静，不得高声谈话。

4.注意安全，实验室内严禁吸烟。易燃易爆物品要远离火源操作和放置。

5.节约用水，安全用电，不浪费药品，爱护所有仪器。凡损坏仪器者应如实向教师报告，并登记，补领。

6.实验过程中废液、废物应倒入指定地方，不准随意乱倒。 7.实验室内的一切物品，未经本室负责教师批准，严禁携带出室外，借物必须办理登记手续。

8.实验完毕，要把仪器用具清洁，将各种仪器药品放回原处，清洁实验台面和地板，方可离开。

目录

第一部分 实验指导

实验一 土壤样品的采集与处理………………………………………………….1 实验二 岩石及矿物的识别……………………………………………………….2 实验三 土壤有机质含量测定…………………………………………………….4 实验四 土壤自然含水量的测定………………………………………………….6

实验五 土壤酸碱度的测定……………………………………………………….7 实验六 土壤水解性氮的测定…………………………………………………….9 实验七 土壤速效磷的测定……………………………………………………..10 实验八 土壤速效钾含量的测定………………………………………………..12 实验九 碳酸氢铵含氮量的测定……………………………………………….13 实验十 施肥量的估算………………………………………………………….14

第二部分 实习指导

实习一 地质地貌与成土岩石采集及识别…………………………………….16 实习二 土壤剖面形态的观察和土类识别…………………………………….17 实习三 植物营养大实验（测土配方施肥及植物营养诊断）……………….18

附：实验实习报告书写格式………………………………………………………19

第一部分 实验指导

实验一 土壤样品的采集与处理

一、目的意义

土壤分析样品的采集与处理是土壤分析工作中的一个重要环节，是关系到分析结果及结论是否正确、可靠的先决条件。为使分析的少量样品能反映一定范围内土壤的真实情况，必须正确采集与处理土样。本实验介绍耕层土壤混合样品的采集与制备。

二、目的要求

要求学会耕作土壤混合样品采集与处理方法。 三、用具

小土铲、米尺、布袋、标签、铅笔、土筛（18号?1㎜、60号?0.25㎜、100号?0.149㎜）、广口瓶、天平（0.1感量）、胶塞（或圆木棍）、白磁盘（或木版）等。

四、方法步骤

（一）土壤样品的采集

1、采集时间：一般在早春或晚秋进行。 2、采集的方法：

（1）选点和布点：根据不同的土壤类型、地形、前茬以及肥力状况，分别选择典型地块采取混合土样，样点的多少依采样面积大小确定，一般面积小于10亩（0.67公顷）5点左右、10-40亩（0.67～2.67公顷）5～15点，40亩（2.67公顷）以上15～20点混合，采用蛇形法布点取样。

（2）采土：每一取土点先除去地面落叶等杂物，将土钻垂直螺旋转入耕作层20㎝左右土内取土，然后将各点土样混合成1㎏左右装袋；小土铲取样，将

小土铲斜着向下切取一薄片的土样。如采取的土样不是1㎏，可用四分法弃取多余的或添加不足的土样。

（二）土壤样品的处理

1、风干和去杂：土样应及时风干，风干时应将土样放在阴凉干燥通风、无特殊气体（如绿气、氨气、二氧化硫等）、无灰尘污染的室内干净木板或塑料布、纸上，摊成一薄层，并经常翻动风干，忌阳光直晒或烘烤，半干时捏碎大土块。风干后，拣出枯枝落叶、植物根系、残茬等，对铁锰结核、石灰结核或过多石子，应拣出称重并记下所占的百分数。

2、磨细、过筛和保存：

（1）进行物理分析时，取风干土样100～200g在木扳或胶板上碾碎，全部通过18号筛，大块土样继续碾碎过筛，不得抛弃或遗漏，石砾称重并计算百分率。

（2）进行化学分析时，取风干土样100～200g在木扳或胶板上碾碎，测定速效养分、pH值时全部通过18号筛；测定有机质、水解性氮、全氮时取通过18号筛的土样20g，使其全部通过60号筛；测定全磷、全钾时取通过18号筛的土样20g，使其全部通过100号筛。

筛理好的土样分别混匀后装入广口瓶中，贴上标签，记明班级、大组、小组、土类名称、采样地点、采样深度、采样日期、孔径、采集人等。最后将广口瓶保存在样品架上，避免阳光、高温、潮湿或酸碱气体的影响。

五、实验作业

1.按要求撰写实验报告。 2.思考题

（1）土样采集包括哪些环节？多余的土样量如何处理？ （2）采样点数量对分析结果的准确性有什么影响？ （3）土样研磨过筛、充分混匀的目的是什么？

实验二 岩石及矿物的识别

一、目的意义

识别岩石及矿物，了解它们对土壤质地、土壤肥力的影响，为进一步认识土壤和改良土壤打基础。

二、用品

岩石标本、矿物标本、化石标本、分化标本、条痕板、摩氏硬度计、回形针、玻璃片、小刀、锉、放大镜、稀盐酸。

三、方法步骤 （一）矿物的识别：

识别矿物的主要依据：矿物的形态、颜色、条痕、光泽、硬度、解理和断口、比重等（表实2-1）。

1、形态：即矿物的形状。有柱状、片状、菱形等。

2、颜色：有深色矿物和浅色矿物，有自色和他色，还有有些矿物颜色可能改变。

3、条痕：矿石粉末的颜色，即把矿物在条痕板上擦划后留下的粉末颜色。但对无色透明或半透明的浅色矿物以及硬度比条痕板大的矿物不能鉴定。

4、光泽：矿物表面反射光的色泽和亮度，有下列几种： ①金属光泽：光泽闪耀或者表面反光很强，光耀夺目。

②半金属光泽：矿物表面反光较弱，呈历久变暗的金属表面的光泽。 ③非金属光泽：透明、半透明或是颜色较浅的矿物所具有的光泽。 5、硬度：指矿物抵抗摩擦和刻划的能力。通过两种矿物互相刻划，用已知的硬度来确定未知矿物的硬度。以摩氏硬度计（摩氏硬度计仅是硬度的一种等级，它只表明硬度的相对大小，不表示其绝对值的大小，决不能认为金刚石的硬度为滑石的１０倍）作标准，即选定１０种矿物作为硬度风级标准，这１０种矿物的每一种都能刻划它前面硬度较小的矿物，同时又能被其后硬度较大的矿物所刻划。 野外确定常采用硬度的代用品，如指甲的硬度为２.５，回形针的硬度为３.５，玻璃片的硬度为５，小刀的硬度为６，锉的硬度为７。一般矿物的硬度很少超过７。

6、解理和断口：矿物依一定方向裂开的性质叫解理。其裂开的平滑面叫解理面。不规则的破裂面叫断口。

极完全解理 解里面极平滑，可裂成薄片。 往往 与原

来的晶体相似。

不完全解理 在矿物碎片上可以找到解里面，

解理的类别 滑。

按解里面裂开 完全解理 解里面平滑，不易发生断口，

的难易程度 沿解里面裂开为小块，外形

但较困难，因为断口不平

无解理

按解里面的数目分：一向解理、二向解理、三向解理。

断口的形状

贝壳状断口 断裂面象贝壳 平坦状断口 断裂面略为平坦

土状或粒状断口 断口处粗糙似粘土状 参差状断口 断口有参差突起

7、比重；指矿物的重量与４℃时同体积水的重量比。通常用手掂量约略估计。绝大多数矿物的比重在２.５～４之间，小于２.５者为轻矿物，２.５～４者为中等比重矿物，大于４者为重矿物。

表实２-1、主要成土矿物的识别依据

矿物种类 石英 正长石 斜长石 白云母 黑云母 角闪石 辉石 橄榄石 赤铁矿 磁铁矿 褐铁矿 黄铁矿 高岭石 方解石 白云石 磷灰石 蒙脱石 水云母 蛭石 蛇纹石 伊利石 形 态 块状 柱状 柱状 片状 片状 细长柱 短粗柱状 粒状 块状、鱼子状 柱状、块状 块状 块状 块状 菱面晶体 菱面晶体 块状 颜 色 白、灰、无 肉红、浅红 灰、乳白 无色透明 黑或灰 暗绿、黑 黑绿 黄绿 紫红、铁黑 铁黑 褐、深褐 金黄 白 乳白、灰、褐 白 绿、褐 条 痕 白 白 白 无 无 ―― 灰 无 樱桃红 黑 黄褐 绿黑、褐 白 ―― 白 白 光 泽 玻璃、油脂 玻璃 玻璃 珍珠 珍珠 玻璃 玻璃 玻璃 半金属 半金属 半金属 金属 土状 油脂、玻璃 珍珠 玻璃、油脂 硬度 7 6 6 2.5 2.5 5-6 5.5 6.5-7 5.5-6.0 5.5-6.0 5.0-5.5 6.0-6.5 2 3 3.5-4 5 解 理 无 二向解理互成直角 二向解理互成斜角 极完全 极完全 二向完全解理 二向解理 ―― 无 无 无 无 ―― 完全 完全 不完全 断口 贝壳 参差 参差 ―― ―― 参差 参差 贝壳 参差 参差 参差 参差 ―― ―― ―― 参差 比 重 2.6 2.6 2.6 2.7-3.2 2.7-3.2 3.2-3.6 3.2-3.6 3.2-3.34 5 4.9-5.2 4 4.9-5.2 2.6 2.7 2.8-2.9 3.15 （二）岩石的识别 岩石识别的主要依据：成分和组织等 （１）岩石的成分

①矿物成分：有主要成分和次要成分。如浅色的岩浆岩中的花岗岩、流纹岩的主要成分为石英、正长石和云母，含量较多，而黄铁矿、磁铁矿等为其次要成分，含量较少。深色的岩浆岩中的玄武岩、辉长岩的主要成分为辉石、斜长石和橄榄石，而不含石英和正长石。颜色深浅中等的岩浆岩中的安山岩、闪长岩的主要成分为斜长石和角闪石，次要成分有辉石、云母及黄铁矿等。如表实2-2。

表实2-2 主要岩浆岩的特性比较

喷出岩体 浸入岩体 隐晶岩 粒 状 粗面岩 正长岩 流纹岩 花岗岩 安山岩 闪长岩 玄武岩 辉长岩 橄榄岩 辉 岩

土壤中速效磷的测定方法很多，有生物方法、化学速测方法、阳离子交换树脂方法等。化学速测方法，由于提取剂的不同所得的结果也不一致。提取剂的选择主要是根据各种土壤性质而定，一般情况下，石灰性土壤和中性土壤采用碳酸氢钠来提取，酸性土壤采用酸性氟化铵或氢氧化钠—草酸钠法来提取。 石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在，不能用酸溶液来提取速效磷，可用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应，碳酸盐的碱溶液降低碳酸钙的溶解度，也就降低了溶液中钙的浓度，这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液，也降低了铝和铁离子的活性，有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外，碳酸氢钠碱溶液中存在着OH、HC03、C032等阴离子有利于吸附 态磷的交换，

—

—

—

因此，碳酸氢钠不仅适用石灰性土壤，也适用于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液用钼锑抗混合显色剂在常温下进行还原，使黄色的锑磷钼杂多酸还原成为磷钼蓝，进行比色。

四、操作步骤

1.称取通过18号筛的风干土样5g(精确到0.01g)于200ml三角瓶中，加入0.5mol/L碳酸氢钠溶液100ml，再加一角勺无磷活性炭，塞紧瓶塞，在振荡机上振荡30min(振荡机速率为每分钟150～180次)，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于100ml三角瓶中。

2.吸取滤液10ml (含磷量高时吸取2.5～5ml，同时应补加0.5mol/L碳酸氢钠溶液至10m1)于50ml量瓶中，加7.5mol/L(1/2H2SO4)硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，利用其中多余的硫酸来中和碳酸氢钠，充分摇匀，排出二氧化碳后加水定容至刻度，再充分摇匀 [最后的硫酸浓度为0.65mol/L(1/2H2SO4)]。

3.30min后在光电比色计上用红色滤光板比色，或用72型分光光度计比色(波长660nm)，比色时须同时做空白测定。

4．磷标准曲线绘制：分别吸取5mg/kg磷标准溶液0、1、2、3、4、5ml于50ml量瓶中，每一量瓶即为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/kg磷，再逐个加入0.5mol/L碳酸氢钠10ml和7．5mol/L(1/2H2SO4) 硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，然后同待测液一样进行比色。在半对数纸上绘制成曲线。

五、结果计算

-1

显色液磷mg.kg数×显色液体积×分取倍数 -1

土壤中速效磷mg.kg＝—————————————————――――――――————————— 烘干土重（g）

显色液磷mg.kg-1数：从工作曲线查得显色液的磷mg.kg-1数 显色液体积：50ml

浸提液总体积(50ml) 分取倍数＝————--------————————— 吸取浸出液ml数

土壤速效磷P(mg/kg) 等级

﹤5 低 5~10 中 ﹥10 高

对照比较，分析判断土壤是否缺磷。 六、注意事项

1.活性炭一定要洗至无磷无氯反应，否则不能应用；

2.显色时7.5mol/L(1/2H2SO4)钼锑抗混合显色剂5ml，除中和10ml 0.5mol/L NaHCO3溶液外，最后酸度为0.65mol/L(1/2H2SO4)。

3.钼锑抗混合剂的加入量要基本准确，特别是钼酸量的多少对显色的深浅和稳定性都有影响。标准溶液和待测液的比色酸度应保持基本一致，它的加入量应随比色时定容体积的大小按比例增减。

4.温度对本法测定结果有较大影响，提取温度要求在25℃左右。室温低于20℃时，显色后的钼蓝则有沉淀产生(0.4mg/kg磷以上)，此时可将量瓶放入40—50℃的烘箱或热水中保温20min，稍冷30min后比色。

七、实验作业

1.按要求撰写实验报告。 2.思考题

（1）测定土壤速效磷时，哪些因素影响分折结果？ （2）对本试验进行误差讨论。

(3).为什么0.5mol/L NaHCO3是石灰性土壤速效磷的较好浸提剂? (4).测定土壤速效磷应注意哪些事项？

(5)用0.5mol/L碳酸氢钠浸提土壤，测定土壤速效磷的指标如何划分?

实验八 土壤速效钾含量的测定

一、测定意义

测定土壤速效钾的含量，可以作为合理施用钾肥的重要依据。 二、目的要求

本实验要求了解土壤速效钾测定的基本原理，掌握测定方法和操作技能。 三、方法原理

采用火焰光度计法。以醋酸铵作浸提剂，将土壤胶体上的K+、Na+、Mg2+等代换性阳离子代换下来,浸提液中的钾离子可用火焰光度计直接测定。为了抵消醋酸铵的干扰影响，标准钾溶液也需要用1mol/L醋酸铵配制。

四、仪器设备

火焰光度计、振荡机、天平（0.01g）、三角瓶（100ml）、容量瓶（100ml）、量筒（50ml）、漏斗。

五、试剂配制

（1）1mol/L中性醋酸铵溶液：称取化学纯醋酸铵77.09g溶于蒸馏水后稀释至近1000ml，次液应呈中性。可取溶液用0.04%.溴麝草酚蓝指示剂试之，如呈绿色则 为中性，黄或蓝色，表明过酸或过碱，应用稀醋酸或1:1浓氨水调节至中性，再定容至1000ml。

（2）钾（K）标准溶液:准确称取经过105oC烘干(4-6h)的分析纯氯化钾0.1907g,溶于中性醋酸铵溶液中,定溶至1000ml,此液即100mg/kg钾（K）标准溶液。 （3）标准曲线的绘制：分别吸取100mg/kg钾（K）标准液0、2.5、5、10、15、20、40ml于100ml容量瓶中，用1mol/L醋酸铵溶液定容，摇匀，即得0、2、5、10、20、40mg/kg钾（K）标准系列溶液，然后在火焰光度计上依次进行测定，以检流计读数为纵坐标，钾（K）浓度为横坐标，绘制标准曲线。

六、操作步骤

称取通过1mm筛孔的风干土样5.00g于100ml三角瓶中，加入1mol/L中性醋酸铵溶液50ml，用橡皮塞塞紧，振荡15min，立即过滤，滤液承接于小三角瓶中，直接在火焰光度计上测定，记录检流计的读数，然后从标准曲线上查得待测钾浓度（mg/L）。

七、结果计算

土壤速效钾（K，mg/kg）=（ mg/LｘＶ）/风干土重 式中： mg/L：标准曲线上查出试液含钾（Ｋ）浓度（mg/L）；

Ｖ：浸提液体积（ml）。 八、注意事项

（1）醋酸铵提取剂必须是中性的，加入醋酸铵溶液于土壤样品后，不宜放置过久，否则可能有一部分矿物钾转入溶液中，使速效钾含量偏高。

（2）用醋酸铵配制的钾（K）标准溶液不能放置过久，否则，影响测定结果。

九、参考指标如下： 土壤速效钾（mg/kg） 供钾水平 十、实验作业 1.按要求撰写实验报告。 2.思考题

（1）怎样正确使用和维护火焰光度计？

（2）用醋酸铵配置的钾标准溶液不能放置过久，为什么？

＜70 低 70～150 中 ＞150 高

实验九 碳酸氢铵含氮量的测定（中和滴定法）

一 目的意义

碳酸氢铵常受其水分含量、气温变化的影响而分解，稳定性比较差，特别在搬运或贮藏过程中常常造成氮的损失。为了鉴定碳酸氢铵品质和计算施肥量，就需要进行分析，以指导施肥。

二 药品试剂

1. 固体硼酸（化学纯） 2. 1.0 mol/L盐酸标准溶液。 3. 定氮混合指示剂 三 方法原理

由于过饱和硼酸对氨有较大的吸收容量，可先用硼酸吸收固定碳酸氢铵中的铵离子，然后直接用标准酸中和滴定，换算成碳酸氢铵的百分数。

四 操作步骤

1. 预先在100ml 三角瓶中加入蒸馏水25ml ，并加入5~7g 固体硼酸，充分摇动。

2. 称取碳酸氢铵样品1~2g （精确到0.01g ），迅速放入三角瓶中，摇动1min ，使样品溶解完全。

3. 加1滴定氮混合指示剂于上述溶液中，随即用1.0mol/L 盐酸标准溶液滴定，颜色由蓝色滴定到微红色即达钟点，记下盐酸毫升数。

五 结果计算

氮（N ）%=V ×M ×0.014×100/样品重

式中：V—滴定时盐酸标准溶液毫升数；

M—盐酸标准溶液摩耳浓度； 0.014—1毫摩尔氮的克数； 100—换算成百分数。 六 注意事项

1. 如要对碳酸氢铵作精确测定时，可将吸收样品后的硼酸溶液定容稀释后，取部分稀释液，用0.05 mol/L标准盐酸滴定。

2. 碳酸氢铵易挥发，所以称量时必须迅速。 七 思考题

测定碳酸氢铵时为什么用硼酸吸收后用盐酸溶液滴定？

实验十 施肥量的估算(养分平衡施肥估算法)

一、目的意义 进行农作物施肥量的估算，可以减少施肥的盲目性，提高肥料的利用率和施肥经济效益。

二、方法原理 估算一个合理的施肥量，必须考虑作物的计划产量，土壤供肥情况、肥料特性、农业技术措施和气候条件筹，也就是说必须结合本地区具体情况进行。

养分平衡施肥估算法是根据作物计划产量需肥量与土壤供肥量之差计算施肥量。其计算公式为：

农作物需肥量(kg)—土壤供肥量 (kg)

施肥量（kg）＝—————————————————————

肥料中有效养分含量（%）×肥料利用率（%）

其中：肥量是按N、P205和K20计算的。 三、估算步骤

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