土壤学实验指导书
（农业资源与环境专业）
华中农业大学
目录
实验一 土壤质地的测定 ................................................... 3
比重计速测法 ................................................................................................................... 4 土壤质地测定（吸管法） ............................................................................................... 8 土壤质地手测法（适用于野外） ................................................................................... 9 实验二 土壤容重和孔性的测定和计算 ...................................... 11 实验三 土壤团聚体组成的测定 ............................................ 14 实验四 土壤结构形状的观察及微团聚体分析 ................................ 17 实验五 土壤流限和塑限的测定 ............................................ 20 实验六 岩石及成土母质类型的野外认识 .................................... 24 实验七 土壤剖面及棕红壤观测实习 ........................................ 26 实验八 土壤水吸力的测定 ................................................ 31
实验一 土壤质地的测定
土壤质地是土壤的重要特性，是影响土壤肥力高低、耕性好坏、生产性能优劣的基本因素之一。测定质地的方法有简易手测鉴定法、比重计法和吸管法。本实验介绍比重计法，要求掌握比重计法测定土壤质地的原理，技能和根据所测数据计算并确定土壤质地类别的方法。 一、司笃克斯定律在土壤颗粒分析中的应用
土壤颗粒分析的吸管法和比重计法是以司笃克斯定律为基础的，根据司笃克斯(Stokes,1845)定律，球体在介质中沉降的速度与球体半径的平方成正比，与介质的粘滞系数成反比，关系式为： V=
22d1-d2
gr 9η
V：半径为r的颗粒在介质中沉降的速度(厘米/秒)； g：物体自由落体时的重力加速度，为981厘米／秒2； r：沉降颗粒的半径(厘米)； dl:沉降颗粒的比重(克/厘米3)； d2:介质的比重(克／厘米3)； η:介质的粘滞系数(克／厘米.秒)。
这是由于小球在广大粘滞液体中作匀速的缓慢运动时，小球所受阻力(摩擦力)：
F=6πrηv
(π为圆周率)，而球体在介质中作自由落体沉降运动时的重力(F)是由本身重量(P)与介质浮力即阿基米德力(FA)之差：
4344
πrgd1-πr3gd2=πr3g(d1-d2)
33 Fˊ=P－FA =3
当球体在介质中作匀速运动时，球体的重力(Fˊ)等于它所受到的介质粘
43
πrg(d1-d2)3滞阻力(F)，即=6πrηv
43
πrg(d1-d2)2
d-d2∴V==gr21
6πrη9η
又 球体作匀速沉降时S=vt(S－距离，厘米；V-速度，厘米/秒；t一时间.
秒)。 ∴t=
gr9
S
212
η
由上式，可求出不同温度下,不同直径的土壤颗粒在水中沉降一定距离所需的时间。 二、方法原理：
将经化学物理处理而充分分散成单粒状的土粒在悬液中自由沉降，经过不同时间,用甲种比重计
比重计速测法
一、试剂与仪器 试剂：
l.0.5N氧氧化钠(化学纯)溶液，0.5N草酸钠(化学纯)溶液，0.5N六偏磷酸钠(化学纯)
溶液，这三种溶液因土壤pH值不同而选一种。 2．异戊醇(化学纯) 3．2%碳酸钠(化学纯)溶液。
4. 软水，其制备是将200毫升碳酸钠钠加入1500毫升自来水中，待静置一夜，沉清后，上部清液即为软水，2%碳酸钠的用量随自来水硬化度的加大而增加。
仪器：
l.甲种比重计(即鲍氏比重计)；刻度范围0-60,最小刻度单位1.O克／升，使用前应进行校正。
2．洗筛²孔径为0．1毫米，筛子直径为5厘米的小铜筛。 3．土壤筛：孔径为3.1,O.5,O.25毫米。 4．搅拌棒，带橡皮头的玻棒。
5.沉降筒(1000毫升）量筒(100毫升），三角瓶(500毫升），漏斗(直径7厘米,4厘米），洗瓶，普通烧杯，滴管等。
6.电热板，计时钟，温度计(±0．1C)，烘箱(5-200℃），天平(感量0.0001克和0.Ol克两种)，铝盒等。 二、操作步骤：
1．称样：称取通过1毫米筛孔的风干土样50克(精确到0．01克)，置于500毫升三角瓶中，加蒸馏水或软水湿润样品，另称10克(精确到0．0001)土样置于铝盒内，在烘箱(l05℃)中烘至恒重(约6小时)，冷却称重，计算吸湿水含量和烘干土重。
2. 样品分散：石灰性土壤(50克样品)加O.5N六偏磷酸钠60毫升，中性土壤(50克样品)加0.5N草酸钠20毫升，酸性土壤(50克样品)加0.5N氢氧化钠40毫升，然后,常用煮沸法对样品进行物理分散处理，即在已加分散剂的盛有样品德500毫升三角瓶中，再加入蒸馏水或软水，使三角瓶内土液体积约达250毫升，盖上斗，摇动三角瓶，然后后放在电热板上加热煮沸，在煮沸前应经常摇动三角瓶，以防土粒沉积瓶底结成硬块或烧焦，煮沸后保持沸腾1小时。
3． 制备悬液：将筛孔直径为0.1毫米的小铜筛放在渭斗上，一起搁在l000毫升沉降筒上，将冷却的三角瓶中悬液通过0.1毫米筛子，用带橡皮头玻棒轻轻洗擦筛上颗粒，并用蒸馏水或软水冲洗至＜0.1毫米的土粒全部进入沉降筒，筛下流出清液为止，但洗入沉降筒的悬液量不能超过l000毫升。 将留在小铜筛上的＞0.1毫升砾砂粒移入铅盒内，倾去上部清液，烘干称重并计算百分数，用
1,0.5,0.25
毫米孔径筛分，
3-1,1-0.5,0.5-0.25,0.25-0.1毫米砾石或砂粒分别称重并计算百分数。 将盛有土液的沉降筒用蒸馏水或软水定容至1000毫升，放置于温度变化小的室内平放桌面上，排列整齐，编号填入记录表，并准备比重计，秒表(或闹钟），温度计(±0.1℃)等。
4．测定悬液比重：将盛有悬液的沉降筒置于昼夜温度变化较小的平稳试验桌面上，测定悬液温度，用搅拌棒搅拌悬液1分钟(上下各约30次），记录开始时间，按表1-l中所列温度时间和粒径的关系，根据所测液温和待测的粒级最大直径值，选定测比重计度数的时间，提前将比重计轻轻放入悬液中，到了选定时间即测记比重计读数，将读数进行必要的校正后即代表直径小于所选定的毫米数的颗粒累积含量，按照上述步骤，就可分别测出＜0.05、＜0.01、＜0.001mm等各级土粒的比重计读数。 5．结果计算
①将风干土样重换算成烘干样品重： 烘干土样重（克）=
风干土样重（克）
⨯100
吸湿水%+100
②对比重计读数进行必要的校正
校正值=分散剂校正值＋温度校正值
其中:a、分散剂校正值=加入分散剂的毫升数³分散剂的当量浓度³分散剂毫克当量重量(毫克)³l0-3 (g/l) b．温度校正值查表1-2。
校正后读数＝原读数－校正值 ③小于某粒径土粒含量%＝
校正后读数
⨯100
烘干土样重
〉0.1mm颗粒烘干重
⨯100
烘干土样重
④大于0.1mm粒径土粒含量%＝
⑤将相邻两粒径的土粒含量百分数相减，即为该两粒径范围的粒级百分含量。
表1-1 小于某粒径颗粒沉降时间表（比重计速测用）
表1-2 甲种比重计温度校正表
土壤质地测定（吸管法）
1. 称样：称样20.00g（两份）测定吸湿水和制备悬液。
2. 悬液的制备：将样品放入高脚烧杯中，分次加入10ml0.5N的氢氧化钠，
用皮头玻棒碾磨搅拌10分钟，加去软水至250ml，盖上小漏斗，于电热板上煮沸，煮沸后保持1小时（间断搅拌），使样品充分分散，使样品冷却，通过0.25mm孔径筛洗入沉降筒中 3. 样品悬液吸取：
定容1000ml。
测量温度：查表1-3深度10cm或5cm所需要的时间。 记录开始时间和各级吸取时间（0.05mm, 0.002mm两级）。 搅拌均匀，静止到规定的时间。
在吸取前，将吸管放于规定深度处，按所需时间提前10s开始吸，吸取25ml时间控制在20秒。将吸取的悬液全部移入已知重量的烧杯中，并洗干净。
将盛有悬液的小烧杯放在电热板上蒸干，然后放入烘箱，在105-110℃下烘6小时至恒重，取出置于真空干燥器内，冷却20分钟后称重。 4. 结果计算：
小于某粒级颗粒含量百分数的计算：
X%=
GV⨯1000
⨯100
样品烘干重⨯吸管容积
土壤颗粒分析各级粒级吸取时间表
土壤质地手测法（适用于野外）
（一）方法原理
根据各粒级颗粒具有不同的可塑性和粘结性估测土壤质地类型。砂粒粗糙，无粘结性和可塑性；粉粒光滑如粉，粘结性与可塑性微弱；粘粒细腻，表现较强的粘结性和可塑性；不同质地的土壤，各粒级颗粒的含量不同，表现出粗细程度与粘结性和可塑性的差异，本次实验，主要学习湿测法，就是在土壤湿润的情况下进行质地测定。
（二）操作步骤
置少量（约2克）土样于手中，加水湿润，同时充分搓揉，使土壤吸水均匀（即加水于土样刚好不粘手为止）。然后按表1-4规格确定质地类型。
表1-4 田间土壤质地鉴定规格
实验二 土壤容重和孔性的测定和计算
土壤容重和孔性与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措 等有关。它是衡量土壤组成，土壤颗粒间排列、通气透水和保肥性能等的一项重要的基本性质，其有关数据是土壤理化分析很多项且计算中的基本数据。 测定土壤容重的方法很多，有环刀法、蜡封法、水银推开法、温度－密度仪法等。本实验介绍环刀法，要求掌握测定土壤容重的环刀法以及容重和土壤孔性的计算，了解容重和土壤孔性之间的相互关系。
1．仅器设备
容重采土器，天平(感量0.1克和0.01克各一架)；烘箱；削土刀；铝盒，干燥器等。
2：操作步骤：
(1)在室内用l／100天平称铝盒重，同时测量钢质取土筒的容积，称取土筒的重量。
(2)把钢质取土筒装入压力套筒内然后用力压入土中，压入的深度要超过钢质取土筒的高度约一厘米左右，若需分层取土测定，则需挖土坑，按规定分层取土，如果只测表土，则不必挖坑，只需把土表杂物去掉，铲成平面，将采土器直接压入土中采取土壤。
(l)把取土筒从压力套筒中取出，用盖把取土筒的上端盖住，并把取土筒翻转过来，小心地削去多余的土壤，使之和筒口一样平齐，盖上铁盖或纸，把取土筒再翻过来，小心削去另一端多余的土壤，使之与筒口一样平齐，除去粘附在取土筒外壁的土粒，然后将盛土的取土筒两端立即加盖，放入烘箱中在105℃条件下连续烘24小时至恒重。
(4)从烘箱中取出样品，称重为W1，去掉环刀内土样，擦干环刀，称其环刀重量计为W2。
3．结果计算；
(1)取土筒容积按下式计算:
V=πr2h
式中: V：取土筒容积(厘米3)
r：取土筒内半径(厘米)
h：环刀高度(厘米)
π：圆周率。
(2)按下式计算土壤容重：
D=W1-W2 V
(3）此法允许绝对平等误差＜0.03克／厘米3，取算术平均值。
二、毛管孔隙度的测定
l．仪器设备：
天平(感量0.1克和0.0l克各一架);容重采土器；烘箱；削土刀；铝盒；干爆器；搪瓷托盘等。
2．测定步骤：
(1)在室内用l／100天平称铝盒重，同时测定取土筒的容积，称取土筒的重量。
(2)样品的采集与土壤容重的测定相同，应尽量避免破坏原状土的结构，有时亦可和测定容重结合起来取土测定土壤毛管孔隙度。
(3)将盛土的取土筒的一端(筒内土壤已削平)，先以滤纸包住，再包一层砂布，然后用橡皮筋扎紧，以此端为底放入用搪瓷托盘内铺沙加水制成的吸水盘内，使之吸水。
(4)经过一天后，从吸水盘中取出盛土之取土筒，称重，以后每隔一天称一次，直至恒重(两次称量之差小于O.2克），此时表示土壤毛细管己被水分饱和。
(5)取土简内的土样吸水膨胀后，用削土刀削去胀到筒口外面的土样，去掉滤纸等物并立即称重，准确至0.1克，计为W3。
(6)称重后，放入烘箱中烘至恒重，取出称重。计为W4。
3．结果计算：
(1)按下式计算土壤毛管孔隙度
Pc%=W3-W4⨯100 V
式中：Pc：壤毛管孔隙度(％)
V：取土筒容积(厘米3)
W3:取土筒内湿样重(克)
W4:取土筒内烘干土重(克)
(1)此法进行3-4次平行测定，重复间误差不得大于l％，算术平均值。
三、土壤孔性的有关计算
(l)土壤总孔隙度
- Pt%=(1D⨯)1 00d
式中:Pt:总孔隙度（％）
D:土壤容重(克/厘米3)
d:土壤比重(克／厘米3，一般采用2.65计算)
在没有比重值或不用比重值的情况下，也有直接用容重，通过经验公式算出土壤总孔隙度的，其经验公式为：
Pt%＝93.947-32.995D
(2)土壤非毛管孔隙度：
Pn%＝Pt%－Pc%
式中：Pn:土壤非毛管孔隙度(％)
(3)土壤三相比：
以该土壤达到毛管持水量时的情况练习计算土壤的三相比。
Z＝m:W:(Pt-W)
式中:Z:土壤三相比
M:单位容积中固相部分所占％=1-Pt%
W:土壤含水率，以容积％表示。
(Pt-W):土壤空气容量，以容积％表示。
(4)土壤孔隙比：
∑=1-Pt%Pt%
式中:∑:土壤孔隙比(即土壤孔隙与固体部分间的体积比)。
实验三 土壤团聚体组成的测定
土壤的结构状况是鉴定土壤肥力的指标之一，它对土壤中水分、空气、养分、温度状况以及土壤的耕作栽培都有一定的调节作用，具有一定的生产意义，土壤结构性状通常是由测定土壤团聚体来鉴别的。
本实验介绍人工筛分法，此法分两部分，先对风干样品进行干筛，以确定干筛样品中各级团聚体的含量，然后在水中进行湿筛．确定水稳性团聚体的数量。
一、仪器：
1．沉降筒(1000毫升)；水桶(直径33厘米，高43厘米)。
2．土壤筛一套(直径20厘米，高5厘米)，并附有装待子的铁夹子。
3．天平(感量0.0l克)，铝盒、烘箱，电热板，干燥器等。
二、样品的采集和处理：
田间采样要注意土壤不宜过干或过湿，最好在土不沾锹，经接触而不易变形时采取，采样要有代表性，采样深度看需要而定，一般耕作层分两层采取，要注意不使土块受挤压，以尽量保持原来结构状态，最好采取一整块土壤，削去土块表面直接与土锹接触而已变形的部分，均匀地取内部未变形的土样(约2公斤)，置于封闭的木盘或白铁盒内，带回室内。
在室内，将土块沿自然结构轻轻地剥成直径约10-12毫米的小样块，弃去粗根和小石块，剥样时应避免土壤受机械压力而变形，然后将样品放置风干2-3天，至样品变干为止。
三、操作步骤
(一)干筛：将剥样风干后的小样块，通过孔径顺次为10、7、5、3、2、l、0.5、0.25毫米的筛组进行干筛，筛完后，将各级筛子上的样品分别称重(精确列0.Ol克），计算各级干筛团聚体的百分含量和＜O.25毫米的团聚体的百分含量，记载于分析结构表内。
(二)湿筛：
1．根据干筛法求得的各级团聚体的百分含量，把干筛分取的风干样品按比例配成50克，(不把
2．将上述按比例配好的50克样品倾入1000毫升沉降筒中，沿筒璧徐徐加水，使水由下部逐渐湿润至表层，直至全部土样达到水分饱和状态，让样
品在水中共浸泡l0分钟。这样，逐渐排除土壤中团聚体内部以及团聚体间的全部空气，以免封闭空气破坏团聚体。
3．样品达到水分饱和后，用水沿沉降筒壁灌满，并用橡皮塞塞住筒口，数秒钟内把沉降筒簸倒过来．直至筒中样品完全沉下去，然后再把沉降筒倒转过来，至样品全部沉到筒底，这样重复倒转10次。
4．将一套孔径为5、3、2、l、0.5、0.25毫米的筛子，用白铁(或其它金属)薄板夹住，放入盛有水的木桶中，桶内的水层应该比上面筛子的边缘高出8-l0厘米。
5．将塞好的沉降筒倒置于水桶内的一套筛子上，拔去塞子，并将沉降筒在筛上(不接触筛底)的水中缓缓移动，使团粒均匀分散落在筛子上，当大于0．25毫米的团聚体全部沉到筛子上后，即经过50-60秒钟后塞上塞子，取出沉降筒。
6．将筛组在水中慢慢提起(提起时勿使样品露出水面)然后迅速下降，距离为3—4厘米，静候2－3分钟，直至上升的团聚体沉到筛底为止，如此上下重复l0次，然后，取出上面两个筛子，再将下面的筛子如前上下重复5次，以冼净其中各筛的水稳性团聚体，最后，从水中取出筛子。
7．将筛组分开，留在各级筛子上的样品，用水洗入铝盒中，倾去上部清液，烘干称重(精确到0.01克)，即为各级水稳性团聚体重量，然后计算各级团聚体含量百分数。登记于分析结果表。
四、结果计算:
1.各级团聚体含量%=各级团聚体的烘干重（克）⨯100 烘干样品重（克）
2．各级团聚体%的总和为总团聚体%。
3．各级团聚体占总团聚体的%=各级团聚体%⨯100 总团聚体%
4．总团聚体占土样的%=总团聚体的烘干重（克）⨯100 烘干样品重（克）
5．必须进行2-3次平等试验，平行绝对误差应不超过3-4%。
注，土壤中＞0.25毫米的颗粒(粗砂、石砾等)影响团聚体分析结果，应从各粒级重量中减去。
附：有时为了方便，快速的测定水稳性和非水稳性团粒的数量也可用下法：取九个直径为l50毫米的培养皿(内垫同样大小的滤纸)顺序排列，贴上标签，分别将已过干筛的各级团聚体，各任选50粒，放于皿中的滤纸上，用皮头滴管加水(加水时要特别性意适量)，直到滤纸上出现亮水膜为止。开始
记下时间，20分钟后，计算破碎的土粒占所放土粒的百分数，此数即为非水稳住团聚体的含量。将其乘以原来干筛后计算出的该粒级含量，则得实际非水稳性团聚体含量。
将各级团聚体的总含量减去各级实际非水稳性团聚体含量即为各该级水稳性团聚体含量。
土壤团聚体分析结果表
实验四 土壤结构形状的观察及微团聚体分析
一、土壤结构形状的观察
土壤颗粒往往不是分散单独存在，而是以不同原因相互团聚成大小、形状和性质不同的土团、土块或土片，称为土壤结构。土壤结构影响土壤孔性，从而影响土壤水、气、肥状况和土壤耕性。因此鉴定土壤结构是观察土壤剖面的一个重要项目，也是分析土壤肥力的一项指标。本次实验观察土壤结构标本，为野外土壤剖面观察记载打好基础。
（一）土壤结构类型
结构类型的划分见表4-1。
表4-1 土壤结构类型及大小的区分标准
(二)观察方法
在野外观察土壤结构时，必须挖出一大块土体，用手顺其结构之间的裂隙轻轻掰开，或轻轻摔于地上，使结构体自然散开，然后观察结构体的形状、大小，与附表对照，确定结构体类型。再用放大镜观察结构体表面有无粘粒或铁锰淀积形成的胶膜，并观察结构体的聚集形态和孔隙状况。观察完后用手指轻压结构体，看其散开后的内部形状或压碎的难易，也可将结构体侵泡于水中，观察其散碎的难易和散碎的时间，以了解结构体的水稳性。
二、土壤pH值的测定—一混合指示剂比色法
l．混合指示剂的配制
用天平准确称取等量的(0.2500克)溴甲酚绿、溴甲酚紫、甲酚红放入玛瑙研钵中(如没有玛瑙研钵可用瓷研钵，但要洗得很干净，并且不需如碱研磨，否则影嘀测定结果)，加约l5毫升0.1N氢氧化钠及5毫升蒸馏水共同研磨，然后用蒸馏水稀释至l000毫升。贮存于棕色瓶中备用，此指示剂适用于测定pH4—8的土壤。
2．测定步骤
取黄豆大小的土块，放入擦干净的比色瓷板的穴中，加入2－3滴混合指示剂至有少许液体流出为度，轻轻振荡约半分钟，倾斜瓷板或汤匙，使液体流出，与标准比色卡进行比色，准确读出土壤pH值的教字。
表4-2 混合指示剂滴入土壤后的变色范围
三、石灰反应(泡沫反应)的测定
含有碳酸钙(CaCO3)的土壤或母岩，当滴入盐酸时则放出CO2气泡，称为泡沫反应，其反应式为:
CaCO3+2HCl—CaCl2+H2O+CO2
测定方法：取一小块土置于白瓷板的穴中，预先加入几滴水(以排除土壤中的空气），再将10％HCl滴在土上(母岩可以直接滴入盐酸），仔细观察放出气泡的情况，可以确定有无碳酸钙及其含量的多少。按放出气泡的情况，泡沫反应程度可分四类
四、思考题： 在观察土壤结构时，能否强行用力将大土块分开？
实验五 土壤流限和塑限的测定
土壤的流限、塑限以及二者之差——塑性指数是鉴定土壤力学性质的重要指标．对土壤的耕作栽培有着很重要的意义，通过实验，要求掌握土壤流限、塑限测定的方法以及土壤流限、塑限和塑性指数的计算。
一、土壤流限的测定
1．方法原理
本实验介绍锥式流限仪测定的方法，此法是以圆锥体沉入法原理为依据的，这就是，当顶角为Ψ的圆锥体沉入土体时，圆锥与土体接触面（A)的剪切强度（τ)如下：
ψψψPCosPCos== τ=AπrLπh2tg2
式中；Ψ——圆锥体顶角度数;
A——圆锥与土体接触面积(厘米2);
r——土体表面与圆锥相切处的圆截面半径 ψ r=htg 2
L——土体表面与圆锥体相切处至圆锥顶端的距离 h L= Cos2
h——圆锥入土深度
当粘滞塑性体具有一定稠度(结持力)时，无论P值如河，值保持不变，因此，PCos可根据这种关系测定土壤流限，用圆锥测定法测定土壤流限，规定顶角(Ψ)为30°，重76克的圆锥体沉入土体10毫米时的土壤含水量为流限，按上式可算出这时土壤的抗剪强度为0．80公斤／厘米2
2．仪器设备
锥式流限仪：包括不锈钢制的圆锥体，平衡球，试杯和底座。
天平(感量0.0l克)；
蒸发皿(直径11厘米)，
铜筛(孔径0.5毫米)，
铝盒，调土刀，凡士林，烘箱，干燥器等。
3．操作步骤
(1)取通过0.5毫米筛孔之风干土样5O克左右，(或取一定量的通过0.5毫米筛孔的处于天然含水量的土样)放入瓷蒸发皿中，加水调拌成稠糊状，用湿布盖上，静置一夜(若采用的是天然含水量很高的土样，也可不经静置，立即调匀进行试验。
(2)将上述样品用调土刀彻底调拌分层装入试杯，装入时需注意勿使土体内留有空隙或气泡，用刀仔细刮除多余土样直至土面与杯口齐平。
(1)将流限仪底座置于平稳桌面上，检查圆锥仪是否平衡，然后拭净量平衡锥，涂上一薄层凡士林于摊体上，握住锥体上端手柄，使锥体垂直试杯中的样品中心，然后放开手指，使锥体以其自重沉入土壤样品中。
(4)若锥体经约l5秒钟后，圆锥沉入深度＞10毫米或＜10毫米，表明样品含水量高于或低于流限，必须取出样品于蒸发皿中重新调拌(若样品过湿．应在空气中调拌使水分蒸发，切忌用渗入风干土混合调拌的方法)。取出样品时要赐除粘有凡士林的样品。
(5)直至锥体沉入深度恰为l0毫米(圆锥体环形刻度线)时，取出锥体，用调土刀挖取锥孔附近试样10克以上(注意不应取粘有凡士林的土)。以烘干法测其含水量，即为流限。
4．结果计算：
按下式计算土壤流限，精确到0.1%。
Wr=g1-g2⨯100 g2-g0
式中:Wr—一土壤流限(％)
g1——铝盒+湿样重
g2-——铝盒+烘干重
g0——铝盒重(克)
本试验每个样品均须进行两次平行测定，取其算术平均值，以整数(％)表示，其允许平行绝对误差≤2％。
此外，须注意：
(1)本方法适用于有机质
(2)每次测定后锥体必须涂抹凡士林。
二、土壤塑限的测定
本实验介绍滚搓法。
1．仪器设备
毛玻璃板(10³l5厘米或15³20厘米)，
天平(感量0.01克)；
蒸发皿(直径ll厘米)；
铝盒、烘箱、干燥器、调土刀、滴管、直径为3毫米铁丝等。
2．操作步骤
(1)取通过0．5毫米筛孔的风干土样30克左右(或取一定量的通过0．5毫米筛孔的处于天然含水量的土样）放于瓷蒸发皿中，适当加水调拌．仅把土样浸湿即可，然后用湿布盖上静置一夜，(若采用的是天然含水量较高的土样，也可不经静置，立即调拌进行试验)。或者可直接从流限测定中已制备好的试样中取样。
(2)为在试验前使试样的含水量接近于塑限，可将试样放在手中捏揉至不粘手为止，或放在空气中稍为晾干。
(3)取含水量接近于塑限的试样一小块，甩手捏成团放在毛玻璃扳上用手掌轻轻滚搓。滚搓时，要注意均匀施压，开始时可稍加压力，待接近土条直径为3毫米时只轻轻压，同时，土条在任何情况下不容许产生中空和硬壳现象。
(4)若土样搓成直径3毫米的土条时未产生裂缝及断裂，表示这时土样的含水量高于塑限，应将其重新捏成一团，按步骤(3)继续滚搓，直至土条直径达3毫米时，产生裂缝，并开始断裂为止。
(5)取滚搓断裂直径为3毫米的土条约4～5克，立即放入铝盒中称重(注意防止水份蒸发)，测定其含水量，即为塑限。
3．结果计算
按下式计算土壤塑限，精确至0.1%。 Wp=g3-g4⨯100 g4-g0
式中：Wp—一土壤塑限(％）;
g3——铝盒+土样湿重(克)；
g4——铝盘+土样烘干重(克);
g0——铝盒重(克)。
本试验须进行两次平行测定，取其算木平均值，以整数(％)表示。允许绝对平行误差，粘土组和壤土组≤2%，砂土组≤l%。
此外，须注意：
(1)对高塑性土样，搓至3毫米直径而断成短条时，即可收集土样称重测其含水量，但对低塑性土样，当滚搓至3毫米直径时，如已出现裂缝但并未断裂，若再搓滚又即破碎，此时即达塑性。
(2)本方法适用范围同流限测定，如土条在任何含水量情况下，始终在直径＞3毫米时就断裂，则认为该土样无塑限。
(3)每做完一个样品，应擦净毛玻璃板，避免彰响下一样品的试验。
三、塑性指数和计算：
Ip(%)=Wr-Wp
式中：Ip——塑性指数(％)；
Wr——流限(％)；
Wp——塑限(％)。
实验六 岩石及成土母质类型的野外认识
一、目的要素
土壤是母质上发育形戒的，母质的类型，对土壤性状和肥力有很大影响。 本实验主要观察学校附近的几种主要母质，了解各类母质的分布特征和特点，以及对土壤形成的影响。
二、主要内容
岩石风化产物有的就地堆积，形成残积物(母质)，有的在重力，水流等作用下，搬运到其它地方，形成各种沉积物(运积母质)，运积母质有坡积、洪积、近代河流冲积、湖积、风积、冰渍，还有第四纪沉积等，现就常见的几种简介如下：
1．残积母质
主要分布在山地丘陵顶部或坡度较大的部位，由于是就地风化未经搬运的风化物，虽然岩石太小碎块和各种颗粒大小都混杂分布，没有分选性，没有明显层次性，但仍可见到下层的岩石碎块比上层粗大。由于此母质来自其下的基岩，因此，此类母质的性质深受其下基岩的影响，残积母质疏松，通透性好，盐基淋失较多，发育的土壤，其pH值一股比较小些。由于易受冲剧，发育形成的土壤，土层较薄，土少石多。
2．坡积母质
主要分布在山脚及山坡坡度平缓的部位，由于风化产物经重力和雨水搬运，岩石碎块和颗粒大小极混杂，没有明显层次性，母质不是来自其下的基岩，土壤性状与异源母质的组成与性质有关，坡积母质一般较深厚，并承接上面来的各种盐基物质，所以形成的土壤层深厚，养分较丰富，pH值较高。
3．近代河流冲积母质
山区河谷的冲积物以卵石，砾石等物为主，中下游河谷冲积物以较细颗粒为主，这些沉积物由于经流水的长距离搬运，颗粒粒的分选性明显，形成离河床远近沉积物粗细不同，而呈现带状分布，由于各次沉积特点不同，上下层的颗粒粗细也有很大分异，形成明显的层次性，湖泊的静水沉积，使湖积物颗粒细，富含有机质，总之，河湖沉积母质形成的土壤，一般土层深厚，富含养分。
4．第四纪粘土沉积物
在武昌一带有两种，一为棕褐色，具有大量铁锰胶膜的粘重土层，有人
称为Q3层(尚有争论，也有人认为是Q2的上部)。另一为中更新世沉积的，具有红白相间网纹的棕红色土层，称为Q2，一般复盖在Q3层下，由于新构造运动或因地形、冲刷和人为等原因，也可能Q2层直接出露，而无Q3层复盖其上，这样就使土壤具有复杂多样的性状，对农业利用、改良都有很大差别。
三、实验步骤
1．在教师带领下，在学校附近观察几种母质类型：分布特点、类型特征以及对土壤形成的影响。
2．在观察母质类型时，结合鉴别所遇到的岩石种类，以复习巩固室内学习过的岩石鉴定特征。
实验七 土壤剖面及棕红壤观测实习
一、目的要求：
通过实习．一是增强对土壤剖面的认识．提高描述土壤剖面的技能；二是观察棕红壤剖面的形态特征，并结合该剖面的理化性质进行综合分析，要求望、闻、问，切结合，观察细致，剖析正确。
二、仪器设备
土铲，手锄，土钻，剖面刀，土壤坚实度计；
土壤色卡，土壤pH比色卡，记载表；
10%HCl溶液，pH混合指示剂，比色瓷盘；
l米的布卷尺或折足，土壤标本盒，布袋或塑料袋(采集分析土样用，其容量为1斤土左右)。
需采整段标本时要带整段标本盒。
三、实验内容：
(一)剖面的设置与挖掘
观察剖面以前，首先要了解观察点所处的地形部位，水势，农田基本建设(如坡改梯，平整土地，开挖渠道等），耕作栽培，深耕施肥，中耕、晒垡以及作物的种植和产量水平等情况。
在调查了解的基础上，将剖面设置在具有代表性的地点，不可在堆过肥、挖过坑、土埂、路边、人畜践踏的地方设置剖面。
挖掘的剖面坑，一般长4－5尺，宽2—3尺，深3尺，观察面垂直向阳，下坑一端作成阶梯，挖掘剖面时，堆土要尽量做到分层堆，表层土堆在一边，底层土堆在另一边，在观察面的上方留一保护区，不能堆土，也不能在其上践踏，要保持田间自然状况。
(二)剖面层次的划分
剖面是垂直的，在观察前用小刀挑成毛面，以突出的特征如颜色、质地、松紧度、新生体等划分层次的深度和厚度。深度从地表算起，采取连续记数法。例如第一层0－16厘米，第二层16—24厘米，第三层24－76厘米等。 土壤发生层的划分和命名
在土壤学发展的初期道库恰耶夫把土壤剖面分为三个发生层，即
A层——腐殖质积累表层
B层——过渡层
C层——母质层
这种用A、B、C符号来命名土层的方法被称为是传统的土层命名法。
后来不断有人研究并提出新的土层命名建议。土层的划分也越来越细。但至今还没有一个统一的土层命名方法，各国甚至各人有其自己的土层命名系统。但总的来说，基本的土层命名仍不脱离道库恰耶夫的ABC传统命名法。
1．基本发生层，或称主要土层(master horizons)
2．亚层的划分
3．过渡层的划分
4．根据成土作用特征划分土层时，采用一定字母符号放在主要土层符号的右下角。如：
Ah，Bh h表示腐殖质积累或淀积作用。
Bt t表示粘粒淀积作用。
Bir，Bfe ir，fe表示铁淀积作用。
Bca ca表示碳酸钙淀积作用。
5．异源母质的土层可在土层符号前加前缀I、II、Ⅲ等。但上部土层的母质符号I常可省略，只标记第Ⅱ、第Ⅲ„„等异源母质，如A1-A2-B1-IIB2-ⅡB3-IlCl-IC2。
(三)剖面形态特征观察项目
剖面形态特征观察包括干湿颜色、质地、结构、松紧度、新生体、侵入
体、酸碱度、石灰反应、孔隙、植物根系和底士母质等项目。观察时由上而下逐层进行，要求观察细致，记载详细。
各项特征标准如下：
1．干温度：田间观察时，可分为四级：
级别 干湿度 标 准
(1) 干 用手挤压，盛觉不到土壤湿润
(2) 润 用手握土，感到湿润，但不会残留湿的痕迹
(3) 潮 不加水可湿测土壤质地，用手挤不出水，但手上会残留湿
的痕迹
(4) 湿 不仅可湿测土壤质地，而且沾手，用手可挤出水来
2．颜色：它是土壤化学组成的外在标志，一般说来，腐殖质是黑色，氧化铁是红色，水化氧化铁是棕、黄色，还原态的铁是淡绿、灰兰色，氧化硅粉末、碳酸钙、高岭土等是白色或灰白色，锰的氧化物是棕褐色等等。
观察土壤颜色，可以初步了解土壤肥力状况和土壤发育程度等，一般土壤呈黑、灰或棕灰色，表示腐殖质含量高，是好土色，土壤较肥沃，群众常用“黑”、“油”、“乌”等字眼来命名这类土壤。红、黄、白表示土壤腐殖质缺乏，是坏土色，土壤薄瘦。观察时还要注意区别含煤屑的“炭浆土”和有黑褐色铁锰胶膜的“猪肝土”，这些土看起来黑油油，却是坏土色，是瘦瘠的土壤。 由于土壤成分复杂，土色混杂，很少是单一色泽，观察时要分清主色和付色，主色在后，付色在前，如灰棕色，就是棕色为主，灰色为辅，还可用“深”或“浅”(××色夹××色，××色带××色等描述，也可采用日常见到的各种器物的颜色，使之生动逼真，如猪肝色、鸭蛋青、酱黄色等。如有土壤色卡，可用色卡比色鉴定土壤颜色。
观察记载土色时应注意：
(1)在散射光下观察土体的自然断裂面的颜色。
(2)除渍水土壤和水稻土的一些颜色应以室外当即确定为标准外，一般旱地土壤的颜色都以干土颜色为标准。
(3)质地：见实验一。
4．结构：见实验四。
5．松紧度:指各土层的松紧程度，它直接影响作物根系的穿插，耕作的难易和质量，松紧度一般可以用小刀等插入土中的难易和深度分为疏松、稍紧实、紧实、坚实、很坚实等五级来描述。
如有土壤坚实度计，则用其在各层壁上掀压，记下刻度(单位为公斤/厘米2)，以更确切地鉴定土壤的松紧度。
6．新生体：土壤中的新生体是土壤形成过程中的产物，它是确定土壤类型、鉴定土壤
肥力的重要依据之一，常见的新生体有：
二氧化硅(SiO2):白色，常呈粉末状，存在于结构面上。
碳酸钙(CaCO3)：常呈结核、结皮、粉末等形态存在，如砂姜，滴入稀盐酸有泡沫反应。
铁锰氧化物和氧化物(Fe2O3.nH2O,MnO2,Fe(OH)3等)，常见的有铁锰胶膜，铁锰结核、铁子(乌枚子），铁盘，铁锰斑块，锈色条纹等,颜色复杂，呈锈棕色、猜肝色、黑色等，这类化合物存在多，固定磷的能力强，易造成土壤速效磷缺乏。
亚铁化合物(FeSO3，Fe3(PO4)2.8H2O)带深兰、淡兰或绿色。
易溶性盐类(NaCl，Na2SO4.10H2O，MgCl2,CaCl2),白色，在土面常见的呈盐霜和结皮状，在剖面层中呈盐霜．脉纹和粉粒状。
石膏(CaSO4.2H2O)：白色或稍带黄色．是在土层内细小或较大的孔隙或孔洞中常见的脉纹状物，假菌丝体，结核状物，有时石膏在土面上形成结皮和盐霜。
7．侵入体：混入土中的砖块，瓦片和石块等，它反映这一土地历史情况。
8．pH值，见实验四。
9．石灰反应：见实验四。
10．孔隙：观察孔隙、裂缝、虫孔等分布情况。
此外，应注意观察记录植物根系的分布(各层植物根系的数量和粗细），底土母质的情况以及根据土体特点和其环境条件、农业利用情况进行对该土壤的综合描述。
(四)土壤剖面记载以后，为了研究整个土壤剖面的土壤情况，可分别采集各层土壤，带回室内进行较全面的土壤理化性质的分析，也可在现场测定某项目。
采集化验标本。一般都在每一种土壤类型的主要剖面内挑选，采样时，应先将观察的剖面削去一薄层，露出新鲜土壤，然后自下而上逐层取样，表土层或耕作层全层均匀采取，以下各层只采取层中心部位，采样时要避免侵
入体或其它偶然性的东西混入。一股主要是化验耕作层，可以围绕主要剖面周围采10点以上的耕层土壤，每点土样宽度、深度、长度力求一致，取完后，各点混合均勺，用对角四分法除去多余土样，留一斤左右装入袋中。土袋内外要挂放标签，说明剖面的号码、地点、采样深度，采样日期，采样人等，并带回室内风干备用。化验顼目主要有土壤酸碱度、土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速教钾等。
土壤标本的采集，一般分两类:
1．纸盒标本：用于剖面比较、分类、对照和评土之用。此标本的采集应特别注意代表性和保持土壤结构体原样，使其主要形态特征在纸盒标本上能反映出来。因此，要用剖面刀取一完整土块置于土盒中，保持原样状态，不能用手压实标本，采样顺序同样是由下而上逐层采集，标本采好后，在盒盖上注明剖面号码、土壤名称或代号、地形、母质、植被、采样地点、日期、采样人姓名，为了避免标本多时易搞错，在盒盖盒底上要注明同样的剖面号码。
2．整段标本：主要用于陈列和教学用，这种标本只在典型的土类上采集，采集方法是：
在土坑壁上挖一个与标本木盒内空大小（一般标本木盒内空长l00厘米，宽20厘米，厚8厘米)相一致的长方形土柱，然后将木框套在土柱上，削平加盖，用螺旋钉旋紧，用铲尖沿土柱内缘垂直切断土柱(切时扶住带木框的土柱，顺势放下，勿使土柱断裂、破碎），削平，加盖即可。
实验八 土壤水吸力的测定
土壤水吸力是反映土壤水分能态的指标，它是在水分随一定土壤吸力状况
下的水分能量状态，以土壤对水的吸力来表示。植物从土壤中吸水，必须以更大的吸力来克服土壤对水的吸力，因此土壤水吸力可以直接反映土壤的供水能力以及土壤水分的运动，较之单纯用土壤含水量反映土壤水分状况更有实际意义。测定土壤水吸力是控制土壤水分状况，调节植物吸收水分和养分的一种重要手段。 一、测定原理
本实验采用张力计测定土壤水吸力。当充满水、密封的土壤张力计插入水分不饱和的土壤后，由于土壤具有吸力，便通过张力计的陶土管壁“吸”水。陶土管是不透气的，故此时仪器内部便产生一定的真空，使负压表指示出负压力。当仪器与土壤吸力达平衡时，此负压力即为土壤水吸力。 二、土壤张力计构造
土壤张力计由下列部件所组成：
l、陶土管：是土壤张力计的感应部件，它有许多细小而均匀的孔隙。当陶土管完全被水浸润后，其孔隙间的水膜能让水或溶液通过而不让空气通过。
2、负压表：是土壤张力计的指示部件，一般为汞柱负压表或弹簧管负压表。 3、集气管：为收集仪器里的空气之用。 三、测定方法
1、仪器的准备：在使用土壤张力计之前，为使仪器达到最大灵敏度，必须把仪器内部的空气除尽，方法是：除去集气管的盖和橡皮塞，将仪器倾斜，注入经煮沸后冷却的无气水，注满后将仪器直立，让水将陶土管湿润。并见有水从表面滴出。在注水口塞入一个插有注射针的橡皮塞，进行抽气，此时可见真空表指针移至400毫来汞柱左右，并有气泡从真空表中逸出，逐渐聚集在集气管中。拨出塞子则真空表指针返回原位。继续将仪器注满无气水，同上抽气，重复3—4次，仪器系统中的空气便可除尽，盖好橡皮塞和集气管盖，仪器即可使用。
2、安装：在需测量的田块上选择好有代表性的地方，以钻孔器开孔到待测
深度，将张力计插入。为了使陶土管与土壤接触紧密，开孔后可撤入少量碎土于孔底，然后插入仪器，再填入少量碎土，将仪器上下移动，使陶土管与周围土壤紧接。最后再填入其余的土壤。
3、观测：仪器安装好以后，一般需2小时到一天方与土壤吸力平衡，平衡后便可观测读数。读数时可轻轻敲击负压表，以消除读盘内的摩擦力，使指针达到应指示的吸力刻度。一般都在早晨读数，以避免土温变化的影响。
4、检查：使用仪器过程中，定期检查集气管中空气容量，如空气容量超过集气管容积2／3，必须重新加水。可直接打开盖子和塞子，注入无气水，再加盖和塞密封。若这样加水会搅动陶土管与土壤接触，则需拔出重新开孔埋设。
埋在土中的陶土管至地面负压表之间有一段距离，在仪器充水时对陶土管产生一静水压力，负压表读数实际上包括这一静水压力在内，因此在读数中应减去一校正值（零位校正），即陶土管中部至负压表的距离。一般测量表层时，此校正值忽略不计。 四、实验作业
1、制作
附表：毫米汞柱、毫巴与帕斯卡对照表
土壤学实验指导书
（农业资源与环境专业）
华中农业大学
目录
实验一 土壤质地的测定 ................................................... 3
比重计速测法 ................................................................................................................... 4 土壤质地测定（吸管法） ............................................................................................... 8 土壤质地手测法（适用于野外） ................................................................................... 9 实验二 土壤容重和孔性的测定和计算 ...................................... 11 实验三 土壤团聚体组成的测定 ............................................ 14 实验四 土壤结构形状的观察及微团聚体分析 ................................ 17 实验五 土壤流限和塑限的测定 ............................................ 20 实验六 岩石及成土母质类型的野外认识 .................................... 24 实验七 土壤剖面及棕红壤观测实习 ........................................ 26 实验八 土壤水吸力的测定 ................................................ 31
实验一 土壤质地的测定
土壤质地是土壤的重要特性，是影响土壤肥力高低、耕性好坏、生产性能优劣的基本因素之一。测定质地的方法有简易手测鉴定法、比重计法和吸管法。本实验介绍比重计法，要求掌握比重计法测定土壤质地的原理，技能和根据所测数据计算并确定土壤质地类别的方法。 一、司笃克斯定律在土壤颗粒分析中的应用
土壤颗粒分析的吸管法和比重计法是以司笃克斯定律为基础的，根据司笃克斯(Stokes,1845)定律，球体在介质中沉降的速度与球体半径的平方成正比，与介质的粘滞系数成反比，关系式为： V=
22d1-d2
gr 9η
V：半径为r的颗粒在介质中沉降的速度(厘米/秒)； g：物体自由落体时的重力加速度，为981厘米／秒2； r：沉降颗粒的半径(厘米)； dl:沉降颗粒的比重(克/厘米3)； d2:介质的比重(克／厘米3)； η:介质的粘滞系数(克／厘米.秒)。
这是由于小球在广大粘滞液体中作匀速的缓慢运动时，小球所受阻力(摩擦力)：
F=6πrηv
(π为圆周率)，而球体在介质中作自由落体沉降运动时的重力(F)是由本身重量(P)与介质浮力即阿基米德力(FA)之差：
4344
πrgd1-πr3gd2=πr3g(d1-d2)
33 Fˊ=P－FA =3
当球体在介质中作匀速运动时，球体的重力(Fˊ)等于它所受到的介质粘
43
πrg(d1-d2)3滞阻力(F)，即=6πrηv
43
πrg(d1-d2)2
d-d2∴V==gr21
6πrη9η
又 球体作匀速沉降时S=vt(S－距离，厘米；V-速度，厘米/秒；t一时间.
秒)。 ∴t=
gr9
S
212
η
由上式，可求出不同温度下,不同直径的土壤颗粒在水中沉降一定距离所需的时间。 二、方法原理：
将经化学物理处理而充分分散成单粒状的土粒在悬液中自由沉降，经过不同时间,用甲种比重计
比重计速测法
一、试剂与仪器 试剂：
l.0.5N氧氧化钠(化学纯)溶液，0.5N草酸钠(化学纯)溶液，0.5N六偏磷酸钠(化学纯)
溶液，这三种溶液因土壤pH值不同而选一种。 2．异戊醇(化学纯) 3．2%碳酸钠(化学纯)溶液。
4. 软水，其制备是将200毫升碳酸钠钠加入1500毫升自来水中，待静置一夜，沉清后，上部清液即为软水，2%碳酸钠的用量随自来水硬化度的加大而增加。
仪器：
l.甲种比重计(即鲍氏比重计)；刻度范围0-60,最小刻度单位1.O克／升，使用前应进行校正。
2．洗筛²孔径为0．1毫米，筛子直径为5厘米的小铜筛。 3．土壤筛：孔径为3.1,O.5,O.25毫米。 4．搅拌棒，带橡皮头的玻棒。
5.沉降筒(1000毫升）量筒(100毫升），三角瓶(500毫升），漏斗(直径7厘米,4厘米），洗瓶，普通烧杯，滴管等。
6.电热板，计时钟，温度计(±0．1C)，烘箱(5-200℃），天平(感量0.0001克和0.Ol克两种)，铝盒等。 二、操作步骤：
1．称样：称取通过1毫米筛孔的风干土样50克(精确到0．01克)，置于500毫升三角瓶中，加蒸馏水或软水湿润样品，另称10克(精确到0．0001)土样置于铝盒内，在烘箱(l05℃)中烘至恒重(约6小时)，冷却称重，计算吸湿水含量和烘干土重。
2. 样品分散：石灰性土壤(50克样品)加O.5N六偏磷酸钠60毫升，中性土壤(50克样品)加0.5N草酸钠20毫升，酸性土壤(50克样品)加0.5N氢氧化钠40毫升，然后,常用煮沸法对样品进行物理分散处理，即在已加分散剂的盛有样品德500毫升三角瓶中，再加入蒸馏水或软水，使三角瓶内土液体积约达250毫升，盖上斗，摇动三角瓶，然后后放在电热板上加热煮沸，在煮沸前应经常摇动三角瓶，以防土粒沉积瓶底结成硬块或烧焦，煮沸后保持沸腾1小时。
3． 制备悬液：将筛孔直径为0.1毫米的小铜筛放在渭斗上，一起搁在l000毫升沉降筒上，将冷却的三角瓶中悬液通过0.1毫米筛子，用带橡皮头玻棒轻轻洗擦筛上颗粒，并用蒸馏水或软水冲洗至＜0.1毫米的土粒全部进入沉降筒，筛下流出清液为止，但洗入沉降筒的悬液量不能超过l000毫升。 将留在小铜筛上的＞0.1毫升砾砂粒移入铅盒内，倾去上部清液，烘干称重并计算百分数，用
1,0.5,0.25
毫米孔径筛分，
3-1,1-0.5,0.5-0.25,0.25-0.1毫米砾石或砂粒分别称重并计算百分数。 将盛有土液的沉降筒用蒸馏水或软水定容至1000毫升，放置于温度变化小的室内平放桌面上，排列整齐，编号填入记录表，并准备比重计，秒表(或闹钟），温度计(±0.1℃)等。
4．测定悬液比重：将盛有悬液的沉降筒置于昼夜温度变化较小的平稳试验桌面上，测定悬液温度，用搅拌棒搅拌悬液1分钟(上下各约30次），记录开始时间，按表1-l中所列温度时间和粒径的关系，根据所测液温和待测的粒级最大直径值，选定测比重计度数的时间，提前将比重计轻轻放入悬液中，到了选定时间即测记比重计读数，将读数进行必要的校正后即代表直径小于所选定的毫米数的颗粒累积含量，按照上述步骤，就可分别测出＜0.05、＜0.01、＜0.001mm等各级土粒的比重计读数。 5．结果计算
①将风干土样重换算成烘干样品重： 烘干土样重（克）=
风干土样重（克）
⨯100
吸湿水%+100
②对比重计读数进行必要的校正
校正值=分散剂校正值＋温度校正值
其中:a、分散剂校正值=加入分散剂的毫升数³分散剂的当量浓度³分散剂毫克当量重量(毫克)³l0-3 (g/l) b．温度校正值查表1-2。
校正后读数＝原读数－校正值 ③小于某粒径土粒含量%＝
校正后读数
⨯100
烘干土样重
〉0.1mm颗粒烘干重
⨯100
烘干土样重
④大于0.1mm粒径土粒含量%＝
⑤将相邻两粒径的土粒含量百分数相减，即为该两粒径范围的粒级百分含量。
表1-1 小于某粒径颗粒沉降时间表（比重计速测用）
表1-2 甲种比重计温度校正表
土壤质地测定（吸管法）
1. 称样：称样20.00g（两份）测定吸湿水和制备悬液。
2. 悬液的制备：将样品放入高脚烧杯中，分次加入10ml0.5N的氢氧化钠，
用皮头玻棒碾磨搅拌10分钟，加去软水至250ml，盖上小漏斗，于电热板上煮沸，煮沸后保持1小时（间断搅拌），使样品充分分散，使样品冷却，通过0.25mm孔径筛洗入沉降筒中 3. 样品悬液吸取：
定容1000ml。
测量温度：查表1-3深度10cm或5cm所需要的时间。 记录开始时间和各级吸取时间（0.05mm, 0.002mm两级）。 搅拌均匀，静止到规定的时间。
在吸取前，将吸管放于规定深度处，按所需时间提前10s开始吸，吸取25ml时间控制在20秒。将吸取的悬液全部移入已知重量的烧杯中，并洗干净。
将盛有悬液的小烧杯放在电热板上蒸干，然后放入烘箱，在105-110℃下烘6小时至恒重，取出置于真空干燥器内，冷却20分钟后称重。 4. 结果计算：
小于某粒级颗粒含量百分数的计算：
X%=
GV⨯1000
⨯100
样品烘干重⨯吸管容积
土壤颗粒分析各级粒级吸取时间表
土壤质地手测法（适用于野外）
（一）方法原理
根据各粒级颗粒具有不同的可塑性和粘结性估测土壤质地类型。砂粒粗糙，无粘结性和可塑性；粉粒光滑如粉，粘结性与可塑性微弱；粘粒细腻，表现较强的粘结性和可塑性；不同质地的土壤，各粒级颗粒的含量不同，表现出粗细程度与粘结性和可塑性的差异，本次实验，主要学习湿测法，就是在土壤湿润的情况下进行质地测定。
（二）操作步骤
置少量（约2克）土样于手中，加水湿润，同时充分搓揉，使土壤吸水均匀（即加水于土样刚好不粘手为止）。然后按表1-4规格确定质地类型。
表1-4 田间土壤质地鉴定规格
实验二 土壤容重和孔性的测定和计算
土壤容重和孔性与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措 等有关。它是衡量土壤组成，土壤颗粒间排列、通气透水和保肥性能等的一项重要的基本性质，其有关数据是土壤理化分析很多项且计算中的基本数据。 测定土壤容重的方法很多，有环刀法、蜡封法、水银推开法、温度－密度仪法等。本实验介绍环刀法，要求掌握测定土壤容重的环刀法以及容重和土壤孔性的计算，了解容重和土壤孔性之间的相互关系。
1．仅器设备
容重采土器，天平(感量0.1克和0.01克各一架)；烘箱；削土刀；铝盒，干燥器等。
2：操作步骤：
(1)在室内用l／100天平称铝盒重，同时测量钢质取土筒的容积，称取土筒的重量。
(2)把钢质取土筒装入压力套筒内然后用力压入土中，压入的深度要超过钢质取土筒的高度约一厘米左右，若需分层取土测定，则需挖土坑，按规定分层取土，如果只测表土，则不必挖坑，只需把土表杂物去掉，铲成平面，将采土器直接压入土中采取土壤。
(l)把取土筒从压力套筒中取出，用盖把取土筒的上端盖住，并把取土筒翻转过来，小心地削去多余的土壤，使之和筒口一样平齐，盖上铁盖或纸，把取土筒再翻过来，小心削去另一端多余的土壤，使之与筒口一样平齐，除去粘附在取土筒外壁的土粒，然后将盛土的取土筒两端立即加盖，放入烘箱中在105℃条件下连续烘24小时至恒重。
(4)从烘箱中取出样品，称重为W1，去掉环刀内土样，擦干环刀，称其环刀重量计为W2。
3．结果计算；
(1)取土筒容积按下式计算:
V=πr2h
式中: V：取土筒容积(厘米3)
r：取土筒内半径(厘米)
h：环刀高度(厘米)
π：圆周率。
(2)按下式计算土壤容重：
D=W1-W2 V
(3）此法允许绝对平等误差＜0.03克／厘米3，取算术平均值。
二、毛管孔隙度的测定
l．仪器设备：
天平(感量0.1克和0.0l克各一架);容重采土器；烘箱；削土刀；铝盒；干爆器；搪瓷托盘等。
2．测定步骤：
(1)在室内用l／100天平称铝盒重，同时测定取土筒的容积，称取土筒的重量。
(2)样品的采集与土壤容重的测定相同，应尽量避免破坏原状土的结构，有时亦可和测定容重结合起来取土测定土壤毛管孔隙度。
(3)将盛土的取土筒的一端(筒内土壤已削平)，先以滤纸包住，再包一层砂布，然后用橡皮筋扎紧，以此端为底放入用搪瓷托盘内铺沙加水制成的吸水盘内，使之吸水。
(4)经过一天后，从吸水盘中取出盛土之取土筒，称重，以后每隔一天称一次，直至恒重(两次称量之差小于O.2克），此时表示土壤毛细管己被水分饱和。
(5)取土简内的土样吸水膨胀后，用削土刀削去胀到筒口外面的土样，去掉滤纸等物并立即称重，准确至0.1克，计为W3。
(6)称重后，放入烘箱中烘至恒重，取出称重。计为W4。
3．结果计算：
(1)按下式计算土壤毛管孔隙度
Pc%=W3-W4⨯100 V
式中：Pc：壤毛管孔隙度(％)
V：取土筒容积(厘米3)
W3:取土筒内湿样重(克)
W4:取土筒内烘干土重(克)
(1)此法进行3-4次平行测定，重复间误差不得大于l％，算术平均值。
三、土壤孔性的有关计算
(l)土壤总孔隙度
- Pt%=(1D⨯)1 00d
式中:Pt:总孔隙度（％）
D:土壤容重(克/厘米3)
d:土壤比重(克／厘米3，一般采用2.65计算)
在没有比重值或不用比重值的情况下，也有直接用容重，通过经验公式算出土壤总孔隙度的，其经验公式为：
Pt%＝93.947-32.995D
(2)土壤非毛管孔隙度：
Pn%＝Pt%－Pc%
式中：Pn:土壤非毛管孔隙度(％)
(3)土壤三相比：
以该土壤达到毛管持水量时的情况练习计算土壤的三相比。
Z＝m:W:(Pt-W)
式中:Z:土壤三相比
M:单位容积中固相部分所占％=1-Pt%
W:土壤含水率，以容积％表示。
(Pt-W):土壤空气容量，以容积％表示。
(4)土壤孔隙比：
∑=1-Pt%Pt%
式中:∑:土壤孔隙比(即土壤孔隙与固体部分间的体积比)。
实验三 土壤团聚体组成的测定
土壤的结构状况是鉴定土壤肥力的指标之一，它对土壤中水分、空气、养分、温度状况以及土壤的耕作栽培都有一定的调节作用，具有一定的生产意义，土壤结构性状通常是由测定土壤团聚体来鉴别的。
本实验介绍人工筛分法，此法分两部分，先对风干样品进行干筛，以确定干筛样品中各级团聚体的含量，然后在水中进行湿筛．确定水稳性团聚体的数量。
一、仪器：
1．沉降筒(1000毫升)；水桶(直径33厘米，高43厘米)。
2．土壤筛一套(直径20厘米，高5厘米)，并附有装待子的铁夹子。
3．天平(感量0.0l克)，铝盒、烘箱，电热板，干燥器等。
二、样品的采集和处理：
田间采样要注意土壤不宜过干或过湿，最好在土不沾锹，经接触而不易变形时采取，采样要有代表性，采样深度看需要而定，一般耕作层分两层采取，要注意不使土块受挤压，以尽量保持原来结构状态，最好采取一整块土壤，削去土块表面直接与土锹接触而已变形的部分，均匀地取内部未变形的土样(约2公斤)，置于封闭的木盘或白铁盒内，带回室内。
在室内，将土块沿自然结构轻轻地剥成直径约10-12毫米的小样块，弃去粗根和小石块，剥样时应避免土壤受机械压力而变形，然后将样品放置风干2-3天，至样品变干为止。
三、操作步骤
(一)干筛：将剥样风干后的小样块，通过孔径顺次为10、7、5、3、2、l、0.5、0.25毫米的筛组进行干筛，筛完后，将各级筛子上的样品分别称重(精确列0.Ol克），计算各级干筛团聚体的百分含量和＜O.25毫米的团聚体的百分含量，记载于分析结构表内。
(二)湿筛：
1．根据干筛法求得的各级团聚体的百分含量，把干筛分取的风干样品按比例配成50克，(不把
2．将上述按比例配好的50克样品倾入1000毫升沉降筒中，沿筒璧徐徐加水，使水由下部逐渐湿润至表层，直至全部土样达到水分饱和状态，让样
品在水中共浸泡l0分钟。这样，逐渐排除土壤中团聚体内部以及团聚体间的全部空气，以免封闭空气破坏团聚体。
3．样品达到水分饱和后，用水沿沉降筒壁灌满，并用橡皮塞塞住筒口，数秒钟内把沉降筒簸倒过来．直至筒中样品完全沉下去，然后再把沉降筒倒转过来，至样品全部沉到筒底，这样重复倒转10次。
4．将一套孔径为5、3、2、l、0.5、0.25毫米的筛子，用白铁(或其它金属)薄板夹住，放入盛有水的木桶中，桶内的水层应该比上面筛子的边缘高出8-l0厘米。
5．将塞好的沉降筒倒置于水桶内的一套筛子上，拔去塞子，并将沉降筒在筛上(不接触筛底)的水中缓缓移动，使团粒均匀分散落在筛子上，当大于0．25毫米的团聚体全部沉到筛子上后，即经过50-60秒钟后塞上塞子，取出沉降筒。
6．将筛组在水中慢慢提起(提起时勿使样品露出水面)然后迅速下降，距离为3—4厘米，静候2－3分钟，直至上升的团聚体沉到筛底为止，如此上下重复l0次，然后，取出上面两个筛子，再将下面的筛子如前上下重复5次，以冼净其中各筛的水稳性团聚体，最后，从水中取出筛子。
7．将筛组分开，留在各级筛子上的样品，用水洗入铝盒中，倾去上部清液，烘干称重(精确到0.01克)，即为各级水稳性团聚体重量，然后计算各级团聚体含量百分数。登记于分析结果表。
四、结果计算:
1.各级团聚体含量%=各级团聚体的烘干重（克）⨯100 烘干样品重（克）
2．各级团聚体%的总和为总团聚体%。
3．各级团聚体占总团聚体的%=各级团聚体%⨯100 总团聚体%
4．总团聚体占土样的%=总团聚体的烘干重（克）⨯100 烘干样品重（克）
5．必须进行2-3次平等试验，平行绝对误差应不超过3-4%。
注，土壤中＞0.25毫米的颗粒(粗砂、石砾等)影响团聚体分析结果，应从各粒级重量中减去。
附：有时为了方便，快速的测定水稳性和非水稳性团粒的数量也可用下法：取九个直径为l50毫米的培养皿(内垫同样大小的滤纸)顺序排列，贴上标签，分别将已过干筛的各级团聚体，各任选50粒，放于皿中的滤纸上，用皮头滴管加水(加水时要特别性意适量)，直到滤纸上出现亮水膜为止。开始
记下时间，20分钟后，计算破碎的土粒占所放土粒的百分数，此数即为非水稳住团聚体的含量。将其乘以原来干筛后计算出的该粒级含量，则得实际非水稳性团聚体含量。
将各级团聚体的总含量减去各级实际非水稳性团聚体含量即为各该级水稳性团聚体含量。
土壤团聚体分析结果表
实验四 土壤结构形状的观察及微团聚体分析
一、土壤结构形状的观察
土壤颗粒往往不是分散单独存在，而是以不同原因相互团聚成大小、形状和性质不同的土团、土块或土片，称为土壤结构。土壤结构影响土壤孔性，从而影响土壤水、气、肥状况和土壤耕性。因此鉴定土壤结构是观察土壤剖面的一个重要项目，也是分析土壤肥力的一项指标。本次实验观察土壤结构标本，为野外土壤剖面观察记载打好基础。
（一）土壤结构类型
结构类型的划分见表4-1。
表4-1 土壤结构类型及大小的区分标准
(二)观察方法
在野外观察土壤结构时，必须挖出一大块土体，用手顺其结构之间的裂隙轻轻掰开，或轻轻摔于地上，使结构体自然散开，然后观察结构体的形状、大小，与附表对照，确定结构体类型。再用放大镜观察结构体表面有无粘粒或铁锰淀积形成的胶膜，并观察结构体的聚集形态和孔隙状况。观察完后用手指轻压结构体，看其散开后的内部形状或压碎的难易，也可将结构体侵泡于水中，观察其散碎的难易和散碎的时间，以了解结构体的水稳性。
二、土壤pH值的测定—一混合指示剂比色法
l．混合指示剂的配制
用天平准确称取等量的(0.2500克)溴甲酚绿、溴甲酚紫、甲酚红放入玛瑙研钵中(如没有玛瑙研钵可用瓷研钵，但要洗得很干净，并且不需如碱研磨，否则影嘀测定结果)，加约l5毫升0.1N氢氧化钠及5毫升蒸馏水共同研磨，然后用蒸馏水稀释至l000毫升。贮存于棕色瓶中备用，此指示剂适用于测定pH4—8的土壤。
2．测定步骤
取黄豆大小的土块，放入擦干净的比色瓷板的穴中，加入2－3滴混合指示剂至有少许液体流出为度，轻轻振荡约半分钟，倾斜瓷板或汤匙，使液体流出，与标准比色卡进行比色，准确读出土壤pH值的教字。
表4-2 混合指示剂滴入土壤后的变色范围
三、石灰反应(泡沫反应)的测定
含有碳酸钙(CaCO3)的土壤或母岩，当滴入盐酸时则放出CO2气泡，称为泡沫反应，其反应式为:
CaCO3+2HCl—CaCl2+H2O+CO2
测定方法：取一小块土置于白瓷板的穴中，预先加入几滴水(以排除土壤中的空气），再将10％HCl滴在土上(母岩可以直接滴入盐酸），仔细观察放出气泡的情况，可以确定有无碳酸钙及其含量的多少。按放出气泡的情况，泡沫反应程度可分四类
四、思考题： 在观察土壤结构时，能否强行用力将大土块分开？
实验五 土壤流限和塑限的测定
土壤的流限、塑限以及二者之差——塑性指数是鉴定土壤力学性质的重要指标．对土壤的耕作栽培有着很重要的意义，通过实验，要求掌握土壤流限、塑限测定的方法以及土壤流限、塑限和塑性指数的计算。
一、土壤流限的测定
1．方法原理
本实验介绍锥式流限仪测定的方法，此法是以圆锥体沉入法原理为依据的，这就是，当顶角为Ψ的圆锥体沉入土体时，圆锥与土体接触面（A)的剪切强度（τ)如下：
ψψψPCosPCos== τ=AπrLπh2tg2
式中；Ψ——圆锥体顶角度数;
A——圆锥与土体接触面积(厘米2);
r——土体表面与圆锥相切处的圆截面半径 ψ r=htg 2
L——土体表面与圆锥体相切处至圆锥顶端的距离 h L= Cos2
h——圆锥入土深度
当粘滞塑性体具有一定稠度(结持力)时，无论P值如河，值保持不变，因此，PCos可根据这种关系测定土壤流限，用圆锥测定法测定土壤流限，规定顶角(Ψ)为30°，重76克的圆锥体沉入土体10毫米时的土壤含水量为流限，按上式可算出这时土壤的抗剪强度为0．80公斤／厘米2
2．仪器设备
锥式流限仪：包括不锈钢制的圆锥体，平衡球，试杯和底座。
天平(感量0.0l克)；
蒸发皿(直径11厘米)，
铜筛(孔径0.5毫米)，
铝盒，调土刀，凡士林，烘箱，干燥器等。
3．操作步骤
(1)取通过0.5毫米筛孔之风干土样5O克左右，(或取一定量的通过0.5毫米筛孔的处于天然含水量的土样)放入瓷蒸发皿中，加水调拌成稠糊状，用湿布盖上，静置一夜(若采用的是天然含水量很高的土样，也可不经静置，立即调匀进行试验。
(2)将上述样品用调土刀彻底调拌分层装入试杯，装入时需注意勿使土体内留有空隙或气泡，用刀仔细刮除多余土样直至土面与杯口齐平。
(1)将流限仪底座置于平稳桌面上，检查圆锥仪是否平衡，然后拭净量平衡锥，涂上一薄层凡士林于摊体上，握住锥体上端手柄，使锥体垂直试杯中的样品中心，然后放开手指，使锥体以其自重沉入土壤样品中。
(4)若锥体经约l5秒钟后，圆锥沉入深度＞10毫米或＜10毫米，表明样品含水量高于或低于流限，必须取出样品于蒸发皿中重新调拌(若样品过湿．应在空气中调拌使水分蒸发，切忌用渗入风干土混合调拌的方法)。取出样品时要赐除粘有凡士林的样品。
(5)直至锥体沉入深度恰为l0毫米(圆锥体环形刻度线)时，取出锥体，用调土刀挖取锥孔附近试样10克以上(注意不应取粘有凡士林的土)。以烘干法测其含水量，即为流限。
4．结果计算：
按下式计算土壤流限，精确到0.1%。
Wr=g1-g2⨯100 g2-g0
式中:Wr—一土壤流限(％)
g1——铝盒+湿样重
g2-——铝盒+烘干重
g0——铝盒重(克)
本试验每个样品均须进行两次平行测定，取其算术平均值，以整数(％)表示，其允许平行绝对误差≤2％。
此外，须注意：
(1)本方法适用于有机质
(2)每次测定后锥体必须涂抹凡士林。
二、土壤塑限的测定
本实验介绍滚搓法。
1．仪器设备
毛玻璃板(10³l5厘米或15³20厘米)，
天平(感量0.01克)；
蒸发皿(直径ll厘米)；
铝盒、烘箱、干燥器、调土刀、滴管、直径为3毫米铁丝等。
2．操作步骤
(1)取通过0．5毫米筛孔的风干土样30克左右(或取一定量的通过0．5毫米筛孔的处于天然含水量的土样）放于瓷蒸发皿中，适当加水调拌．仅把土样浸湿即可，然后用湿布盖上静置一夜，(若采用的是天然含水量较高的土样，也可不经静置，立即调拌进行试验)。或者可直接从流限测定中已制备好的试样中取样。
(2)为在试验前使试样的含水量接近于塑限，可将试样放在手中捏揉至不粘手为止，或放在空气中稍为晾干。
(3)取含水量接近于塑限的试样一小块，甩手捏成团放在毛玻璃扳上用手掌轻轻滚搓。滚搓时，要注意均匀施压，开始时可稍加压力，待接近土条直径为3毫米时只轻轻压，同时，土条在任何情况下不容许产生中空和硬壳现象。
(4)若土样搓成直径3毫米的土条时未产生裂缝及断裂，表示这时土样的含水量高于塑限，应将其重新捏成一团，按步骤(3)继续滚搓，直至土条直径达3毫米时，产生裂缝，并开始断裂为止。
(5)取滚搓断裂直径为3毫米的土条约4～5克，立即放入铝盒中称重(注意防止水份蒸发)，测定其含水量，即为塑限。
3．结果计算
按下式计算土壤塑限，精确至0.1%。 Wp=g3-g4⨯100 g4-g0
式中：Wp—一土壤塑限(％）;
g3——铝盒+土样湿重(克)；
g4——铝盘+土样烘干重(克);
g0——铝盒重(克)。
本试验须进行两次平行测定，取其算木平均值，以整数(％)表示。允许绝对平行误差，粘土组和壤土组≤2%，砂土组≤l%。
此外，须注意：
(1)对高塑性土样，搓至3毫米直径而断成短条时，即可收集土样称重测其含水量，但对低塑性土样，当滚搓至3毫米直径时，如已出现裂缝但并未断裂，若再搓滚又即破碎，此时即达塑性。
(2)本方法适用范围同流限测定，如土条在任何含水量情况下，始终在直径＞3毫米时就断裂，则认为该土样无塑限。
(3)每做完一个样品，应擦净毛玻璃板，避免彰响下一样品的试验。
三、塑性指数和计算：
Ip(%)=Wr-Wp
式中：Ip——塑性指数(％)；
Wr——流限(％)；
Wp——塑限(％)。
实验六 岩石及成土母质类型的野外认识
一、目的要素
土壤是母质上发育形戒的，母质的类型，对土壤性状和肥力有很大影响。 本实验主要观察学校附近的几种主要母质，了解各类母质的分布特征和特点，以及对土壤形成的影响。
二、主要内容
岩石风化产物有的就地堆积，形成残积物(母质)，有的在重力，水流等作用下，搬运到其它地方，形成各种沉积物(运积母质)，运积母质有坡积、洪积、近代河流冲积、湖积、风积、冰渍，还有第四纪沉积等，现就常见的几种简介如下：
1．残积母质
主要分布在山地丘陵顶部或坡度较大的部位，由于是就地风化未经搬运的风化物，虽然岩石太小碎块和各种颗粒大小都混杂分布，没有分选性，没有明显层次性，但仍可见到下层的岩石碎块比上层粗大。由于此母质来自其下的基岩，因此，此类母质的性质深受其下基岩的影响，残积母质疏松，通透性好，盐基淋失较多，发育的土壤，其pH值一股比较小些。由于易受冲剧，发育形成的土壤，土层较薄，土少石多。
2．坡积母质
主要分布在山脚及山坡坡度平缓的部位，由于风化产物经重力和雨水搬运，岩石碎块和颗粒大小极混杂，没有明显层次性，母质不是来自其下的基岩，土壤性状与异源母质的组成与性质有关，坡积母质一般较深厚，并承接上面来的各种盐基物质，所以形成的土壤层深厚，养分较丰富，pH值较高。
3．近代河流冲积母质
山区河谷的冲积物以卵石，砾石等物为主，中下游河谷冲积物以较细颗粒为主，这些沉积物由于经流水的长距离搬运，颗粒粒的分选性明显，形成离河床远近沉积物粗细不同，而呈现带状分布，由于各次沉积特点不同，上下层的颗粒粗细也有很大分异，形成明显的层次性，湖泊的静水沉积，使湖积物颗粒细，富含有机质，总之，河湖沉积母质形成的土壤，一般土层深厚，富含养分。
4．第四纪粘土沉积物
在武昌一带有两种，一为棕褐色，具有大量铁锰胶膜的粘重土层，有人
称为Q3层(尚有争论，也有人认为是Q2的上部)。另一为中更新世沉积的，具有红白相间网纹的棕红色土层，称为Q2，一般复盖在Q3层下，由于新构造运动或因地形、冲刷和人为等原因，也可能Q2层直接出露，而无Q3层复盖其上，这样就使土壤具有复杂多样的性状，对农业利用、改良都有很大差别。
三、实验步骤
1．在教师带领下，在学校附近观察几种母质类型：分布特点、类型特征以及对土壤形成的影响。
2．在观察母质类型时，结合鉴别所遇到的岩石种类，以复习巩固室内学习过的岩石鉴定特征。
实验七 土壤剖面及棕红壤观测实习
一、目的要求：
通过实习．一是增强对土壤剖面的认识．提高描述土壤剖面的技能；二是观察棕红壤剖面的形态特征，并结合该剖面的理化性质进行综合分析，要求望、闻、问，切结合，观察细致，剖析正确。
二、仪器设备
土铲，手锄，土钻，剖面刀，土壤坚实度计；
土壤色卡，土壤pH比色卡，记载表；
10%HCl溶液，pH混合指示剂，比色瓷盘；
l米的布卷尺或折足，土壤标本盒，布袋或塑料袋(采集分析土样用，其容量为1斤土左右)。
需采整段标本时要带整段标本盒。
三、实验内容：
(一)剖面的设置与挖掘
观察剖面以前，首先要了解观察点所处的地形部位，水势，农田基本建设(如坡改梯，平整土地，开挖渠道等），耕作栽培，深耕施肥，中耕、晒垡以及作物的种植和产量水平等情况。
在调查了解的基础上，将剖面设置在具有代表性的地点，不可在堆过肥、挖过坑、土埂、路边、人畜践踏的地方设置剖面。
挖掘的剖面坑，一般长4－5尺，宽2—3尺，深3尺，观察面垂直向阳，下坑一端作成阶梯，挖掘剖面时，堆土要尽量做到分层堆，表层土堆在一边，底层土堆在另一边，在观察面的上方留一保护区，不能堆土，也不能在其上践踏，要保持田间自然状况。
(二)剖面层次的划分
剖面是垂直的，在观察前用小刀挑成毛面，以突出的特征如颜色、质地、松紧度、新生体等划分层次的深度和厚度。深度从地表算起，采取连续记数法。例如第一层0－16厘米，第二层16—24厘米，第三层24－76厘米等。 土壤发生层的划分和命名
在土壤学发展的初期道库恰耶夫把土壤剖面分为三个发生层，即
A层——腐殖质积累表层
B层——过渡层
C层——母质层
这种用A、B、C符号来命名土层的方法被称为是传统的土层命名法。
后来不断有人研究并提出新的土层命名建议。土层的划分也越来越细。但至今还没有一个统一的土层命名方法，各国甚至各人有其自己的土层命名系统。但总的来说，基本的土层命名仍不脱离道库恰耶夫的ABC传统命名法。
1．基本发生层，或称主要土层(master horizons)
2．亚层的划分
3．过渡层的划分
4．根据成土作用特征划分土层时，采用一定字母符号放在主要土层符号的右下角。如：
Ah，Bh h表示腐殖质积累或淀积作用。
Bt t表示粘粒淀积作用。
Bir，Bfe ir，fe表示铁淀积作用。
Bca ca表示碳酸钙淀积作用。
5．异源母质的土层可在土层符号前加前缀I、II、Ⅲ等。但上部土层的母质符号I常可省略，只标记第Ⅱ、第Ⅲ„„等异源母质，如A1-A2-B1-IIB2-ⅡB3-IlCl-IC2。
(三)剖面形态特征观察项目
剖面形态特征观察包括干湿颜色、质地、结构、松紧度、新生体、侵入
体、酸碱度、石灰反应、孔隙、植物根系和底士母质等项目。观察时由上而下逐层进行，要求观察细致，记载详细。
各项特征标准如下：
1．干温度：田间观察时，可分为四级：
级别 干湿度 标 准
(1) 干 用手挤压，盛觉不到土壤湿润
(2) 润 用手握土，感到湿润，但不会残留湿的痕迹
(3) 潮 不加水可湿测土壤质地，用手挤不出水，但手上会残留湿
的痕迹
(4) 湿 不仅可湿测土壤质地，而且沾手，用手可挤出水来
2．颜色：它是土壤化学组成的外在标志，一般说来，腐殖质是黑色，氧化铁是红色，水化氧化铁是棕、黄色，还原态的铁是淡绿、灰兰色，氧化硅粉末、碳酸钙、高岭土等是白色或灰白色，锰的氧化物是棕褐色等等。
观察土壤颜色，可以初步了解土壤肥力状况和土壤发育程度等，一般土壤呈黑、灰或棕灰色，表示腐殖质含量高，是好土色，土壤较肥沃，群众常用“黑”、“油”、“乌”等字眼来命名这类土壤。红、黄、白表示土壤腐殖质缺乏，是坏土色，土壤薄瘦。观察时还要注意区别含煤屑的“炭浆土”和有黑褐色铁锰胶膜的“猪肝土”，这些土看起来黑油油，却是坏土色，是瘦瘠的土壤。 由于土壤成分复杂，土色混杂，很少是单一色泽，观察时要分清主色和付色，主色在后，付色在前，如灰棕色，就是棕色为主，灰色为辅，还可用“深”或“浅”(××色夹××色，××色带××色等描述，也可采用日常见到的各种器物的颜色，使之生动逼真，如猪肝色、鸭蛋青、酱黄色等。如有土壤色卡，可用色卡比色鉴定土壤颜色。
观察记载土色时应注意：
(1)在散射光下观察土体的自然断裂面的颜色。
(2)除渍水土壤和水稻土的一些颜色应以室外当即确定为标准外，一般旱地土壤的颜色都以干土颜色为标准。
(3)质地：见实验一。
4．结构：见实验四。
5．松紧度:指各土层的松紧程度，它直接影响作物根系的穿插，耕作的难易和质量，松紧度一般可以用小刀等插入土中的难易和深度分为疏松、稍紧实、紧实、坚实、很坚实等五级来描述。
如有土壤坚实度计，则用其在各层壁上掀压，记下刻度(单位为公斤/厘米2)，以更确切地鉴定土壤的松紧度。
6．新生体：土壤中的新生体是土壤形成过程中的产物，它是确定土壤类型、鉴定土壤
肥力的重要依据之一，常见的新生体有：
二氧化硅(SiO2):白色，常呈粉末状，存在于结构面上。
碳酸钙(CaCO3)：常呈结核、结皮、粉末等形态存在，如砂姜，滴入稀盐酸有泡沫反应。
铁锰氧化物和氧化物(Fe2O3.nH2O,MnO2,Fe(OH)3等)，常见的有铁锰胶膜，铁锰结核、铁子(乌枚子），铁盘，铁锰斑块，锈色条纹等,颜色复杂，呈锈棕色、猜肝色、黑色等，这类化合物存在多，固定磷的能力强，易造成土壤速效磷缺乏。
亚铁化合物(FeSO3，Fe3(PO4)2.8H2O)带深兰、淡兰或绿色。
易溶性盐类(NaCl，Na2SO4.10H2O，MgCl2,CaCl2),白色，在土面常见的呈盐霜和结皮状，在剖面层中呈盐霜．脉纹和粉粒状。
石膏(CaSO4.2H2O)：白色或稍带黄色．是在土层内细小或较大的孔隙或孔洞中常见的脉纹状物，假菌丝体，结核状物，有时石膏在土面上形成结皮和盐霜。
7．侵入体：混入土中的砖块，瓦片和石块等，它反映这一土地历史情况。
8．pH值，见实验四。
9．石灰反应：见实验四。
10．孔隙：观察孔隙、裂缝、虫孔等分布情况。
此外，应注意观察记录植物根系的分布(各层植物根系的数量和粗细），底土母质的情况以及根据土体特点和其环境条件、农业利用情况进行对该土壤的综合描述。
(四)土壤剖面记载以后，为了研究整个土壤剖面的土壤情况，可分别采集各层土壤，带回室内进行较全面的土壤理化性质的分析，也可在现场测定某项目。
采集化验标本。一般都在每一种土壤类型的主要剖面内挑选，采样时，应先将观察的剖面削去一薄层，露出新鲜土壤，然后自下而上逐层取样，表土层或耕作层全层均匀采取，以下各层只采取层中心部位，采样时要避免侵
入体或其它偶然性的东西混入。一股主要是化验耕作层，可以围绕主要剖面周围采10点以上的耕层土壤，每点土样宽度、深度、长度力求一致，取完后，各点混合均勺，用对角四分法除去多余土样，留一斤左右装入袋中。土袋内外要挂放标签，说明剖面的号码、地点、采样深度，采样日期，采样人等，并带回室内风干备用。化验顼目主要有土壤酸碱度、土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速教钾等。
土壤标本的采集，一般分两类:
1．纸盒标本：用于剖面比较、分类、对照和评土之用。此标本的采集应特别注意代表性和保持土壤结构体原样，使其主要形态特征在纸盒标本上能反映出来。因此，要用剖面刀取一完整土块置于土盒中，保持原样状态，不能用手压实标本，采样顺序同样是由下而上逐层采集，标本采好后，在盒盖上注明剖面号码、土壤名称或代号、地形、母质、植被、采样地点、日期、采样人姓名，为了避免标本多时易搞错，在盒盖盒底上要注明同样的剖面号码。
2．整段标本：主要用于陈列和教学用，这种标本只在典型的土类上采集，采集方法是：
在土坑壁上挖一个与标本木盒内空大小（一般标本木盒内空长l00厘米，宽20厘米，厚8厘米)相一致的长方形土柱，然后将木框套在土柱上，削平加盖，用螺旋钉旋紧，用铲尖沿土柱内缘垂直切断土柱(切时扶住带木框的土柱，顺势放下，勿使土柱断裂、破碎），削平，加盖即可。
实验八 土壤水吸力的测定
土壤水吸力是反映土壤水分能态的指标，它是在水分随一定土壤吸力状况
下的水分能量状态，以土壤对水的吸力来表示。植物从土壤中吸水，必须以更大的吸力来克服土壤对水的吸力，因此土壤水吸力可以直接反映土壤的供水能力以及土壤水分的运动，较之单纯用土壤含水量反映土壤水分状况更有实际意义。测定土壤水吸力是控制土壤水分状况，调节植物吸收水分和养分的一种重要手段。 一、测定原理
本实验采用张力计测定土壤水吸力。当充满水、密封的土壤张力计插入水分不饱和的土壤后，由于土壤具有吸力，便通过张力计的陶土管壁“吸”水。陶土管是不透气的，故此时仪器内部便产生一定的真空，使负压表指示出负压力。当仪器与土壤吸力达平衡时，此负压力即为土壤水吸力。 二、土壤张力计构造
土壤张力计由下列部件所组成：
l、陶土管：是土壤张力计的感应部件，它有许多细小而均匀的孔隙。当陶土管完全被水浸润后，其孔隙间的水膜能让水或溶液通过而不让空气通过。
2、负压表：是土壤张力计的指示部件，一般为汞柱负压表或弹簧管负压表。 3、集气管：为收集仪器里的空气之用。 三、测定方法
1、仪器的准备：在使用土壤张力计之前，为使仪器达到最大灵敏度，必须把仪器内部的空气除尽，方法是：除去集气管的盖和橡皮塞，将仪器倾斜，注入经煮沸后冷却的无气水，注满后将仪器直立，让水将陶土管湿润。并见有水从表面滴出。在注水口塞入一个插有注射针的橡皮塞，进行抽气，此时可见真空表指针移至400毫来汞柱左右，并有气泡从真空表中逸出，逐渐聚集在集气管中。拨出塞子则真空表指针返回原位。继续将仪器注满无气水，同上抽气，重复3—4次，仪器系统中的空气便可除尽，盖好橡皮塞和集气管盖，仪器即可使用。
2、安装：在需测量的田块上选择好有代表性的地方，以钻孔器开孔到待测
深度，将张力计插入。为了使陶土管与土壤接触紧密，开孔后可撤入少量碎土于孔底，然后插入仪器，再填入少量碎土，将仪器上下移动，使陶土管与周围土壤紧接。最后再填入其余的土壤。
3、观测：仪器安装好以后，一般需2小时到一天方与土壤吸力平衡，平衡后便可观测读数。读数时可轻轻敲击负压表，以消除读盘内的摩擦力，使指针达到应指示的吸力刻度。一般都在早晨读数，以避免土温变化的影响。
4、检查：使用仪器过程中，定期检查集气管中空气容量，如空气容量超过集气管容积2／3，必须重新加水。可直接打开盖子和塞子，注入无气水，再加盖和塞密封。若这样加水会搅动陶土管与土壤接触，则需拔出重新开孔埋设。
埋在土中的陶土管至地面负压表之间有一段距离，在仪器充水时对陶土管产生一静水压力，负压表读数实际上包括这一静水压力在内，因此在读数中应减去一校正值（零位校正），即陶土管中部至负压表的距离。一般测量表层时，此校正值忽略不计。 四、实验作业
1、制作
附表：毫米汞柱、毫巴与帕斯卡对照表