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土壤概论实验

Experiment of Soil ScienceIntroduction

课程编号：03610449z

适用专业：土资专业

总学时数：16        

总学分：  0.5

课程类型：专业基础

先修课程：土壤学

大纲主撰人：李莎

内容简介

土壤学是以地球表面能够生长绿色植物的疏松层为对象，研究其中的物质运动规律及其与环境间关系的科学，是农业科学的基础学科之一。主要研究内容包括土壤组成；土壤的物理、化学和生物学特性;土壤的发生和演变；土壤的分类和分布；土壤的肥力特征以及土壤的开发利用改良和保护等。其目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理论依据和科学方法。土壤学实验则是为了应证有关理论知识，让同学们更加深入地理解理论知识的实际意义而设置的，锻炼学生应用基础理论去探讨、研究和解决实际生产问题的能力

教学大纲

（一）实验项目：土壤水分的测定

1．实验特点

实验类型：综合      实验类别：专业    计划学时：2   每组人数：2        

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

2．实验目的与要求

掌握土壤水分的主要类型以及土壤水分的测定方法和原理。

3．主要仪器设备

序号	主要仪器设备名称	型号规格	数量
1	分析天平	1/10000	1
2	烘干箱		1
3	铝盒		1/人

4．实验内容提要

土壤水分大致分为化学结合水，吸湿水和自由水三类。自由水是可供作物利用的，吸湿水是土粒表面分子力所吸附的单分子水量，只有在转变为气态时才能摆脱土粒表面分子力的吸附，而化学结合水却要在600~700℃时才能脱离土粒。

在进行土壤物理化学性质分析时，需要在105℃下烘干，测定风干土样吸湿水的含量，并以烘干土样重作为相对统一的计算基础。这是因为土壤理化常规按烘干样品重计算分析结果，这样就可以使整个分析结果有一个合理的相对性数值。

5．实验操作要点

称取风干样5g左右，放入已知重量的铝盒（W）中，在分析天平上称重（W₁）；放入烘箱中，敞开盒盖，在105 ±2℃下烘干6~8h，取出后加盖。放在干燥器中冷却至室温（约需30min），立即称重（W₂）。必要时重复烘干2~3h，冷却后称重，直至前后两次称重之差不超过3mg即为恒重。

3．结果计算

（1）以烘干土为基数的水分百分数：

土壤水分%=

（2）以风干土为基数的水分百分数：

                 土壤水分%=

（3）将风干土重换成烘干土重时为：

                 烘干土重=

6．注意事项

（1）烘干时温度不可超过105℃，防止有机质的分解。

（2）烘干到恒重要求两次称重之差不超过3mg。

（二）实验项目：土壤酸度的测定

1．实验特点

实验类型：综合      实验类别：专业    计划学时：2    每组人数：2        

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

每组人数指教学实验项目中在每套仪器设备上完成本实验项目的人数。

2．实验目的与要求：

       （1）了解土壤酸度的测定方法和原理；

       （2）掌握电位法测定土壤酸度的实验过程.

3．主要仪器设备

序号	主要仪器设备名称	型号规格	数量
1	酸度计	pH 3C	3
2	玻璃棒	10cm	30
3	高形烧杯	50ml	30
4	温度计	0-100℃	1
5	天平	百分之一	2

4．实验内容提要

   利用电位法测定未知土壤样品的土壤酸度。

5．实验操作要点

①称取10.0g土样，置于50mL高形烧杯中，加入25mL无CO₂蒸馏水，搅动1min，使土样充分散开，放置30min，此时应避免空气中有氨和挥发性酸。

②将pH玻璃复合电极的球部摇入土壤悬液，将悬液轻轻转动，待电极电位达到平衡，读数，测读pH值。

6．注意事项

（1）玻璃电极使用前须在0.1mol/L HCl溶液中浸泡24h以上，使用时先经轻轻摇动电极内溶液，至球体部分无气泡为止。电极球体极薄易碎，使用时必须小心谨慎，电极不用时，可放在0.1mol/L HCl中或无离子水中保存，如长期不用可放在纸盒中保存。

（2）用玻璃电极测定时，pH值在1~9之间，＜或＞10都会使pH测得值产生误差，尤其在LiOH和NaOH溶液，所产生的误差较大。加热时，并经常摇动三角瓶，以防土粒沉积瓶底结成硬块或烧焦，影响分散或使三角瓶破裂。

（三）实验项目：土壤颗粒密度的测定

1．实验特点

实验类型：综合      实验类别：专业    计划学时：2    每组人数：2        

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

每组人数指教学实验项目中在每套仪器设备上完成本实验项目的人数。

2. 教学目的与要求：

    （1）了解土壤颗粒密度的测定意义和方法原理

    （2）掌握比重瓶的使用方法和实验过程

3.主要仪器和试剂

比重瓶、天平、沙浴

4.实验操作要点

比重瓶加满水 → 称重（m0）→ 将水倒掉一半

称取10.00g土壤样品 → 放入比重瓶中 → 沙浴加热除尽气泡 → 冷却 → 加满水 → 称重（m1）

结果计算：

土壤容重（g/cm³）= 10.00 / [m0 -（m1 – 10.00）]

5. 注意事项

（1）沙浴加热除气泡时，防止水沸腾溢出

（2）比重瓶冷却后再加满水，防止炸裂。

（四）实验项目：土壤盐分的测定

1．实验特点

实验类型：综合      实验类别：专业    计划学时：2   每组人数：2        

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

每组人数指教学实验项目中在每套仪器设备上完成本实验项目的人数。

2．实验目的与要求

（1）了解土壤盐分的测定意义和方法原理

   （2）掌握土壤盐分的测定的实验过程

2．主要仪器设备

电导率仪，烧杯

4．实验内容提要

土壤的可溶性盐是强电解质，其水溶液具有导电性，在一定范围内，土壤的盐分与电导率呈现正相关关系，电导率可以表示土壤盐分的高低。

5．实验操作要点

称取5.00g土壤样品→ 放入小烧杯中 → 加入25mL水 → 搅拌5分钟 → 静置后 → 用电导率仪测定

6．注意事项

（1）电导率仪要校正

（2）采用无二氧化碳水

（五）实验项目：土壤速效磷的测定

1．实验特点

实验类型：综合      实验类别：专业    计划学时：4    每组人数：1        

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

每组人数指教学实验项目中在每套仪器设备上完成本实验项目的人数。

2．实验目的与要求：

      （1）了解土壤有效磷的测定方法及原理；

      （2）掌握土壤有效磷测定的实验过程。

3．主要仪器设备

序号	主要仪器设备名称	型号规格	数量
1	紫外分光光度计		2台
2	振荡机		1个
3	电子天平	百分一天平	10台
4	三角瓶	200mL	60台

4．实验内容提要

 采用钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量

5．实验操作要点

称取2.5g过1mm筛的土壤样品 → 加入50mL碳酸氢钠溶液 → 震荡30分钟 → 干滤 → 加入显色剂→ 比色。

6．注意事项

（1）比色时间要严格控制。

（2）标准曲线要规范。

（六）实验项目：土壤速效钾的测定

1．实验特点

实验类型：专业基础  实验类别：验证 计划学时：4    每组人数：1

说明：实验类别指基础、专业基础、专业

实验类型指验证、综合、设计。

每组人数指教学实验项目中在每套仪器设备上完成本实验项目的人数。

2．实验目的与要求

钾是作物生长发育过程中所必需的营养元素之一。土壤中的钾素主要呈无机形态存在，根据钾的存在形态和作物吸收能力，可把土壤中的钾素分为四部分：土壤矿物态钾，此为难溶性钾；非交换态钾，为缓效性钾；交换性钾；水溶性钾。后两种为速效性钾，可以被当季作物吸收利用，是反映钾肥肥效高低的标志之一。因此，了解钾素在土壤中的含量，对指导合理施用钾肥具有重要的意义。

3．主要仪器设备

序号	主要仪器设备名称	型号规格	数量
1	天平	1/1000	1
2	振荡机		1
3	火焰光度计		1
4	三角瓶	250ml,100ml	1
5	漏斗	60ml	1
6	滤纸		1
7	角匙		1
8	吸耳球		1
9	移液管	50ml	1

4．实验内容提要

以中性1mol/LNH₄OAc溶液为浸提剂，NH⁺₄与土壤胶体表面的K⁺进行交换，连同水溶性的K⁺一起进入溶液，浸出液中的钾可用火焰光度计法直接测定。

5．实验操作要点

称取风干土样(1mm孔径)5.××g于150ml三角瓶中，加1mol/LNH₄OAc溶液50.0ml(土液比为1：10)，用橡皮塞塞紧，在20—25℃下振荡30分钟用干滤纸过滤，滤液与钾标准系列溶液一起在火焰光度计上进行测定，在方格纸上绘制成曲线，根据待测液的读数值查出相对应的mg/L数，并计算出土壤中速效钾的含量。

结果计算

土壤速效钾(K)mg/kg=待测液mg/L×加入浸提剂毫升数/风干土重。

6．注意事项

乙酸铵的钾的标准溶液不能久放，以免长霉影响测定结果，最好一月或半月配一次。

乙酸铵提取剂必须是中性。加入乙酸铵溶液于土样后，不宜放置过久，否则可能有一部分矿物钾转入溶液中，使速效钾量偏高。

（二）教材与主要参考书

1、实验指导教材：教材《土壤学实验指导》马献发

2、主要参考书：

《土壤学》黄昌勇

《土壤农化分析》鲍士旦

教学大纲说明

一、教学目的、课程性质及教学任务与其他课程的关系，所需先修课程。

通过实验教学，使学生进一步加深和巩固所学的基本理论知识，掌握土壤学的基本分析技术并认识矿物与岩石，包括分析的基本理论、测定原理、仪器设备、试剂、测定方法和操作步骤，培养学生实际操作能力、独立思考、独立分析及解决问题的能力，学会并掌握本课程规定的实验项目的测定技术，为今后解决实际工作中所遇到的分析问题打下基础。需学生先修土壤学理论知识。

二、教学要求及选编教材的依据。

总的教学要求是：

正确理解土壤学中的基本概念；掌握基本的土壤学的原理；能够运用土壤学的基本原理，实际操作实验方法，掌握实验技能。

选用教材依据：

实验指导是本学院马献发老师在土壤学与土壤农化分析实验的基础上主编的实验指导，这二本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

三、教学环节和教学方法。

本课程是一门专业基础实验课，在以讲授土壤学的基本原理和基本方法的基础上让学生动手操作，主动学习实验相关技能的教学方法。

四、改革思路和说明。

更多的让学生主动操作，让每一个学生都可以动起来，掌握实验技能。