环境土壤学教学实习
试验一土壤质地的识别、测定和分析
一、试验目的
不同质地类别的土壤所呈现出来的物理性质如土壤孔隙性、构造性、耕性会有明显差异,化学性质如保肥性、供肥性、酸碱性等也会有差异,从而表现出不同的肥力状况,对植物生长发育产生不同的影响。要求能用比重计法和手测法分别测出土壤样品的质地;二、试验原理
简易比重计法:能快速准确的测定土壤质地类别,且费时少,准确度高,适用于大量样本的质地测定;手测法:是最简便的质地测定方法,广泛应用于野外田间土壤质地的测定,但不如比重计法准确。
(一)简易比重计法方法原理
取肯定量的土样,经物理、化学方法处理后分散成单粒,将其制成肯定体积的悬浊液,使分散的土粒在悬液中自由沉降。依据粒径越大下沉速度越快的原理,应用物理学上司笃克斯〔stokes,1845〕公式计算出某一粒级土粒下沉所需时间。用特制的甲种比重计测得土壤悬液中所含小于某一粒级土粒的数量〔g/l〕,经校正后可算出该粒级土粒在土壤中的质量百分数,查表即可确定土壤质地名称。
本试验承受卡庆斯基分类制,只需测定<0.01mm粒径土粒含量,就可以确定土壤质地名称
〔二〕手测法方法原理
本法以手指对土壤的感觉为主,结合视觉和听觉来确定土壤质地名称,方法简便易
行,生疏后也较为准确,适合于田间土壤质地的鉴别。可分为干测法和湿测法,两种方法可以相互补充,一般以湿测法为主。
三、试验仪器与材料
土壤样品:预备三种待测土壤样品;过1mm筛的风干土壤样品3~5个。
仪器、用具:量筒、特制搅拌棒、甲种比重计、温度计、橡皮头玻璃棒、烧杯、钟表、天平、角匙、称样纸、外表皿,白瓷比色盘、玛瑙研钵,酸度计、洗瓶、磁力搅拌器等
四、操作步骤
〔一〕手测法操作步骤
湿测法取一小块土,去除石砾和根系,放在手中捏碎,加水少许,以土粒充分浸润为度,依据能否搓成球、条以及弯曲时断裂与否来加以推断,表1以供参考。
表1土壤质地手测法推断标准
质地名称 枯燥状态下在手指间挤压或摩擦的感觉
在潮湿条件下揉搓塑型时的表现
砂土
砂壤土
轻壤土
感觉粗糙,研磨时有沙沙响声
砂粒为主,混有少量粘粒,很粗糙,研磨时有响声,干土块用小力即可捏碎
干土块稍用力挤压即碎,手捻有粗糙感
干土块用较大力才能挤碎,为粗细不一的粉
不能成球形,用手捏成团,但一松即散,不能成片
牵强可成厚且短的片状,能搓成外表不光华的小球,不能搓成条
片长不超过1厘米,片面较平坦,可成直径
约3毫米的土条,但提起后易断裂
可成较长的薄片,片面平坦,但无反光,可
中壤土
末,砂粒和粘粒的含量大致一样,稍感粗糙以搓成直径约3毫米的小土条,弯成2~3厘
米的圆形时会断裂
干土块用大力才能裂开成为粗细不一的粉重壤土 末,粘粒的含量较多,略有粗糙感
可成较长的薄片,片面光华,有弱反光,可以搓成直径约2毫米的小土条,能弯成2~3厘米的圆形,压扁时有裂缝
干土块很硬,用力不能压碎,细而均一,有黏土 滑腻感
可成较长的薄片,片面光华,有强反光,可以搓成直径约2毫米的细条,能弯成2~3厘米的圆形,且压扁时无裂缝
〔二〕简易比重计法
1.操作步骤
试剂配制
①0.5mol/L的NaOH溶液:称取20gNaOH,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。
②0.5mol/L草酸钠溶液:称33.5g纯草酸钠,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。③0.5mol/L六偏磷酸钠溶液:称51g六偏磷酸钠,蒸馏水溶解定容至1000ml,摇匀。
④2%的碳酸钠溶液:称取20g碳酸钠,蒸馏水溶解后定容至1000ml,摇匀。
⑥软水的制备:将100ml2%的碳酸钠溶液参加到7500ml自来水中,静置过夜,上部
清夜即为软水。
称样称取通过1mm筛孔的风干土样50g〔准确到0.01g〕,放入500ml烧杯中,供分散处理用。
样本分散处理依据土壤的酸碱性,分别选用不同的分散剂。石灰性土壤用0.5mol/L的六偏磷酸钠60ml;中性土壤用0.25mol/L的草酸钠20ml;酸性土壤用0.5mol/L的NaOH40ml。
表2粒径0.01mm土粒下沉所需时间
温度
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
〔℃〕
时间
〔min〕
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
27
时间〔s〕
30
温度
20
21
22
23
24
25
26
27
28
28
30
31
32
〔℃〕
时间
〔min〕
26
26
25
24
24
23
23
22
21
21
20
19
19
时间〔s〕
30
30
30
参加相应的分散剂后,为保证充