土壤與植物地理 實驗指導書 重慶師范大學地理科學學院 土壤、植物實驗室 2006 年 9 月 目 錄 實驗注意事項 .驗一 土壤樣品的制備 .驗二 土壤吸濕水含量測定 .驗三 土壤有機質的測定 .驗四 土壤 .驗五 植物類群和校園植物觀察 .考書目錄 .實驗注意事項 1、 實驗前認真預習實驗指導，明確實驗目的、要求以及實驗內容和操作步驟。 2、 遵守實驗室規章制度，愛護儀器。認真聽老師講解及示范。 3、 實驗過程中嚴格遵守實驗操作程序，正確使用各種儀器，認真記錄數據，并保持安靜和桌面清潔 4、 實驗所用的各種物品，必須注意節約愛護，不得亂抓和帶走，養成愛護國家財產的良好品質。 5、 在實驗中發生問題或損壞器材等，必須及時報告指導老師，并填寫損失單。 6、 實驗完后必須整理和清潔儀器用具，做好室內清潔，并認真撰寫實驗報告，按時上交。 3實驗一 土壤樣品的制備 (一) 目的意義 從野外采集來的土壤分析樣品（簡稱土樣），都需要及時經過一個嚴格地制備過程風干、挑揀、研磨、過篩和裝瓶，方能進行室內實驗。因為每個分析項目都要求一定的粒級標準。否則，分析結果就難以互相比較、檢驗和應用。所以，這是一項極重要的基礎準備工作。 (二) 土樣的風干過程 從野外采來土樣后，應盡快風干，以免發霉變質，影響測定結果。風干應在干凈、陰涼和通風的房間中進行。首先把土樣平攤在塑料薄膜（或牛皮紙）或磁盤上，將土塊揉碎。風干土樣上要放好原土樣采集標簽，以免發生差錯。風干過程中要揀出動、植物殘體和非土壤形成物質，同時要繼續翻動和揉碎土塊。一般需23天即可風干。土樣要避免酸、堿和不潔氣體、灰塵等污染。 (三) 土樣的制備方法和步驟 1、 取風干土樣：用四分法取均勻土樣約200250克，放在干凈平木板上。 2、 用鑷子剔出土樣中石礫、新生體（石灰結核、鐵、錳結核等） 、植物殘茬等非土壤成分，放置在一邊，然后用木制搟土棍反復搟碎、連續研磨。 3、 通過18號篩（1將搟碎土樣過18號篩，對不能通過篩孔的土樣，仔細剔除石礫與其它非土壤成分，再次研磨，再次過篩。這樣反復進行，直至全部過篩為止。過篩后的土樣可進行土壤機械組成、比重、效性磷、鉀和土壤水溶性鹽分等項目的分析。 4、 將挑出的礫石、新生體、植物殘茬等非土壤組成物質進行稱重，計算出其占土樣總重量的百分數。 5、 將過篩的土樣用寶塔法混勻，裝入廣口瓶（或放入牛皮紙袋內），貼上標簽。標簽上要注名土壤名稱、采樣地點、時間、層次、深度以及制樣人等。按編號順序存放備用。 6、 通過60號篩（用四分法取已通過18號篩的土樣約100克，繼續研磨，使其通過60號篩，直至全部通過為止，方法同前。此樣品可測定土壤代換量、全氮、4全磷、堿解氮和活性鐵鋁等項目。 7、 混勻裝瓶：過篩后的各號土樣，都要混勻裝瓶（或放入牛皮紙袋內） ，并貼上標簽。按編號順序存放。存放處應避免陽光、高溫、潮濕、酸堿和不潔氣體等對土樣的影響。 8、 可用同樣方法制備通過不同篩號土篩的土壤樣品，以進行不同的項目測定。如通過35號篩（土壤樣品可測定碳酸鈣含量；通過100號篩（土壤樣品可測定土壤有機質含量（篩孔和篩號對照表見表1）。 (四) 用具和儀器 平木板、搟土棍、研缽、銅篩、鑷子、天平、廣口瓶、塑料薄膜（或代用品）。 (五) 注意事項 1、制備土樣應掌握兩個原則：一是全部過篩；二是充分混勻。 2、操作要領：勤磨、勤篩。 表 1 篩孔和篩號對照表 篩孔直徑號 網目/孔直徑號 網目/0 0 0 0 8 00 0 20 5 40 0 00 5 70 0 00 - 0 25 ：1. 篩孔直徑是以方孔計算的。 2. 篩號是美國標準。 3. 篩孔直徑與篩號可按下式粗略換算: 篩孔直徑（=篩號16式中：16度內篩孔所占的 。 (六) 實驗報告要求 1. 記錄實驗結果。 2. 記錄實驗過程中易出現的問題及注意事項。 5實驗二 土壤吸濕水含量測定 (一) 目的意義 土壤水分是土壤的重要組成部分和肥力因素。不同氣候生物條件下，其水分狀況、類型與動態都有很大的差異。因此，研究土壤水分狀況、類型與動態，對摸清土壤的形成、分類、分布、肥力狀況以及進行田間土壤水分調節等方面，都有十分重要的理論和實踐意義。 (二) 主要內容 烘干法測量土壤樣品的最大吸濕水含量。 (三) 儀器用品 鋁盒（或玻璃扁平稱量瓶）、分析天平、烘箱、干燥器、鐵夾子、磁盤。 (四) 原理方法 在土壤的各項理化分析中，都是以“烘干土”作為最后結果的衡量標準。而在實際的實驗中，都是以“風干土”樣進行分析的。知道了土壤的吸濕系數，就可由風干土樣重換算出實驗分析土壤的實際烘干土重。 新鮮的土壤樣品都有一定的水分。將新鮮土樣晾置于室內，土壤中的水分會因不斷地向空氣中蒸發而損失，當土壤中的水分與空氣中的水分達到平衡時（一般需要幾天），稱此時的土壤為“風干土”。風干土中仍含有一些被土壤顆粒緊緊吸附的不能進入空氣中的水分，這稱為吸濕水。吸濕水可在高溫環境下被烘干，此時的土壤稱為“烘干土”。由風干土和烘干土的重量差值，即可計算土壤吸濕水的含量。 (五) 操作步驟 1. 將鋁盒或玻璃扁平稱量瓶在105箱中恒溫烘干1于干燥器中冷至室溫。 2. 在分析天平上稱出干燥而潔凈的鋁盒重量（W）。 63. 在土盒中放入約5上盒蓋，稱重（ 4. 將土盒開蓋放入烘箱，在105連續烘干68小時。 5. 取出鋁盒迅速放入干燥器中，使之冷卻至室溫（約半小時）。 6. 從干燥器中取出鋁盒，立即放在天平上稱重（ 7. 再放入烘箱，烘干38. 重復第5檢驗是否恒重，若兩次稱重差別不超過3毫克，即可進行計算。 (六) 結果計算 土壤吸濕水含量（%）= 221100 (七) 實驗報告要求 1. 記錄實驗結果： 鋁盒重(鋁盒+風干土重(鋁盒+烘干土重(烘干土重（g），吸濕水含量(%)。 2. 回答問題：土壤吸濕水含量的多少受哪些因素影響？ 7實驗三 土壤有機質的測定 （一）目的意義 土壤有機質是鑒別土壤肥力的重要指標，是肥力形成的標志。有機質的含量、組成和性質，隨著氣候生物條件呈有規律的變化。土壤有機質的含量也反應了一定的成土過程，所以在土壤分析中常常是必測項目。它對探討研究土壤的形成、分布、分類及肥力等都有重要的理論和實踐意義。 （二）主要內容 用重鉻酸鉀法測定土壤有機質含量。 （三）儀器用品 硬質玻璃試管，玻璃漏斗，三角瓶，油浴鍋或遠紅外消煮爐，鐵絲籠，溫度計（036 0 ），玻棒，酸式滴定管，分析天平，移液管，試劑。 （四）原理方法 重鉻酸鉀法是土壤有機質測定的主要方法，也是普遍采用的方法。其原理是用氧化劑氧化有機質中的碳，就是用重鉻酸鉀硫酸溶液，在加熱的條件下氧化有機質中的碳，多余的重鉻酸鉀用鄰菲羅啉為指示劑，用硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨標準溶液進行滴定，以耗去重鉻酸鉀的量來計算出土壤有機質中的碳的含量。其反應式如下： 消煮反應：2K 283C 2 +238定反應： K 267 2 +3 +7五）測定步驟 1. 稱土 別于兩根硬質玻璃試管中（注意：土樣勿沾在試管壁上），加入約 2. 氧化 K 2 2別于三根試管中（空白一根），將有土樣的試管充分搖勻。三根試管分別加蓋小漏斗，以回流冷凝蒸出的水汽，減少蒸發量。 83. 加熱消煮 將加蓋小漏斗的試管盛入鐵絲籠中，待油浴鍋中的石蠟溫度升高到185 190 時，把鐵絲籠放入油浴鍋內。為使鍋內的石蠟溫度均勻和下降，并將溫度保持在170 180 之間，需要將鐵絲籠上下提起、落下數次。待試管內溶液表面冒泡開始計時，沸騰五分鐘，立即將鐵絲籠提出蠟液面（力求準確計時，否則會影響分析結果），稍等片刻再將整個鐵絲籃放在專用紙板上冷卻。取出試管，擦凈表面油液。 4. 滴定 待試管內的液體冷卻后，用洗瓶中的純水少量多次的將其無損地分別洗入三個250液體積應控制在600使溶液的酸度保持在23然后加入3滴鄰菲羅啉指示劑， 溶液進行滴定，記錄初讀數。顏色由橙黃草綠深綠棕紅（突變）即為終點，記錄終讀數，記錄用量。 （六）結果計算 （V 0V） 3/2機質 % = W 式中：V 0空白實驗消耗的用量；V樣品測定時消耗的用量；C標準溶液的摩爾濃度；W風干土重（g）；1毫摩爾碳的重量（g）；按土壤有機質平均含碳量58%計算，100/58=正系數）是由于用這種方法所測得的有機質一般只能為實際含量的 90%，因此要稱以 反應的分子比；3/2K 2反應的摩爾比。 （七）實驗報告要求 1. 記錄實驗結果。 2. 回答問題：實驗中加入（八）有機質速測法 通常在野外工作時才用速測法,具有快速簡便的優點,結果也相對準確。其測定原理是用重鉻酸鉀硫酸溶液氧化土壤,氧化時橙紅色的重鉻酸根離子(C 還原成綠色的鉻離子(當土壤有機質含量較低時剩余的重鉻酸鉀較多，溶液為橙黃色。有機質9含量較高時剩余的重鉻酸較少,被還原的鉻離子就多，溶液為綠色。觀察反應后溶液的顏色,就可以快速的判斷出土壤有機質的%含量。 土壤速測法也是利用了硫酸與水反應后,自然發熱來加溫溶液的,這樣的氧化還原反應,才能迅速完成。 (一) 分析方法 1 別于兩個502 別注入兩個三角瓶中搖勻。 3 用5別注入兩個三角瓶中，立即搖動1分鐘后，靜止30分鐘。 4 用膠頭滴管沿瓶壁吸取上部清液，分別滴入比色板穴中，兩穴/三角瓶，五滴/穴。每穴再加入兩滴純水稀釋，用玻棒攪勻，用有機質比色卡比色。 （二）結果計算 速測有機質% = 比色讀數正系數） 校正系數是用重鉻酸鉀10實驗四 土壤 的測定 (一) 目的意義 土壤僅影響植物的生長，影響土壤養分的有效性，是土壤肥力的影響因素之一，也影響土壤礦物質的轉化及微生物活動。土壤且是審查其它項目測試結果的一個依據。因此測定土壤十分重要的理論和實踐意義。 (二) 主要內容 用電位法的方法測量土壤樣品的(三) 儀器用品 5析天平、燒杯（50量筒（25玻棒、小勺、洗瓶、濾紙、廢液桶 (四) 電位法 土壤位法測定的精確度較高，(五) 測定原理 用水溶液提取土壤中水溶性的H+，應用玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，共同插入溶液中，即構成了電池反應。這時兩極間形成了一個電位差，由于甘汞電極的電位是固定的，該電位差的大小取決于溶液中H+的濃度。H+ 濃度的負對數值為個值可以從儀器屏幕上直接讀取。 (六) 測定方法 1. 用天平稱取過1502. 用量筒量取25玻棒間歇攪拌半小時或用電動攪拌機攪拌1分鐘左右，靜置半小時，澄清平衡。 3. 用5出數據填寫在實驗報告中。 (七) 實驗報告要求 1. 記錄實驗結果。 2. 回答問題：所測定的土壤酸度的類型？不同土壤酸度類型之間的關系。 11實驗五 植物類群和校園植物觀察 (一) 目的意義 通過校園植物觀察，識別常見的植物；了解孢子植物和種子植物各大類群的基本特征及一些代表種類。為植物地理實習和野外調查打下基礎。 (二) 主要內容 觀察校園的孢子植物、裸子植物和被子植物的代表種，了解其類群的基本特征及對環境的適應性。 (三) 儀器用品 放大鏡，解剖針，刀片，鑷子，培養皿，載玻片，滴管，各種植物類群的代表性實物標本。 (四) 原理方法 1 孢子植物觀察 （1） 藻類 藻類為低等植物，沒有真正的根莖葉的器官劃分，但具有細胞核和葉綠素，能進行光合作用。如水綿。 （2） 真菌 真菌植物體只有少數原始種類是單細胞的，大多數種類的營養體都發展成絲狀體。真菌均為異養植物，營寄生或腐生生活。如面包霉。 （3） 苔蘚植物 苔蘚植物是高等植物中脫離水生進入陸地生活的原始種類。 植物體矮小，通常為葉狀或有類似莖葉分化。假根吸收作用微弱，無維管束構造。分為苔綱和蘚綱。 （4） 蕨類植物 葉大型，葉脈有多種類型。取蕨類羽葉觀察葉脈和孢子囊群的分布情況，以及取蕨的原葉體觀察，可見到幼小的新植物在母體上長大成形的情況。 2 裸子植物觀察 （1） 蘇鐵科 蘇鐵科的蘇鐵又稱鐵樹，為棕櫚狀常綠喬木，莖不分枝，莖頂叢生大羽狀復葉。 （2） 銀杏科 銀杏科的銀杏又稱白果樹或公孫樹。為落葉喬木，葉為扇形，頂端分裂。 （3） 松科 松科的馬尾松為常綠喬木，葉細長柔軟，呈長針形，通常兩個針葉12組成一束。喜生于酸性土上。 3 被子植物觀察 被子植物的種子是被果皮所包圍，可分為雙子葉植物和單子葉植物。 （1）雙子葉植物觀察 1） 十字花科：取菜心、芥蘭或薺菜的植株或標本，觀察其總狀花序、十字形花冠、四強雄蕊，并觀察子房位置。 2）樟科：以樟樹作代表植物。觀察枝條 ，注意葉脈的分布，是否三出脈？葉面有無腺體？枝葉是否有芳香味？觀察花，注意花朵的大小、花被、雄蕊、雌蕊和子房。 （2）單子葉植物觀察 1）百合科：觀察百合花的花部，為三基數，花萼 3 枚，花瓣 3 片；花藥 6 個；雌蕊3枚。3室。果實為蒴果。 2）禾本科：取小麥花序及花進行觀察。 花小，花序（麥穗）的基本單位為小穗，小穗本身就是一個穗狀花序，而麥穗是由許多小穗組成的復穗狀花序。從小穗上取下一朵花，觀察外稃、內稃、雄蕊、雌蕊。取小麥果實進行觀察，小麥的果實稱為潁果。果皮與種皮和生，不宜分開。僅有一個子葉，種子的大部是胚乳。 (五) 校園植物識別 由教師帶領學生在校園內，講解各種植物的注意特征，指導學生認識常見的植物。學生可根據所學的形態術語對照教材仔細觀察植物。要求識別最常見的植物2030種。 (六) 作業與思考 1比較苔蘚植