實驗二 土壤有機質的測定.docx

實驗一 容量、三相比的測定一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內(nèi)容和原理（必填）三、實驗材料與試劑（必填） 四、實驗器材與儀器（必填）五、操作方法和實驗步驟（必填） 六、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、 實驗結果與分析（必填） 八、討論、心得一、實驗目的和要求1.測定和計算土壤含水率、容重、孔度及三相比；2.加深對上述物理量及其相互關系的理解；3.掌握容重等的測定和計算方法。二、實驗內(nèi)容和原理1. 土壤的比重和容重比重容重概念單位容積固體土粒(不包括孔隙)的重量田間自然壘結狀態(tài)下單位體積的土壤干重（即在105下去除水分的土重），也叫做假比重單位g/cm3g/cm3 或者t/m3相關因素土壤礦物組成和腐殖質含量：礦物比重一般在2.5-2.7（含鐵礦物3）,腐殖質含量不高，影響較小土粒排列情況、孔度大小：土粒排列疏松、孔度大，容重值就小。反映土壤肥力和耕作管理狀況數(shù)值平均值2.65總是小于比重，一般為1.0-1.42. 土壤的相關概念2.1 土壤容重土壤容重反映的是土壤的緊實度，其值過大則表示土壤過緊，會妨礙植物根系伸展，過小則表示土壤過松，會漏水跑墑。一般來講土壤容重在1.1-1.3之間，孔度在56-52%之間較為適宜。土壤容重可用于計算土壤重量，如：1公頃土地耕層（20cm）的重量=10000*0.2*1.15（容重）=2300（t）2.2 土壤孔度土壤孔度是指土壤中所有大小孔隙的容積之和占整個土壤容積的百分數(shù)。其中，孔隙是容納水分和空氣的場所。土壤孔度一般不直接測量，而是根據(jù)土壤容重和比重計算得到：土壤孔度=（1-容重/比重）*100一般的，砂土的孔度為30-45%，壤土為40-50%，粘土為45-60%（不可逆推），泥炭土可達80%以上。耕層的孔度通常大于心土、底土。2.3 土壤含水率土壤含水率是指每百克干土中所保持的水分克數(shù)，可通過下式計算得到：土壤含水率（%）=（W濕-W干）/W干* 1002.4 土壤三相比土壤的三相比就是土壤中氣相、液相和固相三種狀態(tài)的相對比例，具體如下：氣相：液相：固相=（孔度含水率）：含水率：（1-孔度）三、實驗材料與儀器儀器：環(huán)刀，游標卡尺，手柄，小鏟，電子天平，干燥器，烘箱；材料：紫金港的土壤。四、操作方法和實驗步驟1.取干燥潔凈環(huán)刀，做好標記，用游標卡尺測量其高度及內(nèi)徑，分別測三次取平均值，計算體積并稱重。2.田間套取原狀土柱，帶回實驗室，用紙巾擦凈環(huán)刀表面的土壤，稱重。3.放入105-110烘箱，16小時后，取出放入干燥器冷卻40分鐘后稱重。4.計算土壤的容重、含水率、孔度及三相比。套取原狀土柱的具體操作：1.將表層落葉等仔細鏟除。2.用手柄慢慢將整個環(huán)刀壓入（或敲入）土中，切勿破壞土壤的自然壘結狀態(tài)。3.挖開環(huán)刀周圍的土壤，小心取出環(huán)刀，切勿使環(huán)刀內(nèi)土塊脫落。4.小心切除環(huán)刀上下的余土，使土壤剛好填滿整個環(huán)圈。五、實驗結果與分析環(huán)刀體積計算：d（均）=6.781cm h（均）=4.263cm V環(huán)刀=（d/2）2*h=153.95cm3M環(huán)刀=205.62gM環(huán)刀+土壤=439.45gM環(huán)刀+干土壤=395.44gW濕= M環(huán)刀+土壤- M環(huán)刀=233.83gW干= M環(huán)刀+干土壤- M環(huán)刀=189.82g容重=W干/V=1.23g/cm3土壤含水率（%）=（W濕-W干）/W干* 100=23.18%土壤孔度=（1-容重/比重）*100=53.47% （比重用平均值2.65g/m3帶入計算）三相比=氣相：液相：固相=（孔度含水率）：含水率：（1-孔度）=30.29%：23.18%：46.53%六、討論、心得這次實驗讓我對比重與容重這兩個不同的概念有了更清楚的認識，前者是排除孔隙的單位土重，后者是干土的單位土重，對于這兩個不同的概念要加以區(qū)分并應用。前面曾提到，一般砂土的孔度為30-45%，壤土為40-50%，粘土為45-60%，需要注意的是，這僅僅是一個經(jīng)驗之說，并不能以孔度作為劃分依據(jù)，如這次試驗采得的土壤孔度為53.47%并不能說明它是粘土，分類還是要根據(jù)土壤顆粒大小劃分。這次實驗要注意的地方是取土時要避開有石子和植物根莖的地方，并且適當用力，必要時可以用腳踩在手柄上輕輕往下用力，將環(huán)刀取出時也要小心地把環(huán)刀周圍的土壤去除再切除環(huán)刀上下的土。將環(huán)刀帶回實驗室的途中要拿在金屬環(huán)的位置，避免破壞土樣。擦拭環(huán)刀表面的土也要用干燥的紙巾輕輕擦去，防止水分會對重量造成影響。使用干燥器時要注意干燥器的蓋子不能放在桌子上，其邊緣有用于密封的油，故取出環(huán)刀后直接把蓋子放回即可。實驗二 土壤有機質的測定一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內(nèi)容和原理（必填）三、實驗材料與試劑（必填） 四、實驗器材與儀器（必填）五、操作方法和實驗步驟（必填） 六、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理八、 實驗結果與分析（必填） 八、討論、心得一 實驗目的和要求1. 了解土壤有機質測定對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義；2. 掌握土壤有機質的測定方法。二 實驗內(nèi)容和原理土壤有機質是土壤的重要組成部分，是指存在于土壤中的所有含碳的有機質，包括動植物殘體，微生物及其分解和合成的各種有機物質（生命體和非生命體）。用一定濃度的重鉻酸鉀硫酸溶液氧化土壤有機質（碳），剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計算有機碳的含量。本方法測得的結果，與干燒法對比，只能氧化77%的有機碳，因此將得的有機碳乘以校正系數(shù)，以計算有機碳量。在氧化滴定過程中化學反應如下：2K2Cr2O78H2SO4+3C2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2OK2Cr2O7+6FeSO4K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20在1molL-1H2SO4溶液中用Fe2+滴定Cr2O72-時，其滴定曲線的突躍范圍為1.220.85V。以鄰啡羅啉亞鐵溶液（鄰二氮啡亞鐵）為指示劑，三個鄰啡羅啉（C2H8N2）分子與一個亞鐵離子絡合，形成紅色的鄰啡羅啉亞鐵絡合物，遇強氧化劑，則變?yōu)榈{色的正鐵絡合物，其反應如下：（C12H8N2）3Fe3+e （C12H8N2）3Fe2+ 淡藍色 紅色滴定開始時以重鉻酸鉀的橙色為主，滴定過程中漸現(xiàn)Cr3+的綠色，快到終點變?yōu)榛揖G色，如標準亞鐵溶液過量半滴，即變成紅色，表示終點已到。三 實驗材料與試劑（1）1molL-1(1/6K2Cr2O7) 溶液；（2）0.4molL-1(1/6K2Cr2O7) 的基準溶液（3）0.5molL-1FeSO4溶液；注：由于這是后來現(xiàn)配的溶液，實際濃度并不準確（4）指示劑：鄰啡羅啉指示劑；（5）土樣。四 操作方法與實驗步驟準確稱取0.5000g土壤樣品（注1）于500mL的三角瓶中，然后準確加入1molL-1(1/6K2Cr2O7) 溶液10mL于土壤樣品中，轉動瓶子使之混合均勻，然后加濃H2SO420mL，將三角瓶緩緩轉動1min，促使混合以保證試劑與土壤充分作用，并在石棉板上放置約30min，加水稀釋至250mL，加2-羧基代二苯胺1215滴，然后用0.5molL-1FeSO4標準溶液滴定之，其終點為灰綠色?；蚣?4滴鄰啡羅啉指示劑，用0.5molL-1FeSO4標準溶液滴定至近終點時溶液顏色由綠變成暗綠色，逐漸加入FeSO4直至生成磚紅色為止。用同樣的方法做空白測定（即不加土樣）。如果K2Cr2O7被還原的量超過75%，則須用更少的土壤重做。五 數(shù)據(jù)記錄與處理土壤有機碳（gkg-1）= 土壤有機質（gkg-1）=土壤有機碳（gkg-1）1.724式中：1.33為氧化校正系數(shù)； c為0.5molL-1FeSO4標準溶液的濃度；實驗對照空白用液土樣用液體積20.28mL16.90mL土壤有機碳=13.468（gkg-1）土壤有機質=23.25（gkg-1）六 實驗結果與討論這個實驗操作不算太復雜，最讓我感到不適應的是加濃硫酸，本身濃硫酸作為一種強氧化性酸，身上被摻入了很多恐怖主義色彩，加之我們要用槍把濃硫酸加入三角瓶中，用槍時老師不斷強調要慢慢放手，不能太快地將濃硫酸加入試劑瓶中，以免產(chǎn)生大量的熱，與此同時，手腕要不斷抖動，震蕩三角瓶，使之受熱均勻，不致飛濺。在等待的時間里，我清洗并潤洗了滴定管，本來想加快速度，先把硫酸亞鐵加入滴定管中，老師說這樣會造成硫酸亞鐵氧化，實驗結果不準確。滴定時，等到溶液由綠色轉為暗綠色時，就要放慢滴液速度，一滴一滴加入三角瓶中，三角瓶下可墊一張白紙，以準確觀察顏色變化，我們很好地控制了滴定顏色變化，最后一滴時溶液變?yōu)榇u紅色，這是我做的最成功的一次滴定實驗。土壤有機質的測定常用方法還有重鉻酸鉀容量法外加熱法，實驗原理基本相似，不同的是在外加熱的條件下（油浴的溫度為180，沸騰5分鐘），用一定濃度的重鉻酸鉀硫酸溶液氧化土壤有機質（碳），同樣是剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計算有機碳的含量，這個方法測得的結果，與干燒法對比，能氧化90%的有機碳，比稀釋熱法氧化率高。土壤有機質對土壤肥力的作用大致分為以下7個方面：1、是土壤養(yǎng)分的主要來源。有機質中含有作物生長所需的各種養(yǎng)分，可以直接或簡接地為作物生長提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和各種微量元素。特別是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有機狀態(tài)存在于土壤中的。因為土壤礦物質一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要來源就是有機質分解后提供的。土壤有機質分解所產(chǎn)生的二氧化碳，可以供給綠色植物進行光合作用的需要。此外，有機質也是土壤中磷、硫、鈣、鎂以及微量元素的重要來源。 2、促進作物的生長發(fā)育。有機質中的胡敏酸，可以增強植物呼吸，提高細胞膜的滲透性，增強對營養(yǎng)物質的吸收，同時有機質中的維生素和一些激素能促進植物的生長發(fā)育。3、促進土壤結構形成，改善土壤物理性質，改良土壤結構。有機質中的腐殖質是土壤團聚體的主要膠結劑，土壤有機膠體是形成水穩(wěn)性團粒結構不可缺少的膠結物質，所以有助于黏性土形成良好的結構，從而改變了土壤孔隙狀況和水、氣比例，創(chuàng)造適宜的土壤松緊度。土壤有機質的黏性遠遠小于黏粒的黏性，只是黏粒的幾分之一。一方面，它能降低黏性土壤的黏性，減少耕作阻力，提高耕作質量；另一方面它可以提高砂土的團聚性，改善其過分松散的狀態(tài)。4、提高土壤的保肥能力和緩沖性能。土壤有機質中的有機膠體，帶有大量負電荷，具有強大的吸附能力，能吸附大量的陽離子和水分，其陽離子交換量和吸水率比黏粒要大幾倍、甚至幾十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同時也能提高土壤對酸堿的緩沖性。 5、促進土壤微生物的活動。土壤有機質供應土壤微生物所需的能量和養(yǎng)分，有利于微生物活動。 6、提高土壤溫度。有機質顏色較暗，一般是棕色到黑褐色，吸熱能力強，可以提高地溫?？筛纳仆寥罒釥顩r。7、提高土壤養(yǎng)分性。有機質中腐殖質具有絡合作用，有助于消除土壤的污染。對低產(chǎn)田來說，通過增加有機質含量可以培肥土壤，提