实验二 土壤样品的采集、处理与保存
土壤样品(简称土样)的采集与处理，是土壤分析工作的一个重要环节，直接关系到分析结果的正确与否。因此必须按正确的方法采集和处理土样，以便获得符合实际的分析结果。
一、土壤样品的采集：
1、土壤剖面样品
土壤样品的采集方法是根据分析目的决定的，为了研究土壤资源，了解土壤发生、发育的化学过程和理化性质，必须按照土壤发生层次采样，对于每一种土壤类型，至少应取三个重复剖面，各重复剖面的同一层次样品不得混淆。
土壤剖面样品采集时，有关剖面点选择、剖面的挖掘，采样方法等步骤可参看“土壤剖面现场察看”一节。
2、原状土壤样品：
为进行土壤某些物理性质的测定，须要采集原状样品，如测定土壤容重和孔隙度等物理性质，可直接用环刀在各土壤中部采样，为研究土壤结构性的样品，采集时必须注意土壤湿度，不宜于过干或过湿的情况下采集，在采集和携带过程应保持土块不受挤压而变形，与土铲接触变形的部分都应弃去，将样品放于铝盆中，携回室内进行处理。
3、土壤盐分动态样品
研究盐分在剖面中的分布和变动时，不必按发生层次采样，可采用段取即自地表起每10米或20厘米采集一个样品。
4、平均(混合)样品
为了研究苗木生长发育的土壤条件，在苗圃地中或实验地中分数处采集土壤，然后进行混合。通常采取一定深度(随苗木根系深度而定)的土壤或只取耕作层的土壤。
⑴、选点：为了获得平均样，必须采用多个点的混合样品，样品的选择可依地块(小区)的不同情况，集“之”字形横过小区布点(图2-1a)，倘若沿对角线或规则的往小区中安排样点往往会遇到肥堆，条状施肥或因样点太少，使所取的图样没有代表性(图4-1b)，布点的多少视土地面积和地平坦或起伏状况决定，每亩地上约选取5-10个样点选取样点时，应避免在非代表性的地方布点。
⑵、取样：每一样点采取数量应大致相等，可用小铲挖取10×10×20cm的土体，若取来土样则可由上向下铲取一片土壤(图2-2)，将各样点所取土壤放在油布上均匀混合，用四分法逐次弃去多余部分，将最后剩余的大约1公斤的平均样品装入样袋中，然后填写标签，整理后带回室内。
二、土壤样品的处理：
1、风干：除了某些项目(如田间水分、硝态氮、铵态氮、亚铁等)，需用新鲜土样测定以外，一般项目都用风干样品进行分析。将土壤样品弄成碎块平铺在干净的纸上，堆成薄层放于室内阴凉通风处，经常加以翻动，以加速干燥，并随时拣去粗大的植物残体，结核等物。在有条件的地方也可在通风厨中风干，切忌阳光直接曝晒，也勿使酸碱、蒸汽或氮等气体侵入，风干时在土面上盖上薄纸，以防尘土落入。待土样半干时，须将大土块捻碎(尤其是粘性土壤)，以免完全干燥后结成硬块，难以磨细。
a b c
正确布点 不正确布点
图2-1土壤采样布点的方式
Ⅰ平铺样品 Ⅱ 对角划分 Ⅲ 对角取样
图2-2四分法取样示意图
2、磨细过筛：
挑出自然风干土样内的植物残体，使土体充分混匀，称取土样约500克放在乳钵内研磨。用四分法取500g干土样放在硬木盘上，用木棒捻压(不可用铁棒或岩石粉碎机，以防压碎石块或铁污染)，用孔径为1 mm的筛子过筛，直至全部筛完(检验方法是用手搓石块时，无土粒粘附在手上)，将>1mm石砾称重，计算石砾占总土重的百分数，然后弃去。<1mm的土样经充分混合后，置于广口瓶中，贴上标签，就能用作速效N、P、K，土壤酸度，代换量，盐基饱和度和土壤机械组成、吸湿水等一般常规项目使用。
土壤有机质及土壤全磷、全钾等全量分析以及微量元素测定称量很少，需进一步磨碎，方法是：从<1mm土样中用方格法(即将<1mm土样铺成薄层，划分许多小方格，在每一个小方格内均匀取样)，取50g样土，全部研细通过0.25mm筛孔的筛子。土样分用广口瓶保存，贴好标签备用。
三、土壤样品的保存
在生产和科研工作中的土壤样品，通常应保存半年至一年，以备必要时查核，标准样品或对照样品则需长期妥善保存，保存的分析样品须密装在磨口塞的广口瓶中，瓶上贴有标签，瓶内放有一张同样的标签，以防瓶外标签脱落。标签上记明土样号码、土类名称、采样土点、采土深度、采样日期，采取人等项目，一般样品在分析后，剩余部分也可装入纸袋保存。瓶装或纸袋样品，应避免存放在受日光、高温、潮湿和酸碱气体等影响的环境中。
四、数据处理
根据土样处理结果，计算土壤石砾百分率。
石砾重量
石砾含量（%）＝ ————————— ×100
土壤总重量
附注：土筛号数即为每英寸长度内的孔（目）数，如100号（目）即为每一英寸长度内有100孔（目）。筛号与筛孔直径（mm）对照见附表。
五、作业
完成土样处理工作，并写实验报告。
实验四 土壤水分的测定
测定土壤水分是为了了解土壤水分状况，以作为土壤水分管理，如确定灌溉定额的依据。在分析工作中，由于分析结果一般是以烘干土为基础表示的，也需要测定湿土或风干土的水分含量，以便进行分析结果的换算。
一、测定方法
土壤水分的测定方法很多，实验室一般采用酒精燃烧法和烘干法。野外则可采用简易的排水称重法(定容称量法)。
土壤分析一般以烘干土计重，但分析时又以湿土或风干土称重，故需进行换算，计算公式为：应称取的湿土或风干土样重＝所需烘干土样重×(1+水分％)
(一)酒精燃烧法
1、原理：酒精可与水分互溶，并在燃烧时使水分蒸发。土壤烧后损失的重量即为土壤含水量。
2、操作步骤：
①取铝盒称重为Wl(克)。
②取湿土约10克(尽量避免混入根系和石砾等杂物)与铝盒一起称重为W2(克)。
③加酒精于铝盒中，至土面全部浸没即可，稍加振摇，使土样与酒精混合，点燃酒精，待燃烧将尽，用小玻棒来回拨动土样，助其燃烧(但过早拨动土样会造成土样毛孔闭塞，降低水分蒸发速度)，熄火后再加酒精3毫升燃烧，如此进行2—3次，直至土样烧干为止。
④冷却后称重为W3(克)。
3、结果计算
W2-W3
土壤水分含量（%）＝————— × 100
W3-W1
(二)烘干法
1、原理：将土样置于105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，即可使其所含水分（包括吸湿水）全部蒸发殆尽以此求算土壤水分含量。在此温度下，有机质一般不致大量分解损失影响测定结果。
2、操作步骤
①取干燥铝盒称重为W1(克)。
②加土样约5克于铝盒中称重为W2(克)。
③将铝盒放入烘箱，在105℃一110℃下烘烤6小时，一般可达恒重，取出放人干燥器内，冷却20分钟可称重。必要时，如前法再烘1小时，取出冷却后称重，两次称重之差不得超过0.05克，取最低一次计算。
注：质地较轻的土壤，烘烤时间可以缩短，即5—6小时。
3、结果计算同前。
实验五 土壤颗粒分析及手测质地
土壤是由粒径不同的各粒级颗粒组成的，各粒级颗粒的相对含量即颗粒组成，对土壤的水、热、肥、气状况都有深刻的影响。土壤颗粒分析即是测定土壤的颗粒组成，并以此确定土壤的质地类型。本实验采用比重计法测定土壤颗粒组成，同时练习手测质地方法。
一、方法原理
土样经化学和物理方法处理后充分分散为单粒，并制成5％悬浮液，让土粒自由沉降。经不同时间，用土壤比重计(又称甲种比重计或鲍氏比重计)测定悬浮液比重，比重计读数直接指示比重计悬浮处的土粒重量(克／升)。根据不同沉降时间的比重计读数，便可计算不同粒径的土壤颗粒含量。
二、操作步骤
1、称样：称取通过1毫米（卡氏制）或2毫米(国际制)筛孔相当于50克(精确到0.01克)干土重的风干土样，置于400毫升烧杯中。
2、样品分散：根据土壤酸碱性质，分别选用下列分散剂：石灰性土壤(50克样品，下同)，加0.5molL-1六偏磷酸钠60毫升；中性土壤加0.25molL-1草酸钠20毫升；酸性土壤加0.5molL-1氢氧化钠40毫升。
称取土样加入适当分散剂20毫升后，用带橡皮头的玻棒搅拌成糊状。静置过夜（或半小时）。以带有橡皮头的玻棒研磨土样(粘质土不少于20分钟，壤质土及砂质土不少于15分钟)，其后再加入剩余的分散剂研磨均匀。
3、制备悬液：将分散后的土样用软水洗入1000毫升的沉降筒中，加软水至刻度，即为5％的悬浮液。放置于平稳桌面上。
4、测定悬液比重
(1)搅拌：先测定悬液温度。然后用特制搅拌棒上下均匀搅拌悬液1分钟(30次)，使悬液中颗粒均匀分布，搅拌时，如悬液发生气泡，迅速加入1—2滴异戊醇消泡。
(2)读数：搅拌停止立即取出搅拌棒，并记录时间(土粒开始沉降的时间)，按表1所列温度、时间和粒径的关系，选定测比重计读数的时间，分别测出＜0.05、＜0.01、＜0.001毫米等各粒级的比重计读数。每次读数前30秒，将比重计轻轻放人悬液中，使其不要上下浮动，时间一到迅即读数。读数后取出比重计，以免影响土粒继续下沉。
注意：只搅拌一次，读三次数。
5、空白校正：另取一沉降筒，加入与处理土样等量的分散剂，用软水稀释至1000毫升，比重计读数即为空白校正。
三、结果计算
1、比重计校正读数
比重计校正读数＝比重计原读数-空白校正值
（注：空白校正值包括分散剂校正值和比重计校正值）
表1 在不同温度时各粒级颗粒的比重计测定时间表（卡氏制）
2、各级土粒含量计算
（1）卡氏制
50—0.05mm颗粒的校正读数
砂粒（1-0.05mm）%＝ — ——— — — — — — — — — — —— — — ×100
50
<0.01mm颗粒的校正读数
物理性粘粒（<0.01mm）%＝—————— — — — — — — —— —— — ×100
50
48小时的校正读数
粘粒（<0.001mm）%＝———————————————×100
50
粗粉粒（0.05-0.01mm）%＝ 100—砂粒（%）—物理性粘粒（%）
中、细粉粒（0.01-0.001mm）%＝物理性粘粒（%）—粘粒（%）
表2 在不同温度时各粒级的比重计测定时间表(国际制)
（2）国际制
50—<0.02mm颗粒的校正读数
砂粒（2-0.02mm）%＝— — ———— —— — ————— —— ——— —×100
50
<0.002mm颗粒的校正读数
粘粒（<0.002mm）%＝— —— — — — — — — — — ——— — — — ×100
50
粉粒（0.02-0.002mm）%＝ 100—砂粒（%）—粘粒（%）
四、质地分类及定名
1、卡氏制
根据各级颗粒的百分含量，划分质地类型。
根据物理性粘粒含量，划分大的质地类型，标准如下：
表1 卡庆斯基制土壤质地分类标准
2、国际制：按表2标准划分质地类型。
国际制土壤质地分类标准要点如下：
（1）砂土及壤土类以粘粒含量在15%以下为其主要标准；粘壤土类以粘粒含量在15-25%为其主要标准；粘土类以含粘粒25%以上为其主要指标。
（2）当土壤粉砂粒含量达45%以上时，在各类质地的名称前，冠以“粉砂（质）”字样。
（3）当砂粒含量为55-85%时，则冠以“砂（质）”字样；85-90%，称为壤质砂土，90%以上者称砂土。
五、药品配制
1、软水：取2%碳酸钠220毫升加入15000毫升自来水中，静置过夜，上部清液即为软水。
2、2%碳酸钠溶液：称取20.0克碳酸钠加水溶解稀释至1升。
3、0.25molL-1草酸钠溶液：称取33.5克草酸钠，加水溶解稀释至1升。
4、0.5molL-1氢氧化钠溶液：称取20.0克氢氧化钠，加水溶解后，定容至1升、摇匀。
5、0.5molL-1六偏磷酸钠溶液：称取51.0克六偏磷酸钠[(NaPO3)6]加水溶解后，定容至1升，摇匀。
表2 国际制土壤质地分类标准
例如：根据测定计算结果，物理性粘粒含量73%，定为轻粘土，而粘粒含量33%，中细粉粒含量40%，粗粉粒含量12%，砂粒含量15%，其详细质地等级为：粘粉质轻粘土。（卡氏制命名举例）
实验六 土壤有机质及腐殖质组成测定
一、土壤有机质测定
土壤的有机质含量通常作为土壤肥力水平高低的一个重要指标。它不仅是土壤各种养分特别是氮、磷的重要来源，并对土壤理化性质如结构性、保肥性和缓冲性等有着积极的影响。测定土壤有机质的方法很多。本实验用重铬酸钾容量法。
(一)重铬酸钾容量法
1、方法原理：在170—180℃条件下，用过量的标准重铬酸钾的硫酸溶液氧化土壤有机质(碳)，剩余的重铬酸钾以硫酸亚铁溶液滴定，从所消耗的重铬酸钾量计算有机质含量。测定过程的化学反应式如下：
2K2Cr207+3C+8H2S04——→2K2S04十2Cr2(SO4)3+3CO2+8H20
K2Cr207+6FeSO4+7H2S04——→ K2S04十Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H20
2、操作步骤
方法一：
(1)准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.100-0.500克，倒入干燥硬质玻璃试管中，加入0.8000molL-1（1/6 K2Cr207）5.00毫升，再用注射器注入5毫升浓硫酸，小心摇匀，管口放一小漏斗，以冷凝蒸出的水汽。试管插入铁丝笼中。
(2)预先将热浴锅(石蜡或磷酸)加热到180—185℃，将插有试管的铁丝笼放入热浴锅中加热，待试管内溶液沸腾时计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦去试管外部油液。消煮过程中，热浴锅内温度应保持在170—180℃。
(3)冷却后，将试管内溶液小心倾入250毫升三角瓶中，并用蒸馏水冲洗试管内壁和小漏斗，洗入液的总体积应控制在50毫升左右，然后加入邻啡罗林指示剂3滴，用0.1molL-1FeS04滴定溶液，先由黄变绿，再突变到棕红色时即为滴定终点（要求滴定终点时溶液中H2SO4的浓度为1—1.5molL-1）。
(4)测定每批(即上述铁丝笼中)样品时，以灼烧过的土壤代替土样作二个空白试验。
方法二：
(1)准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.100-0.500克，倒入150ml三角瓶中，加入0.8000molL-1（1/6 K2Cr207）5.00毫升，再用注射器注入5毫升浓硫酸，小心摇匀，管口放一小漏斗，以冷凝蒸出的水汽。
(2)先将恒温箱的温度升至185℃，然后将待测样品放入温箱中加热，让溶液在170-180℃条件下沸腾5分钟。
(3)取出三角瓶，待其冷却后用蒸馏水冲冼小漏斗和三角瓶内壁，洗入液的总体积应控制在50毫升左右，然后加入邻啡罗林指示剂3滴，用0.1molL-1FeSO4滴定，溶液先由黄变绿，再突变到棕红色时即为滴定终点（要求滴定终点时溶液中H2SO4的浓度为1-1.5molL-1）。
(4)测定每批样品时，以灼烧过的土壤代替土样作二个空白试验。
注：若样品测定时消耗的FeSO4量低于空白的1/3，则应减少土壤称量。
3、结果计算
0.8000×5.00
———— -—--------（V0-V）×0.003×1.724×1.1
V0
土壤有机质(%)＝————————————————————————--------——— — ×100
烘干土重
式中：V0—— 滴定空白时所用FeS04毫升数；
V—— 滴定土样时所用FeS04毫升数；
5.00—— 所用K2Cr2O7毫升数
0.8000——— 1/6 K2Cr207标准溶液的浓度；
0.003——— 碳毫摩尔质量0.012被反应中电子得失数4除得0.003；
1.724——— 有机质含碳量平均为58%，故测出的碳转化为有机质时的系数
为100/58≈1.724；
1.1——— 校正系数。
4、药品配制
(1)0.8000molL-1（1/6 K2Cr207）标准溶液，将K2Cr207(分析纯)先在130℃烘干3—— 4小时，称取39．2250克，在烧杯中加蒸馏水400毫升溶解(必要时加热促进溶解)，冷却后，稀释定容到1升。
(2)0.1 molL-1FeS04溶液，称取化学纯FeSO4·7H20 56克或(NH4)2SO4·FeS04·6H2O 78.4克，加3molL-1硫酸30毫升溶解，加水稀释定容到1升，摇匀备用。
(3)邻啡罗林指示剂，称取硫酸亚铁0.695克和邻啡罗林1.485克溶于100毫升水中，此时试剂与硫酸亚铁形成棕红色络合物[Fe(C12H8N3)3]2+。
5、注意事项
(1)含有机质5％者，称土样0.1克，含有机质2—3％者，称土样0.3克，少于2％者，称土样0.5克以上。若待测土壤有机质含量大于15％，氧化不完全，不能得到准确结果。因此，应用固体稀释法进行弥补。方法是：将0.1克土样与0.9克高温灼烧已除去有机质的土壤混合均匀，再进行有机质测定，按取样十分之一计算结果。
（2）测定石灰性土壤样品时，必须慢慢加入浓H2SO4，以防止由于CaCO3分解而引起的激烈发泡。
（3）消煮时间对测定结果影响极大，应严格控制试管内或烘箱中三角瓶内溶液沸腾时间为5分钟。
（4）消煮的溶液颜色，一般应是黄色或黄中稍带绿色。如以绿色为主，说明重铬酸钾用量不足。若滴定时消耗的硫酸亚铁量小于空白用量的三分之一，可能氧化不完全，应减少土样重作。
（二）土壤有机质含量参考指标
土壤有机质含量（%） 丰缺程度
≤1.5 极低
1.5-2.5 低
2.5-3.5 中
3.5-5.0 高
>5 极高
二、土壤腐殖质组成测定
土壤腐殖质是土壤有机质的主要组成分。一般来讲，它主要是由胡敏酸(HA)和富里酸(FA)所组成。不同的土壤类型，其HA／FA比值有所不同。同时这个比值与土壤肥力也有一定关系。因此，测定土壤腐殖质组成对于鉴别土壤类型和了解土壤肥力均有重要意义。
(一)方法原理
用0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液处理土壤，能将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质络合成易溶于水的腐殖质钠盐，从而比较完全的将腐殖质提取出来。焦磷酸钠还起脱钙作用，反应图示如下：
提取的腐殖质用重铬酸钾容量法测定之。
(二)操作步步骤
1、称取0.25mm相当于2.50克烘干重的风干土样,置于250毫升三角瓶中，用移液管准确加入0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液50.00毫升,振荡5分钟，塞上橡皮套，然后静置13—14小时(控制温度在20℃左石)，旋即摇匀进行干过滤，收集滤液(一定要清亮)。
2、胡敏酸和富里酸总碳量的测定
吸取滤液5.00毫升，移入150毫升三角瓶中，加3molL-1 H2S04约5滴(调节pH为7)至溶液出现浑浊为止，置于水浴锅上蒸干。加0.8000molL-1（1/6 K2Cr207）标准溶液5.00毫升，用注射筒迅速注入浓硫酸5毫升，盖上小漏斗，在沸水浴上加热15分钟，冷却后加蒸馏水50毫升稀释，加邻啡罗林指示剂3滴，用0.1molL-1硫酸亚铁滴定，同时作空白试验。
3、胡敏酸(碳)量测定
吸取上述滤液20.00毫升于小烧杯中，置于沸水浴上加热，在玻棒搅拌下滴加3 molL-1 H2S04酸化(约30滴)，至有絮状沉淀析出为止，继续加热10分钟使胡敏酸完全沉淀。过滤，以0.0lmolL-1 H2S04洗涤滤纸和沉淀，洗至滤液无色为止(即富里酸完全洗去)。以热的0.02 molL-1Na0H溶解沉淀，溶解液收集于150m1三角瓶中(切忌溶解液损失)，如前法酸化，蒸干，测碳。(此时的土样重量w相当于1克)。
(三)结果计算
0.8000×5.00×(V0-V1)×0.003
V0
1、腐殖质(胡敏酸和富里酸)总碳量(%)＝——————————————————----——— ×100
W
式中：V0—5.00毫升标准重铬酸钾溶液空白试验滴定的硫酸亚铁毫升数。
V1一待测液滴定用去的硫酸亚铁毫升数。
w一吸取滤液相当的土样重(克)。
5——— 空白所用K2Cr2O7毫升数
0.8000——— 1/6 K2Cr207标准溶液的浓度；
0.003—— 碳毫摩尔质量0.012被反应中电子得失数4除得0.003；
2、胡敏酸碳(％)：按上式计算。
3、富里酸碳(％)＝腐殖质总碳(％)一胡敏酸碳(％)
4、HA／FA＝胡敏酸碳(％)／富里酸碳(％)
(四)药品配制
1、0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液：称取分析纯焦磷酸钠44.6克和氢氧化钠4克，加水溶解，稀释至1升，溶液pH13，使用时新配。
2、3molL-1 H2S04：在300毫升水中，加浓硫酸167.5毫升，再稀释至1升。
3、0.01molL-1 H2S04：取3molL-1 H2S04液5毫升，再稀释至1.5升。
4、0.02 molL-1 NaOH：称取O.8克NaOH，加水溶解并稀释至1升。
(五)注意事项
1、在中和调节溶液pH时，只能用稀酸，并不断用玻棒搅拌溶液，然后用玻棒蘸少许溶液放在pH试纸上,看其颜色，从而达到严格控制pH。
2、蒸干前必须将pH调至7，否则会引起碳损失。
三、思考题
1、土样消煮时为什么必须严格控制温度和时间？
2、有机质由有机碳换算，为什么腐殖质用碳表示，而不换算？
3、测定腐殖质总量和胡敏酸时，都是蒸干后用K2Cr207氧化消煮进行测定，可否不蒸干测定？怎样测?
实验七 土壤酸碱度的测定
一、土壤pH测定的原理
pH的化学定义是溶液中H+离子活度的负对数。土壤pH是土壤酸碱度的强度指标，是土壤的基本性质和肥力的重要影响因素之—。它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性，从而影响植物的生长发育。土壤pH易于测定，常用作土壤分类、利用、管理和改良的重要参考。同时在土壤理化分析中，土壤pH与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系，因而是审查其他项目结果的一个依据。
土壤pH分水浸pH和盐浸pH，前者是用蒸馏水浸提土壤测定的pH，代表土壤的活性酸度(碱度)，后者是用某种盐溶液浸提测定的pH，大体上反映土壤的潜在酸。盐浸提液常用1molL-1 KCl溶液或用0.5 molL-1 CaCl2溶液，在浸提土壤时，其中的K+或Ca2+即与胶体表面吸附的Al3+和H+发生交换，使其相当部分被交换进入溶液，故盐浸pH较水浸pH低。
土壤pH的测定方法包括比色法和电位法。电位法的精确度较高。pH误差约为0.02单位，现已成为室内测定的常规方法。野外速测常用混合指示剂比色法，其精确度较差，pH误差在0.5左右。
(一)混合指示剂比色法
1、方法原理：指示剂在不同pH的溶液中显示不同的颜色，故根据其颜色变化即可确定溶液的pH。混合指示剂是几种指示剂的混合液，能在—个较广的pH范围内，显示出与一系列不同pH相对应的颜色，据此测定该范围内的各种土壤pH。
2、操作步骤：在比色瓷盘孔内(室内要保持清洁干燥，野外可用待测土壤擦拭)，滴入混合指示剂8滴，放入黄豆大小的待测土壤，轻轻摇动使土粒与指示剂充分接触，约1分钟后将比色盘稍加倾斜用盘孔边缘显示的颜色与pH比色卡比较，以估读土壤的pH。
3、混合指示剂的配制：取麝草兰(T.B)0.025克，千里香兰(B.T.B)0.4克，甲基红(M.R)0.066克，酚酞0.25克，溶于500ml 95％的酒精中，加同体积蒸馏水，再以0.1molL-1 Na0H调至草绿色即可。pH比色卡用此混合指示剂制作。
(二)电位测定法
1、方法原理：以电位法测定土壤悬液pH，通用pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极。此二电极插入待测液时构成一电池反应，其间产生一电位差，因参比电极的电位是固定的，故此电位差之大小取决于待测液的H+离子活度或其负对数pH。因此可用电位计测定电动势。再换算成pH，一般用酸度计可直接测读pH。
2、操作步骤：称取通过1mm筛孔的风干土10克两份，各放在50ml的烧杯中，一份加无C02蒸馏水，另一份加1molL-1 KCl溶液各25ml(此时土水比为1：2.5，含有机质的土壤改为1:5)，间歇搅拌或摇动30分钟，放置30分钟后用酸度计测定。
附：PHS-3C型酸度计使用说明
（一） 准备工作
把仪器电源线插入220V交流电源，玻璃电极和甘汞电极安装在电极架上的电极夹中，将甘汞电极的引线连接在后面的参比接线柱上。安装电极时玻璃电极球泡必须比甘汞电极陶瓷芯端稍高一些，以防止球泡碰坏。甘汞电极在使用时应把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下，在不用时仍用橡皮套将下端套住。
在玻璃电极插头没有插入仪器的状态下，接通仪器后面的电源开关，让仪器通电预热30分钟。将仪器面板上的按键开关置于mv位置，调节后面板的“零点”电位器使读数为±0之间。
(二)测量电极电位
1、 按准备工作所述对仪器调零。
2、 接入电极。插入玻璃电极插头时，同时将电极插座外套向前按，插入后放开外套。插头拉不出表示已插好。拔出插头时，只要将插座外套向前按动，插头即能自行跳出。
3、 用蒸馏水清洗电极并用滤纸吸干。
4、 电极浸在被测溶液中，仪器的稳定读数即为电极电位（mv值）。
（三） 仪器标定
在测量溶液pH值之前必须先对仪器进行标定。一般在正常连续使用时，每天标定一次已能达到要求。但当被测定溶液有可能损害电极球泡的水化层或对测定结果有疑问时应重新进行标定。
标定分“一点”标定和“二点”标定二种。标定进行前应先对仪器调零。标定完成后，仪器的“斜率”及“定位”调节器不应再有变动。
1、 一点标定方法
(1)、插入电极插头，按下选择开关按键使之处于pH位，“斜率”旋钮放在100%处或已知电极斜率的相应位置。
(2)、选择一与待测溶液pH值比较接近的标准缓冲溶液。将电极用蒸馏水清洗并吸干后浸入标准溶液中，调节温度补偿器使其指示与标准溶液的温度相符。摇动烧杯使溶液均匀。
(3)、调节“定位”调节器使仪器读数为标准溶液在当时温度时的pH值。
2、 二点标定方法
（1）、插入电极插头，按下选择开关按键使之处于pH位，“斜率”旋钮放在100%处。
（2）、选择二种标准溶液，测量溶液温度并查出这二种溶液与温度对应的标准pH值（假定为pHS1和pHS2）。将温度补偿器放在溶液温度相应位置。将电极用蒸馏水清洗并吸干后浸入第一种标准溶液中，稳定后的仪器读数为pH1。
（3）再将电极用蒸馏水清洗并吸干后浸入第二种标准溶液中，仪器读数为pH2。计算S=[（pH1-pH2）/ （pHS1-pHS2）]×100%，然后将“斜率”旋钮调到计算出来的S值相对应位置，再调节定位旋钮使仪器读数为第二种标准溶液的pHS2值。
（4）再将电极浸入第一种标准溶液，如果仪器显示值与pHS1相符则标定完成。如果不符，则分别将电极依次再浸入这二种溶液中，在比较接近pH7的溶液中时“定位”，在另一溶液中时调“斜率”，直至二种溶液都能相符为止。
（四）测量pH值
1、已经标定过的仪器即可用来测量被测溶液的pH值，测量时“定位”及“斜率”调节器应保持不变，“温度补偿”旋钮应指示在溶液温度位置。
2、将清洗过的电极浸入被测溶液，摇动烧杯使溶液均匀，稳定后的仪器读数即为该溶液的pH值。
3、注意事项
（1）土水比的影响：一般土壤悬液愈稀，测得的pH愈高，尤以碱性土的稀释效应较大。为了便于比较，测定pH的土水比应当固定。经试验，采用1:1的土水比，碱性土和酸性土均能得到较好的结果，酸性土采用1:5和1:1的土水比所测得的结果基本相似，故建议碱性土采用1：1或1：2.5土水比进行测定。
(2)蒸馏水中C02会使测得的土壤pH偏低，故应尽量除去，以避免其干扰。
（3）待测土样不宜磨得过细，宜用通过1mm筛孔的土样测定。
(4)玻璃电极不测油液，在使用前应在0.1molL-1 NaC1溶液或蒸馏水中浸泡24小时以上。
(5)甘汞电极一般为KCl饱和溶液灌注，如果发现电极内已无KCl结晶，应从侧面投入一些KCl结晶体，以保持溶液的饱和状态。不使用时，电极可放在KCl饱和溶液或纸盒中保存。
4、试剂配制
（1)1molL-1 KCl溶液：称取74.6克KCl溶于400ml蒸馏水中，用10％KOH或KCl溶液调节pH至5.5—6.0，而后稀释至1升。
(2)标准缓冲溶液
pH4.03缓冲溶液：苯二甲酸氢钾在105℃烘2—3小时后，称取10.21克，用蒸馏水溶解稀释至l升。
pH6.86缓冲溶液：称取在105℃烘2—3小时的KH2PO4 4.539克或Na2HPO4 。2H2O 5.938克，溶解于蒸馏水中定容至1升。
实验八 土壤比重、容重和孔隙度的测定
一、比重的测定
土壤比重又称真比重，是指单位体积的固体土粒重与同体积的水重之比。土壤比重可用来计算土壤的总孔隙度，其数值大小还可间接反映土壤的矿物组成和有机质含量。
(一)方法原理
通常使用比重瓶法，根据排水称重的原理，将已知重量的土样放入容积一定的盛水比重瓶中，完全除去空气后，固体土粒所排出的水体积即为土粒的体积，以此去除土粒干重即得土壤比重。
(二)操作步骤
1、称取通过1mm筛孔相当于10克烘干土的风干土样，倒人比重瓶中，再注入少量蒸馏水(约为比重瓶的三分之一)，轻轻摇动使水土混匀，再放在沙浴上煮沸*，不时摇动比重瓶，以驱除土样和水中的空气。
2、煮沸半小时后取下冷却，加煮沸后的冷蒸馏水，充满比重瓶上端的毛细管，在感量为1／1000的天平上称重，设为B克。
3、将比重瓶内的土倒出，洗净，然后将煮沸的冷蒸馏水注满比重瓶，盖上瓶塞，擦干瓶外水分，称重为A克。
(三)结果计算
干土重（克）/固体土粒体积（厘米3）
土壤比重＝ — — — — — — — — — — — — — — — — ——
水的密度（1克/厘米3）
干土重（10克）
＝ — — — — — — — — — — — — — — — — —
干土(10克)排出的水的体积（厘米3）
10
＝———————
(10+A）—B
(四)仪器设备
1、容积为50毫升的短颈比重瓶一支。
2、感量为1／1000的天平一架。
3、电砂浴或电热板。
4、滴管、小漏斗、无空气的蒸馏水等。
* 含活性胶体或可溶性盐较多的土壤，因粘滞水或盐分的影响，会使结果偏大，要用非极性液体代替蒸馏水，试样先烘至恒重，用真空抽气代替煮沸。
二、土壤容重的测定(环刀法)
土壤容量又叫土壤的假比重，是指田间自然状态下，每单位体积土壤的干重，通常用克/厘米3表示。
土壤容重除用来计算土壤总孔隙度外，还可用于估计土壤的松紧和结构状况。
（一）方法原理
用一定容积的钢制环刀，切割自然状态下的土壤，使土壤恰好充满环刀容积，然后称量并根据土壤自然含水量计算每单位体积的烘干土重即土壤容重。
（二）操作步骤
1、在室内先称量环刀（连同底盘、垫底滤纸和顶盖）的重量，环刀容积一般为100厘米3。
2、将已称量的环刀带至田间采样。采样前，将采样点土面铲平，去除环刀两端的盖子，再将环刀（刀口端向下）平稳压入土中，切忌左右摆动，在土柱冒出环刀上端后，用铁铲挖周围土壤，取出充满土壤的环刀，用锋利的削土刀削去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积恰为环刀的容积。在环刀刀口一端垫上滤纸，并盖上底盖，环刀上端盖上顶盖。擦去环刀外的泥土，立即带回室内称重。
3、在紧靠环刀采样处，再采土10-15克，装入铝盒带回室内测定土壤含水量。
(三)结果计算
100
1、环刀内干土重(克) ＝ ————————————×环刀内湿土重（克）
100+土壤含水量（%）
环刀内干土重（克）
2、土壤容重（克／厘米3）＝—————————————
环刀容积（100厘米3）
(四)仪器设备
(1)容积为100厘米3的钢制环刀。
(2)削土刀及小铁铲各一把。
(3)感量为0.1及0.01的粗天平各一架。
(4)烘箱、干燥器及小铝盒等。
三、土壤浸水容量的测定
土壤浸水容重，可以反映水稻土耕性：浸水容重大（>0.6克/毫升），土壤容易淀浆板结，而浸水容重小（<0.5克/毫升），水稻土容易起浆，糯性和粳性水稻土介于二者之间，粳性又较糯性的浸水容重大。
（一）测定步骤
称取两份从田间采回的新鲜水稻土各10—15克（粘重土10克，轻壤土15克）。一份测含水量，另一份放入100毫升量筒中，加蒸馏水至刻度并不断搅拌一分钟，驱除封闭在土壤中的气泡，而后静置，让其自然下沉，待上部浑浊液基本澄清而下部土壤体积不再增减时，测出下沉土壤所占的体积，设其为V毫升。
(二)结果计算
土壤浸水容重(克/毫升) ＝烘干土重(克)／V(毫升)
(三)仪器设备
1、100毫升量筒。
2、感量0.1克的粗天平。
四、土壤总孔隙度的计算
土壤总孔隙度是指自然状态下，土壤中孔隙的体积占土壤总体积的百分比。土壤孔隙度不仅影响土壤的通气状况，而且反映土壤松紧度和结构状况的好坏。
土壤总孔隙度一般不直接测定，而是用比重和容重计算求得。
容重
土壤总孔隙度（%）＝（1— ———）×100
比重
如果未测定土壤比重，可采用土壤比重的平均值2.65来计算，也可直接用土壤容重(dv)通过经验公式，计算出土壤的孔隙度P1。
经验公式P1(%)＝93.947—32.995.dr
为方便起见，可按上述计算出常见土壤容重范围的土壤总孔隙度查对表。
查表举例： dv＝0.87时 P1＝65.24%
dv＝1.72时 P1＝37.20%
附表 土壤总孔度查对表
五、思考题
1、为什么不同质地的土壤，其容重和总孔度不同。
2、土壤中大、小孔隙比例对土壤的水分、空气状况有何影响？
实验九 土壤速效养分的测定
土壤中能被植物直接吸收，或在短期内能转化为植物吸收的养分，叫速效养分。养分总量中速效养分虽然只占很少部分，但它是反映土壤养分供应能力的重要指标。因此测定土壤中速效养分，可作为科学种田，经济合理施肥的参考。
一、土壤水解性氮的测定
(一)方法原理
土壤水解性氮或称碱解氮包括无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰铵和易水解蛋白质)。用碱液处理土壤时，易水解的有机氮及铵态氮转化为氨，硝态氮则先经硫酸亚铁转化为铵。以硼酸吸收氨，再用标准酸滴定，计算水解性氮含量。
(二)操作步骤
称取通过1毫米筛的风干土样2克(精确到0.01克)和硫酸亚铁粉剂0.2克均匀铺在扩散皿外室，水平地轻轻旋转扩散皿，使土样铺平。在扩散皿的内室中，加入2毫升2％含指示剂的硼酸溶液，然后在皿的外室边缘涂上碱性甘油，盖上毛玻璃，并旋转之，使毛玻璃与扩散皿边缘完全粘合，再慢慢转开毛玻璃的一边，使扩散皿露出一条狭缝，迅速加入10毫升1.07molL-1NaOH液于扩散皿的外室中，立即将毛玻璃旋转盖严，在实验台上水平地轻轻旋转扩散皿，使溶液与土壤充分混匀，并用橡皮筋固定；随后小心放入40℃的恒温箱中。24小时后取出，用微量滴定管以0.005molL-1的H2SO4标准液滴定扩散皿内室硼酸液吸收的氨量，其终点为紫红色。
另取一扩散皿，做空白试验，不加土壤，其他步骤与有土壤的相同。
(三)结果计算
C×(V-V0) ×14
土壤中水解氮(mgkg-1)＝——-----------------——— ×1000
W
C—— H2S04标准液的浓度
V—— 样品测定时用去H2S04标准液的体积
V0——空白测定时用去H2S04标准液的体积
14—— 氮的摩尔质量
1000——换算系数
W—— 土壤重量(克)
(四)注意事项
在测定过程中碱的种类和浓度、土液比例、水解的温度和时间等因素对测得值的高低，都有一定的影响。为了要得到可靠的、能相互比较的结果，必须严格按照所规定的条件进行测定。
(五)主要仪器及试剂配制
1、仪器：扩散皿、半微量滴定管(5毫升)和恒温箱。
2、试剂：
(1)1.07molL-1Na0H：称取42.8克NaOH溶于水中，冷却后稀释至1升。
(2)2％H3BO3指示剂溶液：称取H3BO3 20克加水900毫升，稍稍加热溶解，冷却后，加入混合指示剂20毫升(0.099克溴甲酚绿和0.066克甲基红溶于100毫升乙醇中)。然后以0.1m0lL-1NaOH调节溶液至红紫色(pH约为5)最后加水稀释至1000毫升，混合均匀贮于瓶中。
(3)0.005molL-1H2SO4标准液：取浓H2S04 1.42毫升，加蒸馏水5000毫升，然后用标准碱或硼砂(Na2B407·10H2O)标定之。
(4)碱性甘油：加40克阿拉伯胶和50毫升水于烧杯中，温热至70—— 80℃搅拌促溶，冷却约1小时，加入20毫升甘油和30毫升饱和K2CO3水溶液，搅匀放冷，离心除去泡沫及不溶物，将清液贮于玻璃瓶中备用。
（5）硫酸亚铁粉：FeSO4.7H2O(三级)磨细，装入玻璃瓶中，存于阴凉处。
(六)参考指标
土壤水解性氮(mgkg-1) 等级
＜25 极低
25——30 低
50——100 中等
100——150 高
(七)思考题
土壤水解性氮包括了哪些形态的氮，用扩散吸收法测定时应注意哪些问题。
二、土壤中速效磷的测定
了解土壤中速效磷的供应状况，对于施肥有着直接的指导意义。土壤中速效磷的测定方法很多，由于提取剂的不同所得结果也不一样。一般情况下，石灰性土壤和中性土壤采用碳酸氢钠提取，酸性土壤采用酸性氟化铵提取。
（一）碳酸氢钠法
1、方法原理
中性、石灰性土壤中的速效磷，多以磷酸一钙和磷酸二钙状态存在，用0.5M碳酸氢钠液可将其提取到溶液中，然后将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兰进行比色。
2、操作步骤
称取通过1毫米筛孔的风干土2.5克（精确到0.01克）于250毫升三角瓶中，加50毫升0.5M NaHCO3液，再加一角匙无磷活性炭，塞紧瓶塞，在20—— 25℃下振荡30分钟，取出用干燥漏斗和无磷滤纸过滤于三角瓶中，同时做试剂的空白试验。吸取滤液10毫升于50毫升量瓶中，用钼锑抗试剂5毫升显色，并用蒸馏水定容，摇匀，在室温高于15℃的条件下放置30分钟，用红色滤光片或660nm波长的光进行比色，以空白溶液的透光率为100（即光密度为0），读出测定液的光密度，在标准曲线上查出显色液的磷浓度（mgkg-1）。
标准曲线制备：
吸取含磷（P）5mgkg-1的标准溶液0、1、2、3、4、5、6毫升，分别加入50毫升容量瓶中，加0.5M NaHCO3液10毫升，加水至约30毫升，再加入钼锑抗显色剂5毫升，摇匀，定容即得0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mgkg-1磷标准系列溶液，与待测溶液同时比色，读取吸收值，在方格座标纸上以吸收值为纵座标，磷mgkg-1数为横座标，绘制成标准曲线。
3、 结果计算
显色液磷mgkg-1数×显色液体积×分取倍数
土壤中速效磷mgkg-1＝—————————————————――――――――—————————
烘干土重（克）
显色液磷mgkg-1数：从工作曲线查得显色液的磷mgkg-1数
显色液体积：50毫升
浸提液总体积(50毫升)
分取倍数＝————--------—————————
吸取浸出液毫升数
4、主要仪器及试剂配制
仪器：往复式振荡机，分光光度计或光电比色计
试剂：
(1)0.5M NaHCO3浸提剂(pH＝8.5)
称取42.0克NaHCO3溶于800毫升水中，稀释至990毫升，用4M NaOH液调节pH至8.5，然后稀释至1升，保存于瓶中，如超过一个月，使用前应重新校正pH值。
(2)无磷活性炭粉
将活性炭粉用1:1 HCl浸泡过夜，然后用平板漏斗抽气过滤，用水洗净，直至无HCl为止，再加0.5M NaHCO3液浸泡过夜，在平板漏斗上抽气过滤，用水洗净NaHCO3，最后检查至无磷为止，烘干备用。
(3)钼锑抗试剂
称取酒石酸锑钾(KSbOC4H4O6)0.5克，溶于100毫升水中，制成5％的溶液。
另称取钼酸铵20克溶于450毫升水中徐徐加入208.3毫升浓硫酸，边加边搅动，再将0.5％的酒石酸锑钾溶液100毫升加入到钼酸铵液中，最后加至1升，充分摇匀，贮于棕色瓶中，此为钼锑混合液。
临用前(当天)称取1.5克左旋抗坏血酸溶液于100毫升钼锑混合液中，混匀。此即钼锑抗试剂。(有效期24小时，如贮于冰箱中，则有效期较长。)
(4)磷标准溶液
称取0.439克KH2PO4(105℃烘2小时)溶于200毫升水中，加入5毫升浓H2SO4，转入1升量瓶中，用水定容，此为100 mgkg-1磷标准液，可较长时间保存。取此溶液稀释20倍即为5 mgkg-1磷标准液，此液不宜久存。
(二)O.03mo1L-1NH4F—O.025molL-1HCl浸提——钼锑抗比色法
1、 方法原理
酸性土壤中的磷主要是以Fe—P，A1一P的形态存在，利用氟离子在酸性溶液中络合Fe3+和Al3+的能力，可使这类土壤中比较活性的磷酸铁铝盐被陆续活化释放，同时由于H+的作用，也能溶解出部分活性较大的Ca—P，然后用钼锑抗比色法进行测定。
2、操作步骤
称取通过1毫米筛孔的风干土样品5克(精确到0.01克)于150毫升塑料杯中，加入0.03molL-1NH4F—— 0.025 molL-1HCl浸提剂50毫升，在20—30℃条件下振荡30分钟，取出后立即用干燥漏斗和无磷滤纸过滤于塑料杯中，同时作试剂空白试验。
吸取滤液10—20毫升于50毫升容量瓶中，加入10毫升0.8M H3BO3，再加入二硝基酚指示剂2滴，用稀HCl和Na0H液调节pH至待测液呈微黄，用钼锑抗比色法测定磷，下述步骤与前法相同。
3、结果计算
与碳酸氢钠法相同。
4、仪器、试剂配制
仪器：塑料杯，其余与前法同。
试剂： 0.03molL-1NH4F—0.025 molL-1HCl浸提剂，称取1.11克NH4F溶于800毫升水中，加1.0molL-1HCl25毫升，然后稀释至1升，贮于塑料瓶中，其它试剂同前法。
(三)参考指标
1、0.5M NaHCO3法
土速效磷 mgkg-1等级
<5 低
5—10 中
＞10 高
2、0.033molL-1NH4F——0.025NHCl
土壤速效磷 mgkg-1等级
＜3 很低
3—7 低
7—20 中等
>20 高
(四)思考题
①土壤速效磷的测定中，浸提剂的选择主要根据是什么？
②测定土壤速效磷时，哪些因素影响分折结果？
三、土壤中速效性钾的测定（火焰光度法）
（一）方法原理
以醋酸铵为提取剂，铵离子将土壤胶体吸附的钾离子交换出来。提取液用火焰光度计直接测定。
（二）操作步骤
称取通过1毫米筛孔的风干土5克(精确到0.01克)于100毫升三角瓶中，加入50毫升1molL-1中性醋酸铵液，塞紧橡皮塞，振荡15分钟立即过滤，将滤液同钾标准系列液在火焰光度计上测其钾的光电流强度。
钾标准曲线的绘制：
以500 mgkg-1或100 mgkg-1钾标准液稀释成O、1、3、5、10、15、20、30、50 mgkg-1钾系列液(用1molL-1中性醋酸铵液稀释定容，以抵销醋酸铵的干扰)，以浓度为横座标绘制曲线。
(三)结果计算
速效钾(mgkg-1)＝查得的mgkg-1数×V/W
查得的mgkg-1数—— 从标准曲线上查出相对应的mgkg-1数；
v —— 加入浸提剂的毫升数；
W —— 土样烘干重(克)。
(四)注意事项
加入醋酸铵溶液于土样后，不宜放置过久，否则可能有部分矿物钾转入溶液中，使速效钾量偏高。
(五)主要仪器及试剂配制
仪器：火焰光度计
试剂：
1、1molL-1中性醋酸铵溶液:称取化学纯醋酸铵77.09克，加水溶解定容至1升，最后调节pH到7.0。
2、钾标准溶液：准确称取烘干(105℃烘4—6小时)分析纯KCl 1.9068克溶于水中。定容至1升即含钾为1000 mgkg-1，由此溶液稀释成500 mgkg-1或100 mgkg-1。
(六)参考指标
土壤速钾(mgkg-1) 等级
＜30 极低
30一60 低
60一100 中
100— 160 高
＞160 极高
(七)思考题
1、用1molL-1NH4Ac浸提剂测出的钾是哪两种形态的钾？
2、简述火焰光度法测定速效钾的基本原理。