土壤学实验指导书模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
土壤样品的采集与处理
一、 目的意义
土壤样品的采集与处理, 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性、 可靠性。土壤是一个不均一体, 受自然因素( 包括地形高度、 坡度、 母质等) 和人为因素( 耕作、 施肥等) 影响, 土壤养分分布不均匀。正确的采样方法是保证少量分析样品正确反映一定范围内土壤的真实情况的前提条件。
土壤样品的采集要求选择有代表性的地点和代表性的土壤, 避免一切主观因素的干扰, 根据采样目的及分析项目确定采样方法。土壤形成与土体发生研究, 按土壤发生层次采样; 土壤物理性质研究, 需采原状土样品: 农业土壤的理化性质、 养分状况研究, 则应选择代表性田块, 在耕作层多点采取混合样品。
采集到的土样, 应当场记好标签, 带回室内后要逐袋进行登记, 立即进行风干处理。处理样品的目的是: ( 1) 使分析样品可较长期地保存, 以防止微生物作用引起土壤生化性状发生变化; ( 2) 挑去非去部分, 使分析结果能代表土壤本身组成; ( 3) 将样品适当磨细和充分混匀, 使分析时所取的称样具有较高的代表性, 减少称样的误差; ( 4) 将样品磨细, 增大土粒的表面积。使制备待试溶液时分解样品反应能够完全和匀致。
二、 仪器设备
( 1) 土样采集使用工具
铁锹、 小铁铲、 小钢卷尺、 剖面刀、 样品袋(布袋、 纸袋或塑料袋)、 标签、 铅笔。
( 2) 土样制备使用工具
牛皮纸、 硬木板、 木棒、 台称、 镊子、 玛瑙研钵、 广口瓶(或纸袋)、 标签、 土壤筛(孔径2mm、 1mm和0.25mm)等。
三、 实验步骤
( 一) 土壤形成发育与土壤分类研究( 土壤剖面样的采取)
1.采样点确定
在野外首先确定区域地形部位, 及具体剖面位置, 除在调查范围的草图上注明采集位置外, 并在样品袋内写明野外条件: 如地形、 位置、 成土母质、 利用情况、 研究目的等。
2.剖面采样
采样时应在挖好的剖面上划分发生层段分层取样, 不得混合, 各层采样深度与每个层段深度不一致, 采样只选择其中最典型的部分, 一般取0～10cm, 不取过渡层, 过渡层只作野外研究, 不作化学分析。
采取次序, 由下到上, 这样可避免采取上层土样时, 土块落下干扰下层。每个样品(每层)需采一公斤。特别注意采样深度记载不是按发生层深度, 而是按实际采样深度, 如土壤剖面的耕作层是0～30cm, 采样部位实际上是5～15cm, 记载以后者为准。
研究土壤发育剖面样品, 不能在同一类型土壤与性质相近或相同的土壤上采取土样进行混合, 只能每个剖面样品独立单独采取, 独立分析, 以免使土壤的差异在混合的过程中遇到掩盖。
( 二) 土壤肥力研究(土壤混合样采取)
1.采样点的选择
以指导生产或进行田间试验为目的的土壤分析, 一般都采集混合土样。采集土样时首先根据土壤类型以及土壤的差异情况, 同时也要向农民作调查并征求意见, 然后把土壤划分成若干个采样单元, 每一个采样单元的土壤要尽可能均匀一致。
采样地点应避免田边、 路边、 沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方。
2.采样时间
土壤某些性质可因季节不同而有变化, 因此应根据不同研究目的确定适宜的采样时间。一般在秋季采样能更好地反映土壤对养分的需求程度, 因而建议在定期采样时在一年一熟的农田的采样期放在前茬作物收获后和后茬作物种植前为宜, 一年多熟农田放在一年作物收获后。只需采一次样时, 则应根据需要和目的确定采样时间。在进行大田长期定位试验的情况下, 为了便于比较, 每年的采样时间应固定。
3.采样点数量确定
每个采样单元的样点数, 一般为5～10点或10～20点, 视土壤差异和面积大小而定, 但不宜少于5点。研究作物生长期内耕层养分供应情况或了解土壤肥力状况, 常直接采集耕层( 20cm左右) 混合土样, 既把多个样点的土样等量的混合均匀, 组成一个混合样品进行测定。研究不同土壤肥力差异和自然肥力变化趋势, 可适当地采集底土( 15～130cm或20～140cm) 的混合样品。
4.采样点设置
( 1) 对角线法: 适合于地块小、 肥力均匀、 地势平坦的田块, 采样点约为5点。
( 2) 棋盘式法: 适合于地块大小中等、 肥力不均匀、 地势较平坦的田块, 采样点为10点以上。
( 3) 蛇形法: 适合于地块面积较大、 肥力不均匀、 地势不太平坦的田块, 采样点数较多。
5.样品采集
采样时, 首先将采样点处地面落叶、 杂物除去, 用小土铲去掉表层3毫米左右的土壤, 将采样工具垂直入至采样深度, 若用小铁铲可稍倾斜向下。各点采样深度、 重量尽可能均匀一致, 并将各点所取样品集中混匀。
一个混合样品重在1kg左右, 如果重量超出很多, 能够把各点采集的土壤放在塑料布上用手捏碎铺平, 用四分法对角取两份混合放在布袋或塑料袋里, 其余可弃去。用铅笔注明采样地点、 采土深度、 采样日期、 采样人, 标签一式两份, 一份放在袋里, 一份扣在袋上。与此同时要做好采样记录。

( 三) 土壤与植物的关系研究
即作物营养诊断。每采一个植株样品, 同时采取该植株的根际土壤。为更好地反应土壤与作物的关系, 应在采样后立即分析, 不能久存, 大面积采样, 应当由多点取样品(约l公斤)混合, 用四分法取得均匀样品约100g左右, 小区取样, 最后取50克左右。
( 四) 土壤障碍因素研究
大面积毒质危害应多点采样混合, 应取根附近的土壤; 局部毒质危害, 可根据植株生长情况, 按好、 中、 差分别进行土壤与植株样品同时采取。
( 五) 土壤物理性质研究
孔隙度、 容重等还需用专制的容器, 采取原状土样, 不破坏土壤结构, 保持原有田间自然状态。
二、 土壤样品处理
( 一) 风干处理
除了某些如田间持水量、 亚铁, 铵态氮, 硝态氮等速效养分最好用新鲜土样( 也可用风干土样) 测定以外, 一般项目都用风干样品进行分析, 潮湿土样易霉而引起性质的改变, 故野外采来的样品应立即进行风干。其方法是将土样铺在干净的牛皮纸上, 厚约2cm, 置室内阴凉通风处干。切忌阳光直接暴晒, 防止酸、 碱、 蒸气和尘埃等污染。在土样稍干后, 要将大土块捏碎(特别是粘性土壤), 以免结成硬块后难以磨细。
( 二) 磨细和过筛
1.样品风干后, 拣出枯枝落叶、 植物根、 残茬、 虫体以及土壤中的铁锰结核、 石灰结核或石子等。若石子过多, 将其拣出并称重( 同时称土样重量) , 计算石砾所占的百分数。
2.取风干土样100～200g, 放在牛皮纸上, 用木块碾碎, 使其经过1mm( 18号筛) 号筛, 留在筛上的土块再倒在牛皮纸上重新碾磨。如此重复多次, 直到全部经过为止。不得抛弃或遗漏, 但石砾切勿压碎。筛子上的石砾应拣出称重并保存, 以备石砾称重计算之用。同时将过筛的土样称重, 以计算石砾重量百分数, 然后将过筛后的土壤样品充分混合均匀后盛于广口瓶中。
3.全量分析的样品包括Si、 Fe、 Al、 有机质、 全氮等的测定, 则不受磨碎的影响, 而且为了减少称样误差和样品容易分解, 需要将样品磨得更细。方法是取部分已混匀的1mm的样品铺开, 划成小网格, 用角匙多点取出土壤样品约20g, 磨细, 使之全部经过0.25㎜( 100目) 筛子。测定Si、 Fe、 Al的土壤样品需要用玛瑙研钵研细, 瓷研钵会影响Si的测定结果。将土壤样品入小试管, 贴上标签, 保存。
4.样品装入广口瓶后, 应贴上标签, 并注明其样号、 土类名称、 采样地点、 采样深度、 采样日期、 筛孔径、 采集人等。一般样品在广口瓶内可保存半年至一年。瓶内的样品应保存在样品架上, 尽量避免日光、 高温、 潮湿或酸碱气体等的影响, 否则影响分析结果的准确性。
土壤水分含量测定
一、 实验目的及要求
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。在进行土壤理化分析时, 是以烘干样品重作为统一的计算基准, 从而使分析结果具有可比性。因此, 必须测定风干土样的吸湿水含量。
二、 实验原理
土壤水分的测定方法很多, 最常见的是烘干法。烘干法以质量为基础, 测定土壤样品的水分含量, 土壤样品于 105 ± 5 ℃ 下干燥至恒重, 计算干燥前后土壤重量之差值, 以干基为基础, 计算水分含量。本方法适用于所有形态的土壤样品, 对已预处理风干的土壤样品或直接采取自野外( 如田间) 含水土壤样品, 依照不同的程序操作。
三、 仪器设备
电子天平、 1/100天平、 干燥器、 铝盒、 恒湿干燥箱。
四、 实验步骤
( 一) 取干燥铝盒称重记为W1(g)。
( 二) 加土样约5g于铝盒中称重记为W2(g)。
( 三) 将铝盒盖揭开, 放在盒底下, 置于已预热至105±5℃的烘箱中烘烤6h。取出, 盖好, 移入干燥器内冷却至室温( 约需20min) , 立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。注: 质地较轻的土壤, 烘烤时间能够缩短, 即5～6小时。
注: 新鲜土壤样测定时烘干时间应适当增加。
五、 结果计算
土壤水分含量( %) ＝
田间持水量的测定
一、 实验原理
在地下水位较低的情况下, 土壤排除重力水之后, 土体所保持的最大悬着水量称田间持水量。它的测定, 多在田间的进行。在待测田块中, 在已选好的地段, 划出测定面积, 周围筑土埂或用铁皮代土埂, 然后灌入过量的水分, 地表盖上覆盖物( 如软草) , 经过一段时间, 过量的水分, 受重力作用下渗, 这时测定的土壤含水量, 即田间持水量。
田间持水量的表示方法, 能够用占干土的百分率, 也可用水层厚度( mm) 表示, 一般多用前者.
二、 仪器设备
木框正方形, 框内面积1m2, 框高20~25cm, 下端削成楔形, 并用白铁皮包成刀刃状, 便于插入土内。
提水桶; 铝盒; 土钻; 铁锹; 1/100天平; 干燥箱; 塑料布( 正方形, 面积约为5m2) ; 青草或干草; 米尺; 木板等。
容重采土器、 折尺、 剖面刀、 铁锹、 小木锤、 小木板、 烘箱、 台秤。
三、 实验步骤
( 一) 田间选一地段, 划定1～1.5m2的地块, 稍加平整, 四周筑土埂, 埂高15～20 cm, 底宽30～35 cm, 土埂筑实, 再在此硬外25 cm处筑一同样高的土埂为保护地区, 防止测定区的水外渗, 内外埂间的保护区应与测定区一样平整。若内埂使用铁皮, 铁皮高30 cm, 直径为60 cm, 嵌入土中15～20 cm。
2．在测区外的附近挖一土壤剖面, 测定各层土壤的厚度, 自然含水量的容量, 用下式粗略计算测定区所需灌水量。

q—测区所需灌水量( m3)
a—田间持水量( 壤土采用20%, 粘壤土25%, 重粘土27%)
p——自然含水量%
d—土壤容量( g/cm3)
s—测定区面积( m2)
h—灌水深度( m)
1.5—安全系数, 保证欲测土层全部饱水, 按所需的水量再加大1.5倍
如测定区为粘壤土, 面积为4 m2, 灌前测定土壤湿度( 自然含水量) 为18%, 灌水深度1m, 土壤容重为1.5, 则小区所需灌水量。

( 三) 灌水 灌水时, 先将保护区灌深5 cm的水层, 再将计算的水量分次地灌入测定区, 并使地面保持2 cm深的水层, 至应灌水量全部灌完为止, 为了防止灌水时冲击地面, 可在测定区表面垫一些草, 待水全部灌完为止尽后, 用稻草覆盖防水分蒸发和降雨的影响。
( 四) 测定土壤含水量 它是在经过一定时间后( 砂土、 砂壤土约一昼夜, 粘壤土2-3天) , 多余的水均由重力作用而渗完, 此时在测定区内选2-3点, 分层取样10-20g, 放铝盒中测定各层土壤水量。
田间持水量、 绝对含水量测定记录表
项 目
铝盒号
铝盒重
盒+湿土重
盒+干土盒
烘干土重
水分%
田间持水量

绝对含水量

( 五) 每日连续取样测定, 直至前后两次结果之差不超过2%为止, 每一采样土层均重复二次, 取其平均值。
四、 结果计算
( 一) 田间持水量与灌水定额

P——田间持水量
N——土壤自然含水量
A——灌溉面积m2
h——灌溉深度( m)
d——土壤容重
( 二) 土壤固相体积:

( 三) 总孔隙度:

( 四) 液相体积( 毛管孔隙) :

( 五) 气相体积( 非毛管孔隙) :
气相体积%=总孔隙度-液相体积
( 六) 绝对含水量

土壤容重的测定(环刀法)
土壤容重不但用于鉴定土壤颗粒间排列的紧实度, 而且也是计算土壤孔度和空气含量的必要数据。
测定土壤容重的方法很多, 如环刀法、 蜡封法、 水银排出法等。常见的是环刀法, 本法操作简便, 结果比较准确, 能反映田间实际情况。
方法原理: 本法系利用一定体积的环刀切割未搅的自然状态的土样, 使土样充满其中, 称量后计算单位体积的烘干土重。
操作步骤
1.先在田间选择挖掘土壤剖面的位置, 然后挖掘土壤剖面, 按剖面层次, 分层采样, 每层重复3次。如只测定耕作层土壤容重, 则不必挖土壤剖面。
2.将环刀托放在已知重量的环刀上, 将环刀刃口向下垂直压入土中, 直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳, 用力一致。
3.用削土刀托放在已知重量的环刀上, 将环刀刃口向下垂直压入土中, 直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳, 用力一致。
4.用削土刀切开环刀周围的土壤, 取出已装满土的环刀, 细心削去环刀两端多余的土, 并擦净环刀外面的土。环刀两端立即加盖, 以免水分蒸发。随即称重(精确到0.01g)并记录。
5.同时在同层采样处, 用铝盒采样, 测定土壤自然含水量。或者直接从环刀筒中取出样品, 测定土壤含水量。
结果计算: 按下式计算土壤容重。
d=g·100/[V·(100+W)]
式中: d—土壤容重(g/cm3)
g—环刀内湿土重(g)
V—环刀容积(cm3)
W—样品含水量(%)
此法允许平行绝对误差＜0.03g/cm3, 取算术平均值。
仪器设备: 环刀(容积为100cm3)、 环刀托、 削土刀、 小铁铲、 铝盒、 干燥器、 烘箱、 天平(感量0.1g和0.01g)等。
毛管孔度的测定(环刀法)
1.操作步骤
(1)用环刀在野外采取原状土(方法同容重)。
(2)将环刀有孔并垫有滤纸的一端放入盛薄层水的搪瓷托盘内, 瓷盘内水深保持在2—3mm内, 浸水时间: 砂土4—6小时, 粘土8—12小时或更长时间。
(3)环刀中土样吸水膨胀后, 用刮土刀削去胀到环刀外面的土样, 并立即称重, 准确至0.1g。
(4)称重后, 从环刀中取出4—5g, 放入铝盒中, 测定土样吸水后的含水率, 以换算环刀中烘干土重。
2.结果计算。毛管孔度可用下式计算:
PC%=W/V×100
式中: Pc%—土壤毛管孔度(容积%)
W—环刀筒内土壤所保持的水量, 相当于水的容积(cm3);
V—环刀筒内容积(cm3)。
本测定进行3—4次平行测定, 重复误差不得大于1%, 取算术平均值。
3.仪器设备: 瓷盘、 滤纸、 铝盒、 环刀(100cm3)、 烘箱、 干燥器、 刮土刀等。
通气孔度的计算　　土壤通气孔度可用下式计算:
Pc%=Pt%-Po%
式中: Pc%—土壤通气孔度(%);
Pt%—土壤总孔度(%);
Po%—土壤毛管孔度(%)．
土壤有机质测定 ( 重铬酸钾容量法)
一、 目的意义
土壤有机质是土壤固相的组成分之一。土壤有机质能够提供植物生长所需之养分、 吸附阳离子、 促进矿物溶解而释出养分、 增加土壤保水能力、 促进土壤团粒化而改进土壤构造、 提供土壤微生物能源、 促进土壤吸收热能并提高土温等作用, 在土壤肥力、 环境保护和农业可持续发展方面具有十分重要的作用和意义。
二、 实验原理
在加热条件下( 170—180℃) , 用一定量的过量的标准重铬酸钾的硫酸溶液氧化土壤中的有机碳, 剩余的重铬酸钾用还原剂( 硫酸亚铁铵或硫酸亚铁) 滴定, 可从所消耗的重铬酸钾量计算出土壤有机质的含量。化学反应式如下:

三、 仪器设备与化学试剂
( 一) 仪器
天平、 油浴锅、 250ml和50ml三角瓶、 小漏斗、 10ml和100ml量筒、 酸式滴定管、 洗瓶、 硬质试管。
( 二) 试剂
1.重铬酸钾—硫酸溶液(0.4000mol·L-1)
称取重铬酸钾39.2250g, 溶于600～800mL蒸馏水中, 待完全溶解后加水稀释至1L, 将溶液移入3L大烧杯中; 另取1L比重为1.84的浓硫酸, 慢慢地倒入重铬酸钾水溶液内, 不断搅动, 为避免溶液急剧升温, 每加约100mL硫酸后稍停片刻, 并把大烧杯放在盛有冷水的盆内冷却, 待溶液的温度降到不烫手时再加另一份硫酸, 直到全部加完为止。此溶液浓度为0.4000mol·L+( 1/6 K2Cr2O7) 。
2.重铬酸钾标准溶液
将K2Cr2O7(分析纯)先在130℃烘干3～4小时, 称取9.8070g, 在烧杯中加蒸馏水400ml溶解(必要时加热促进溶解), 冷却后, 稀释定容到1L, 即为0. mol·L-1( 1/6 K2Cr2O7) 标准溶液。
3.硫酸亚铁溶液( 0.1mol·L-1)
称取硫酸亚铁( FeSO4·7H20, 化学纯) 56g, 加3mol·L-1硫酸溶液30ml溶解, 加水稀释定容到1L, 贮于棕色瓶中保存备用。此溶液易受空气氧化, 使用时必须用重铬酸钾标准溶液标定其准确浓度。硫酸亚铁标准溶液的标定方法如下:
吸取重铬酸钾标准溶液20mL, 放入150mL三角瓶中, 加浓硫酸3mL和邻菲罗啉指示剂3～5滴, 用硫酸亚铁溶液滴定, 根据硫酸亚铁溶液的消耗量, 计算硫酸亚铁标准溶液浓度。

式中: ——硫酸亚铁标准溶液的浓度, mol·L-1;
——重铬酸钾标准溶液的浓度, mol·L-1;
——吸取的重铬酸钾标准溶液的体积, ml;
——滴定时消耗硫酸亚铁溶液的体积, ml。
4.邻啡罗啉指示剂
称取硫酸亚铁0.695g和邻啡罗啉1.485g溶于100ml水中, 此时试剂与硫酸亚铁形成棕红色络合物[Fe(C12H8N3)3]2+。密闭保存于棕色瓶中。
四、 实验步骤
(一)准确称取经过0.25mm筛孔的风干土样0.5g( 精确到0.0001g) , 放入干燥硬质玻璃试管中, 用移液管加入0.4000mol·L-1重铬酸钾—硫酸溶液( 1/6 K2Cr207) 10.00ml, 管口放一小漏斗, 以冷凝蒸出的水汽。试管插入铁丝笼中。
(二)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, 待试管内溶液微沸时计时, 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℃。
(三)冷却后, 将试管内溶液小心倾入250ml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50ml左右, 然后加入邻啡罗林指示剂3滴, 用0.1mol·L-1FeSO4溶液滴定, 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1～1.5mol·L-1) 。
(四)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。
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。
五、 结果计算
土壤有机质( g/kg) ＝
式中: －空白试验消耗的硫酸亚铁溶液体积, ml;
－土壤样品测定消耗的硫酸亚铁溶液体积, ml;
0.003－1/4碳原子的摩尔质量;
－还原剂的摩尔浓度, mol·L-1;
1.1－校正常数;
1.724－按有机质平均含碳58％计, 由碳含量换算成有机质含量的系数。
六、 注意事项
( 一) 根据样品有机质含量决定称样量。有机质含量在大于50g·kg-1的土样称0.1g, 20～40g·kg-1的称0.3g, 少于20g·kg-1的可称0.5g以上。
( 二) 消化煮沸时, 必须严格控制时间和温度。
( 三) 最好用液体石蜡或磷酸浴代替植物油, 以保证结果准确。磷酸浴需用玻璃容器。
( 四) 对含有氯化物的样品, 可加少量硫酸银除去其影响。对于石灰性土样, 须慢慢加入浓硫酸, 以防由于碳酸钙的分解而引起剧烈发泡。对水稻土和长期渍水的土壤, 必须预先磨细, 在通风干燥处摊成薄层, 风干10天左右。
( 五) 一般滴定时消耗硫酸亚铁量不小于空白用量的1/3, 否则, 氧化不完全, 应弃去重做。消煮后溶液以绿色为主, 说明重铬酸钾用量不足, 应减少样品量重做。
附: 中国第二次土壤普查有机质含量分级表如下, 以供参考。
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

土壤pH的测定
一、 目的意义
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常见作土壤分类、 利用、 管理和改良的重要参考。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, 因而是审查其它项目结果的一个依据。
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, 误差约为0.02单位, 现已成为室内测定的常规方法。野外速测常见混合指示剂比色法, 其精确度较差, 误差在0.5左右。
二、 实验原理
用无CO2的蒸馏水提取出土壤中水溶性的氢离子, 用H+敏感电极(常见玻璃电极)作指示电极与饱和甘汞电极(参比电极)配对, 插入待测液, 构成一个测量电池。其该电池的电动势E随溶液中H+或OH－浓祺而变化, 二者的关系符合能斯特方程, 如下:

上式的意义: 每当[H+]改变十倍, 电动势就改变59mv(25℃)。[H+]上升, 电动势也上升。若将[H+]改用pH(即-log[H+])表示, 则每上升一个pH单位, 电动势下降59mv(25℃): 每上升0.1个pH单位则电动势下降5.9mv(25℃)。
酸度计算时根据上述原理设计的, 能够直接从仪器上读出pH值。由于上列方程与温度有关, 测量时注意调节温度补偿旋钮。
三、 仪器设备与化学试剂
( 一) 主要仪器
pH酸度计、 pH玻璃电极、 甘汞电极(或复合电极)。
( 二) 试剂
1.KCl溶液( 1mol·L-1) : 称取74.6gKCl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1L。
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10.21g, 用蒸馏水溶解稀释至lL。
pH6.86缓冲溶液: 称取在105℃烘2～3小时的KH2PO4 4.539g或Na2HPO4 。2H2O 5.938g, 溶解于蒸馏水中定容至1L。
四、 实验步骤
①仪器校准: 各种pH计和电位计的使用方法不尽一致,电极的处理和仪器的使用按仪器说明书进行。将待测液与标准缓冲溶液调到同一温度,并将温度补偿器调到该温度值。用标准缓冲溶液校正仪器时,先将电极插入与所测试样pH值相差不超过2个pH单位的标准缓冲溶液,启动读数开关,调节定位器使读数刚好为标准液的pH值,重复几次使读数稳定。取出电极洗净,用滤纸条吸干水分,再插入第二个标准缓冲溶液中,两标准液之间允许偏差0.1pH单位,如超过则应检查仪器电极或标准液是否有问题。仪器校准无误后,方可用于测定样品。
②土壤水浸液pH的测定: 称取经过lmm孔径筛的风干试样15g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中, 加去除CO2的水15ml, 以搅拌器搅拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后进行测定。将电极插入待测液中(注意玻璃电极球泡下部位于土液界面下, 甘汞电极插入上部清液), 轻轻摇动烧杯以除去电极上的水膜, 促使其快速平衡, 静止片刻, 按下读数开关, 待读数稳定时记下pH值。放开读数开关, 取出电极, 以水洗净, 用滤纸条吸干水分后即可进行第二个样品的测定。每测5～6个样品后需用标准液检查定位。
五、 注意事项
( 一) 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。
( 二) 蒸馏水中CO2会使测得的土壤pH偏低, 故应尽量除去, 以避免其干扰。
( 三) 待测土样不宜磨得过细, 宜用经过1mm筛孔的土样测定。
( 四) 长时间存放不用的玻璃电极需要在水中浸泡24h, 使之活化后才能进行正常反应,暂时不用的可浸泡在水中, 长期不用时, 应干燥保存。玻璃电极表面受到污染时,需进行处理。甘汞电极一般为饱和氯化钾溶液灌注, 在室温下应有少许氯化钾结晶存在, 但氯化钾结晶不易过多, 以防堵塞电极与被测溶液之间的通路。玻璃电极的内电极与球泡之间、 甘汞电极内电极和陶瓷芯之间不得有气泡。

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
按准备工作所述对仪器调零。
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。
用蒸馏水清洗电极并用滤纸吸干。
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。
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。
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
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。
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。
土壤全氮测定(半微量开氏法)
一、 目的意义
氮是重要的植物营养元素。土壤中的氮素含量与植物生长直接相关, 是土壤肥力的重要指标之一。土壤中的氮素可分为有机态和无机态两大部分。有机氮是土壤氮素的主体, 其含量约占全氮含量的98% 左右。无机形态的氮一般占全氮的1～5%。测定土壤全氮量, 对研究土壤肥力状况, 指导农业生产具有重要的意义。
二、 实验原理
土壤样品用浓硫酸消煮时, 在加速剂的参与下, 各种含氮有机化合物, 经过复杂的高温分解反应, 转化为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收, 以酸标准溶液滴定, 求出土壤全氮含量( 不包括全部硝态氮) 。
包括硝态和亚硝态氮的全氮测定, 在样品消煮前, 需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后, 再用还原铁粉使全部硝态氮还原, 转化成铵态氮。
三、 试剂与仪器
( 一) 仪器
消煮炉、 凯氏定氮仪、 半微量滴定管(5mL)。
( 二) 试剂
( 1) 硫酸: ρ=1.84g·mL-1, 化学纯;
( 2) 10mol·L-1NaOH溶液: 称取工业用固体NaOH420g, 于硬质玻璃烧杯中, 加蒸馏400mL溶解, 不断搅拌, 以防止烧杯底角固结, 冷却后倒入塑料试剂瓶, 加塞, 防止吸收空气中的CO2, 放置几天待Na2CO3沉降后, 将清液虹吸入盛有约160mL无CO2的水中, 并以去CO2的蒸馏水定容1L加盖橡皮塞。
( 3) 甲基红—溴甲酚绿混合指示剂: 0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红溶于100mL乙醇中。
( 4) 20g·L-1 H2BO3－指示剂: 20g H2BO3( 化学纯) 溶于1L水中, 每升H2BO3溶液中加入甲基红—溴甲酚绿混合指示剂5mL并用稀酸或稀碱调节至微紫红色, 此时该溶液的pH为4.8。指示剂用前与硼酸混合, 此试剂宜现配, 不宜久放。
( 5) 混合加速剂: K2SO4:CuSO4:Se=100:10:1, 即100g K2SO4( 化学纯) 、 10g CuSO4 ·5H2O( 化学纯) 、 和1g Se粉混合研磨, 经过80号筛充分混匀( 注意戴口罩) , 贮于具塞瓶中。消煮时每毫升H2SO4加0.37g混合加速剂。
( 6) 0.02 mol·L-1( 1/2 H2SO4) 标准溶液: 量取H2SO4( 化学纯、 无氮、 ρ=1.84g·mL-1) 2.83mL, 加水稀释至5000mL, 然后用标准碱或硼砂标定之。
( 7) 0.01 mol·L-1( 1/2 H2SO4) 标准液: 将0.02 mol·L-1( 1/2 H2SO4) 标准溶液用水准确稀释一倍。
( 8) 高锰酸钾溶液: 25g高锰酸钾( 分析纯) 溶于500mL无离子水, 贮于棕色瓶中。
( 9) 1:1硫酸( 化学纯、 无氮、 ρ=1.84g·mL-1) : 硫酸与等体积水混合。
( 10) 还原铁粉: 磨细经过孔径0.15mm( 100号) 筛。
( 11) 辛醇。
四、 实验步骤
( 一) 称取风干土样( 经过0.25mm筛) 1.0×××g( 含氮约1mg) , 同时测定土样水分含量。
( 二) 土样消煮 
1.不包括硝态和亚硝态氮的消煮
将土样送入干燥的消煮管(开氏瓶)底部, 加少量无离子水( 约0.5～1) 湿润土样后, 加入2g加速剂和5浓硫酸, 摇匀。将消煮管置于消煮炉上, 用小火加热, 待消煮管内反应缓和时( 约10～15min) , 提高温度( 400～450℃) 使消煮的土液保持微沸, 加热的部位不超过消煮管中的液面, 以防瓶壁温度过高而使铵盐受热分解, 导致氮素损失。消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后, 再继续消煮1h。消煮完毕, 冷却, 待蒸馏。在消煮土样的同时, 做两份空白测定, 除不加土样外, 其它操作皆与测定土样时相同。
2.包括硝态和亚硝态氮的消煮:
将土样送入干燥的50ml消煮管(开氏瓶)底部, 加1ml高锰酸钾溶液, 摇动开氏瓶, 缓缓加入1:1硫酸2ml, 不断转动开氏瓶, 然后放置5min, 再加入1滴辛醇。经过长颈漏斗将0.5g( ±0.01g) 还原铁粉送入消煮管(开氏瓶)底部, 瓶口盖上小漏斗, 转动开氏瓶, 使铁粉与酸接触, 待剧烈反应停止时( 约5min) , 将开氏瓶置于电炉上缓缓加热45min( 瓶内土液应保持微沸, 以不引起大量水分丢失为宜) 。停火, 待开氏瓶冷却后, 经过长颈漏斗加2g加速剂和浓硫酸5ml, 摇匀。按5.2.1的步骤, 消煮至土液全部变为黄绿色, 再继续消煮1h。消煮完毕, 冷却, 待蒸馏。在消煮土样的同时, 做两份空白测定。
( 三) 氨的蒸馏
1.蒸馏前先检查蒸馏装置是否漏气, 并经过水的馏出液将管道洗净。
2.待消煮液冷却后, 用少量无离子水将漏斗和消煮管壁淋洗干净( 总用水量不超过30ml) 。
3.取150ml锥形瓶, 加入2％硼酸－指示剂混合液5ml, 放在冷凝管末端, 管口置于硼酸液面以上3～4cm处。
4.将消煮管(开氏瓶)置于凯氏定氮仪上, 缓缓加入10mol·L-1氢氧化钠溶液20ml, 通入蒸汽蒸馏, 待馏出液体积约50ml时, 蒸馏完毕。用少量已调节至pH4.5的水洗涤冷凝管的末端。
5.用0.005mol·L-1硫酸( 或0.01mol·L-1盐酸) 标准溶液滴定馏出液由蓝绿色至刚变为红紫色。记录所用酸标准溶液的体积。空白测定所用酸标准溶液的体积, 一般不得超过0.4ml。
五、 结果计算

 式中: V—滴定试液用酸标准溶液的体积, ml;
 V0—滴定空白用酸标准溶液的体积, ml;
CH—酸标准溶液的浓度, mol·L-1;
0.014—氮原子的毫摩质量;
 m—烘干土样质量, g。
平行测定结果, 用算术平均值表示, 保留小数点后三位。
平行测定结果的相差: 土壤含氮量大于0.1％时, 不得超过0.005％; 含氮 0.1～0.06％时, 不得超过0.004％; 含氮小于0.06％时, 不得超过0.003％。
土壤水解性氮的测定
一、 目的意义
土壤水解性氮, 包括矿质态氮和有机态氮中比较易于分解的部分。它是铵态氮、 硝态氮、 氨基算、 酰胺和易分解的蛋白质氮的总和。水解性氮的含量与作物氮素吸收有较好的相关性。测定土壤中水解性氮的变化动态, 能及时了解土壤肥力, 指导施肥。
二、 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。
三、 仪器设备及化学试剂
( 一) 仪器: 扩散皿、 半微量滴定管(5ml)和恒温箱。
( 二) 化学试剂:
1.NaOH溶液( 1.07mol·L-1) : 称取42.8gNaOH溶于水中, 冷却后稀释至1L。
2.H3BO3指示剂溶液(