土壤學實驗指導
張錫洲李廷軒
等編著蔡豔張仁綏
四川農業大學資源環境學院土地資源與農業化學系
2023年8月
實驗室守則
1、實驗前要先預習，明確實驗目的，了解實驗內容、原理和操作過程。
2、實驗時必須認真觀察和分析實驗現象，對實驗的內容和安排不合理的地方可提出改進意見。對實驗中出現的反常現象應進行討論，並大膽提出自己的看法，做到主動地學習，積極地思考。
3、保持實驗室整齊、清潔和安靜，不得高聲談話。關閉手提**機。
4、注意安全，實驗室內嚴禁吸菸。易燃易爆物品要遠離火源操作和放置。
5、節約用水，安全用電，不浪費藥品，愛護所有儀器。凡損壞儀器者應如實向教師報告，並登記，補領。實驗過程中廢液、廢物應倒入指定地方，不准隨意亂倒。
6、實驗室內的一切物品，未經本室負責教師批准，嚴禁攜帶出室外，借物必須辦理登記手續。
7、實驗完畢，要把儀器用具清潔，將各種儀器藥品放回原處，清潔實驗檯面和地板。學生離開實驗室前，必須請教師到座位檢查，方可離開。
目錄實驗一主要造岩礦物和成土岩石的觀察鑑定………………………3
實驗二土壤樣品的採集與處理9
實驗三土壤水分的測定12
實驗四土壤顆粒分析及手測質地14
實驗五土壤有機質及腐殖質組成測定20
實驗六土壤酸鹼度的測定24
實驗七土壤結構形狀的觀察及微團聚體分析………………………27
實驗八土壤比重、容重和孔隙度的測定29
實驗九土壤最大吸濕量、田間持水量和毛管持水量的測定………34
實驗十土壤水吸力的測定37
實驗十一土壤呼吸強度的測定39
實驗十二土壤速效養分的測定41
實驗十三土壤障礙因素的測定46
實驗一主要造岩礦物和成土岩石的觀察鑑定
土壤是由母質發育而成，母質是岩石風化的產物，岩石是礦物的集合體，而礦物本身又有它的化學組成和物理性質。學習土壤學的人，必須先學習岩石和礦物，以了解土壤母質，為學習土壤學打下基礎。
本實驗是使用放大鏡、條痕板、小刀、硬度計、小錘、稀鹽酸等物品，對主要的造岩礦物和成土岩石進行肉眼觀察鑑定。
一、主要造岩礦物的認識
(一)形態
礦物形態除表面為一定幾何外形的單獨體外，還常常聚集成各種形狀的集合體，常見的有下列形態。
柱狀—— 由許多細長晶體，組成平行排列者，如角閃石。
板狀—— 形狀似板，如透明石膏、斜長石。
片狀—— 可以剝離成極薄的片體，如雲母。
粒狀—— 大小略等及具有一定規律的晶粒集合在一起，如橄攬石、黃鐵礦。
塊狀—— 結晶或不結晶的礦物，成不定形的塊體，如結晶的塊狀石英，非結晶的蛋白石。
土狀—— 細小均勻的粉末狀集合體，如高嶺石。
纖維狀—— 晶體細小，纖細平行排列，如石棉。
鮞狀—— 似魚卵狀的園形小顆粒集合體，如赤鐵礦。
豆狀—— 集合體成園形或橢圓形大小似豆者。如赤鐵礦。
(二)顏色
礦物首先引人注意的是它的顏色，礦物的顏色是其重要的特徵之一。一般地說，顏色是光的反射現象。如孔雀石為綠色，是因孔雀石吸收綠色以外的色光而獨將綠色反射所致。
礦物的顏色，根據其發生的物質基礎不同，可以有自色、他色和假色。
自色—— 礦物本身所含的化學成分中，具有的色素表現出來的顏色，如石英的白色。
他色—— 礦物因為含有外來的帶色素的雜質而產生的顏色，如無色透明的石英（水晶）因錳的混入而被染成紫色，即是他色。
假色—— 礦物內部裂縫、解理面及表面由於氧化膜的干涉效應而產生的顏色。
(三)條痕
礦物粉末的顏色。將礦物在無釉瓷板上擦劃，(必須注意礦物硬度小於瓷扳)所留在瓷板上的顏色即為條痕。條痕對有色礦物有鑑定意義。
(四)光澤
礦物表面對入射光線的反射能力稱光澤。按其表現可分為：
金屬光澤—— 如黃鐵礦
半金屑光澤—— 如赤鐵礦
非金屑光澤—— 玻璃光澤：如石英晶面
油脂光澤：如石英斷口面
絲絹光澤：如石棉
珍珠光澤：如白雲母
土狀光澤：如高嶺石
(五)硬度
礦物抵抗磨擦或刻劃的能力。決定硬度時，常常用二個礦物相對刻劃的方法即得出其相對硬度。表示硬度的大小，以摩氏硬度計的十種礦物作標準，從滑石到金剛石依次定為十個等級，其排列次序是：
在野外可用指甲（硬度2-2.5）、回形針（3）、玻璃（5）、小刀（5-5.5）、鋼銼（6-7）代替標準硬度計。
(六)解理
礦物受擊後沿一定方向裂開成光滑平面的性質稱為解理，礦物破裂時呈現有規則的平面稱為解理面，按其裂開的難易、解理面之厚薄、大小及平整光滑程度，一般可有下列等級
極完全解理—— 解理面極平滑，可以裂開成薄片狀，如雲母。
完全解理—— 解理面平滑不易發生斷口，往往可沿解理面裂開成小塊，其外形仍與原來的晶形相似，如方解石的菱面體小塊。
中等解理—— 在礦物碎塊上，既可看到解理面，又可看到斷口。如長石、角閃石。
不完全解理—— 在礦物的碎塊上，很難看到明顯的解理面，大部分為斷口，如灰磷石。
無解理—— 礦物碎塊中除晶面外，找不到其他光滑的面，如石英。
必須指出，在同一礦物上可以有不同方向和不同程度的幾向解理出現。例如雲母具有一向極完全解理；長石、輝石具有二向完全解理；方解石具有三向完全解理等。
(七)斷口
礦物受擊後，產生不規則的破裂面，稱為斷口。在解理不發達以及非結晶礦物受擊後，容易發生斷口。其形狀有：貝殼狀(如石英的斷口)、參差狀(如自然銅)、平坦狀(如磁鐵礦)等。
同一礦物，解理與斷口的性質表現出互為消長的關係，如極完全解理的雲母，則不易見到斷口。
(八)鹽酸反應
含有碳酸鹽的礦物，加鹽酸會放出氣泡，其反應式：
caco3+2hcl——→cacl2+c02↑+h2o
根據與10％的鹽酸發生反應時放出氣泡的多少，可分四級:
低—— 徐徐的放出細小氣泡中—— 明顯起泡
高—— 強烈起泡極高—— 劇烈起泡，呈沸騰狀
(九)根據表1所列專案，認識各種礦物
表1各種礦物的性質和風化特點
二、主要成土岩石的觀察
組成地殼的岩石，按其成因不同分為三大類，即：由岩漿冷凝而成者稱岩漿巖；由各種沉積物經硬結成岩而成者稱沉積岩；由原生巖經高溫、高壓以及化學性質活潑的物質作用後發生了變質的岩石稱變質岩。三者由於成因不同，以致在各自的組成、結構和構造中都有較大的差異。
肉眼鑑定岩石的方法，主要對岩石的顏色、礦物組成、結構、構造等方面進行觀察後，才能區別出所屬岩類和定出岩石名稱。
(一)顏色
岩石的顏色決定於礦物的顏色，觀察岩石的顏色，有助於了解岩石的礦物組成。如岩石深灰及黑色是含有深色礦物所致。
(二)礦物組成
岩漿巖的主要礦物有石英、長石、雲母、角閃石、輝石、橄攬石。沉積岩主要礦物除石英、長石等外，還含有方解石、白雲石、粘土礦物、有機質等。變質岩的礦物組成除石英、長石、雲母、角閃石、輝石外，常含變質礦物如石榴石、滑石、蛇紋石、綠泥石、絹雲母等。
(三)結構
1、岩漿巖結構指岩石中礦物的結晶程度、顆粒大小、形狀以及相互組合的關係。其主要結構有：全晶等粒、隱晶質、斑狀、玻璃質(非結晶質)。
全晶等粒結構—— 岩石中礦物晶粒在肉眼或放大鏡下可見，且晶粒大小一致。如花崗岩。
隱晶質結構—— 岩石中礦物全為結晶質，但晶粒很小，肉眼或放大鏡看不出晶粒。
斑狀結構—— 岩石中礦物顆粒大小不等，有粗大的晶粒和細小的晶粒或隱晶質甚至玻璃質(非晶質)者稱斑狀結構。大晶粒為斑晶，其餘的稱石基。如花崗斑巖。
2、沉積岩結構指岩石的顆粒大小、形狀及結晶程度所形成的特徵叫結構。一般沉積岩結構有：碎屑結構(礫、砂、粉砂)、泥質結構、化學結構、生物結構等。
①碎屑結構碎屑物經膠結而成。膠結物的成份有鈣質、鐵質、矽質、泥質等。按碎屑大小來劃分有：
礫狀結構—— 大於2mm以上的碎屑被膠結而成的岩石，如礫岩。
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