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土壤概論實驗

Experiment of Soil ScienceIntroduction

課程編号：03610449z

适用專業：土資專業

總學時數：16        

總學分：  0.5

課程類型：專業基礎

先修課程：土壤學

大綱主撰人：李莎

内容簡介

土壤學是以地球表面能夠生長綠色植物的疏松層為對象，研究其中的物質運動規律及其與環境間關系的科學，是農業科學的基礎學科之一。主要研究内容包括土壤組成；土壤的物理、化學和生物學特性;土壤的發生和演變；土壤的分類和分布；土壤的肥力特征以及土壤的開發利用改良和保護等。其目的在于為合理利用土壤資源、消除土壤低産因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理論依據和科學方法。土壤學實驗則是為了應證有關理論知識，讓同學們更加深入地理解理論知識的實際意義而設置的，鍛煉學生應用基礎理論去探讨、研究和解決實際生産問題的能力

教學大綱

（一）實驗項目：土壤水分的測定

1．實驗特點

實驗類型：綜合      實驗類别：專業    計劃學時：2   每組人數：2        

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

2．實驗目的與要求

掌握土壤水分的主要類型以及土壤水分的測定方法和原理。

3．主要儀器設備

序号	主要儀器設備名稱	型号規格	數量
1	分析天平	1/10000	1
2	烘幹箱		1
3	鋁盒		1/人

4．實驗内容提要

土壤水分大緻分為化學結合水，吸濕水和自由水三類。自由水是可供作物利用的，吸濕水是土粒表面分子力所吸附的單分子水量，隻有在轉變為氣态時才能擺脫土粒表面分子力的吸附，而化學結合水卻要在600~700℃時才能脫離土粒。

在進行土壤物理化學性質分析時，需要在105℃下烘幹，測定風幹土樣吸濕水的含量，并以烘幹土樣重作為相對統一的計算基礎。這是因為土壤理化常規按烘幹樣品重計算分析結果，這樣就可以使整個分析結果有一個合理的相對性數值。

5．實驗操作要點

稱取風幹樣5g左右，放入已知重量的鋁盒（W）中，在分析天平上稱重（W₁）；放入烘箱中，敞開盒蓋，在105 ±2℃下烘幹6~8h，取出後加蓋。放在幹燥器中冷卻至室溫（約需30min），立即稱重（W₂）。必要時重複烘幹2~3h，冷卻後稱重，直至前後兩次稱重之差不超過3mg即為恒重。

3．結果計算

（1）以烘幹土為基數的水分百分數：

土壤水分%=

（2）以風幹土為基數的水分百分數：

                 土壤水分%=

（3）将風幹土重換成烘幹土重時為：

                 烘幹土重=

6．注意事項

（1）烘幹時溫度不可超過105℃，防止有機質的分解。

（2）烘幹到恒重要求兩次稱重之差不超過3mg。

（二）實驗項目：土壤酸度的測定

1．實驗特點

實驗類型：綜合      實驗類别：專業    計劃學時：2    每組人數：2        

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

每組人數指教學實驗項目中在每套儀器設備上完成本實驗項目的人數。

2．實驗目的與要求：

       （1）了解土壤酸度的測定方法和原理；

       （2）掌握電位法測定土壤酸度的實驗過程.

3．主要儀器設備

序号	主要儀器設備名稱	型号規格	數量
1	酸度計	pH 3C	3
2	玻璃棒	10cm	30
3	高形燒杯	50ml	30
4	溫度計	0-100℃	1
5	天平	百分之一	2

4．實驗内容提要

   利用電位法測定未知土壤樣品的土壤酸度。

5．實驗操作要點

①稱取10.0g土樣，置于50mL高形燒杯中，加入25mL無CO₂蒸餾水，攪動1min，使土樣充分散開，放置30min，此時應避免空氣中有氨和揮發性酸。

②将pH玻璃複合電極的球部搖入土壤懸液，将懸液輕輕轉動，待電極電位達到平衡，讀數，測讀pH值。

6．注意事項

（1）玻璃電極使用前須在0.1mol/L HCl溶液中浸泡24h以上，使用時先經輕輕搖動電極内溶液，至球體部分無氣泡為止。電極球體極薄易碎，使用時必須小心謹慎，電極不用時，可放在0.1mol/L HCl中或無離子水中保存，如長期不用可放在紙盒中保存。

（2）用玻璃電極測定時，pH值在1~9之間，＜或＞10都會使pH測得值産生誤差，尤其在LiOH和NaOH溶液，所産生的誤差較大。加熱時，并經常搖動三角瓶，以防土粒沉積瓶底結成硬塊或燒焦，影響分散或使三角瓶破裂。

（三）實驗項目：土壤顆粒密度的測定

1．實驗特點

實驗類型：綜合      實驗類别：專業    計劃學時：2    每組人數：2        

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

每組人數指教學實驗項目中在每套儀器設備上完成本實驗項目的人數。

2. 教學目的與要求：

    （1）了解土壤顆粒密度的測定意義和方法原理

    （2）掌握比重瓶的使用方法和實驗過程

3.主要儀器和試劑

比重瓶、天平、沙浴

4.實驗操作要點

比重瓶加滿水 → 稱重（m0）→ 将水倒掉一半

稱取10.00g土壤樣品 → 放入比重瓶中 → 沙浴加熱除盡氣泡 → 冷卻 → 加滿水 → 稱重（m1）

結果計算：

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

5. 注意事項

（1）沙浴加熱除氣泡時，防止水沸騰溢出

（2）比重瓶冷卻後再加滿水，防止炸裂。

（四）實驗項目：土壤鹽分的測定

1．實驗特點

實驗類型：綜合      實驗類别：專業    計劃學時：2   每組人數：2        

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

每組人數指教學實驗項目中在每套儀器設備上完成本實驗項目的人數。

2．實驗目的與要求

（1）了解土壤鹽分的測定意義和方法原理

   （2）掌握土壤鹽分的測定的實驗過程

2．主要儀器設備

電導率儀，燒杯

4．實驗内容提要

土壤的可溶性鹽是強電解質，其水溶液具有導電性，在一定範圍内，土壤的鹽分與電導率呈現正相關關系，電導率可以表示土壤鹽分的高低。

5．實驗操作要點

稱取5.00g土壤樣品→ 放入小燒杯中 → 加入25mL水 → 攪拌5分鐘 → 靜置後 → 用電導率儀測定

6．注意事項

（1）電導率儀要校正

（2）采用無二氧化碳水

（五）實驗項目：土壤速效磷的測定

1．實驗特點

實驗類型：綜合      實驗類别：專業    計劃學時：4    每組人數：1        

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

每組人數指教學實驗項目中在每套儀器設備上完成本實驗項目的人數。

2．實驗目的與要求：

      （1）了解土壤有效磷的測定方法及原理；

      （2）掌握土壤有效磷測定的實驗過程。

3．主要儀器設備

序号	主要儀器設備名稱	型号規格	數量
1	紫外分光光度計		2台
2	振蕩機		1個
3	電子天平	百分一天平	10台
4	三角瓶	200mL	60台

4．實驗内容提要

 采用钼銻抗比色法測定土壤有效磷含量

5．實驗操作要點

稱取2.5g過1mm篩的土壤樣品 → 加入50mL碳酸氫鈉溶液 → 震蕩30分鐘 → 幹濾 → 加入顯色劑→ 比色。

6．注意事項

（1）比色時間要嚴格控制。

（2）标準曲線要規範。

（六）實驗項目：土壤速效鉀的測定

1．實驗特點

實驗類型：專業基礎  實驗類别：驗證 計劃學時：4    每組人數：1

說明：實驗類别指基礎、專業基礎、專業

實驗類型指驗證、綜合、設計。

每組人數指教學實驗項目中在每套儀器設備上完成本實驗項目的人數。

2．實驗目的與要求

鉀是作物生長發育過程中所必需的營養元素之一。土壤中的鉀素主要呈無機形态存在，根據鉀的存在形态和作物吸收能力，可把土壤中的鉀素分為四部分：土壤礦物态鉀，此為難溶性鉀；非交換态鉀，為緩效性鉀；交換性鉀；水溶性鉀。後兩種為速效性鉀，可以被當季作物吸收利用，是反映鉀肥肥效高低的标志之一。因此，了解鉀素在土壤中的含量，對指導合理施用鉀肥具有重要的意義。

3．主要儀器設備

序号	主要儀器設備名稱	型号規格	數量
1	天平	1/1000	1
2	振蕩機		1
3	火焰光度計		1
4	三角瓶	250ml,100ml	1
5	漏鬥	60ml	1
6	濾紙		1
7	角匙		1
8	吸耳球		1
9	移液管	50ml	1

4．實驗内容提要

以中性1mol/LNH₄OAc溶液為浸提劑，NH⁺₄與土壤膠體表面的K⁺進行交換，連同水溶性的K⁺一起進入溶液，浸出液中的鉀可用火焰光度計法直接測定。

5．實驗操作要點

稱取風幹土樣(1mm孔徑)5.××g于150ml三角瓶中，加1mol/LNH₄OAc溶液50.0ml(土液比為1：10)，用橡皮塞塞緊，在20—25℃下振蕩30分鐘用幹濾紙過濾，濾液與鉀标準系列溶液一起在火焰光度計上進行測定，在方格紙上繪制成曲線，根據待測液的讀數值查出相對應的mg/L數，并計算出土壤中速效鉀的含量。

結果計算

土壤速效鉀(K)mg/kg=待測液mg/L×加入浸提劑毫升數/風幹土重。

6．注意事項

乙酸铵的鉀的标準溶液不能久放，以免長黴影響測定結果，最好一月或半月配一次。

乙酸铵提取劑必須是中性。加入乙酸铵溶液于土樣後，不宜放置過久，否則可能有一部分礦物鉀轉入溶液中，使速效鉀量偏高。

（二）教材與主要參考書

1、實驗指導教材：教材《土壤學實驗指導》馬獻發

2、主要參考書：

《土壤學》黃昌勇

《土壤農化分析》鮑士旦

教學大綱說明

一、教學目的、課程性質及教學任務與其他課程的關系，所需先修課程。

通過實驗教學，使學生進一步加深和鞏固所學的基本理論知識，掌握土壤學的基本分析技術并認識礦物與岩石，包括分析的基本理論、測定原理、儀器設備、試劑、測定方法和操作步驟，培養學生實際操作能力、獨立思考、獨立分析及解決問題的能力，學會并掌握本課程規定的實驗項目的測定技術，為今後解決實際工作中所遇到的分析問題打下基礎。需學生先修土壤學理論知識。

二、教學要求及選編教材的依據。

總的教學要求是：

正确理解土壤學中的基本概念；掌握基本的土壤學的原理；能夠運用土壤學的基本原理，實際操作實驗方法，掌握實驗技能。

選用教材依據：

實驗指導是本學院馬獻發老師在土壤學與土壤農化分析實驗的基礎上主編的實驗指導，這二本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

三、教學環節和教學方法。

本課程是一門專業基礎實驗課，在以講授土壤學的基本原理和基本方法的基礎上讓學生動手操作，主動學習實驗相關技能的教學方法。

四、改革思路和說明。

更多的讓學生主動操作，讓每一個學生都可以動起來，掌握實驗技能。