研究土壤实验方法

① 土壤有机质含量的测定方法有哪些

测定土壤有机碳的方法有两类，一类是将土样中有机碳高温氧化后测定释放出的二氧化碳的量，此类方法所得的结果中也包括了土壤中以碳酸盐形式存在的无机碳和以高度缩合的、几乎为元素态的碳（碳、石墨、煤）。另一类是用氧化剂在一定温度下氧化有机碳后测定消耗氧化剂的量，再换算为有机碳的量。

这类方法不包括高度缩合的碳和碳酸盐形式的无机碳，快速简便且不需要特殊的设备和操作技术，至今仍是通用的常规方法，其中最通用的是重铬酸钾氧化-外加热法。

利用170〜180°C油浴使加有重铬酸钾氧化剂和硫酸的土壤溶液沸腾5min，土壤有机质中的碳被重铬酸钾氧化为二氧化碳，而重铬酸钾中六价铬被还原成三价铬。

剩余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液滴定，根据有机碳被氧化前后重铬酸钾消耗硫酸亚铁的量，计算出有机碳的含量，进而换算出土壤有机质含量。

(1)研究土壤实验方法扩展阅读：

土壤有机质的生态效应：

1、提供作物养分的作用

土壤有机质含有作物生长所需要的各种营养成分，随着有机质的矿质化，不断地释放出来供作物和微生物利用，同时释放出微生物生命活动所必需的能量。

在有机质分解和转化过程中，还可产生各种低分子有机酸和腐殖酸，对土壤矿物质部分都有一定的溶解作用，促进风化，有利于养分的有效化。此外，土壤有机质还能和一些多价金属离子络合形成络合物进入土壤溶液中，增加了养分的有效性。

2、保水、保肥和缓冲作用

土壤有机质疏松多孔，又是亲水胶体，能吸持大量水分。据研究资料表明腐殖物质的吸水率为5000～6000g/kg，而黏粒的吸水率只有500～600g/kg，腐殖质的吸水率是黏粒的10倍，能大大地提高土壤的保水能力。

土壤有机胶体有巨大的表面能并带有正、负电荷，且以带负电荷为主,所以它吸附的主要是阳离子。其中作为养料离子的主要有K+、Ca2+、Mg2+等。

这些离子一旦被吸附后就可避免随水流失，起到保肥作用，而且随时能被根系附近的H+或其他阳离子交换出来，供作物吸收，仍不失其有效性。

3、促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质

土壤有机质在土壤中主要是以胶膜的形式包被在矿物质土粒的表面上。一方面，腐殖物质胶体的黏结力比沙粒强。因此，有机肥料施入沙土后可增加沙土的黏性，有利于团粒结构的形成。

另一方面．由于土壤有机质松软、絮状多孔，而黏结力又不像黏土那么强。所以黏粒被它包被后，就变得松软，易使硬块散碎成团粒。这说明有机质能使沙土变紧，使黏土变松，改善了土壤的通气性、透水性和保水性。

4、腐殖酸的生理活性

据研究资料表明，腐殖酸分子中含有酚、羧基等各种功能团．因而它们对植物的生理过程产生多方面的影响。腐殖酸能改变植物体内糖代谢，促进还原糖的累积，提高细胞渗透压，从而提高了植物的抗旱能力。

腐殖酸能提高酶系统的活性，加速种子发芽和养分的吸收，从而增加生长速度。腐殖酸能增加植物的呼吸作用。增强细胞膜的透性从而增加对养分的吸收能力。并加速细胞分裂增强根的发育。

5、减轻或消除土壤中农药的残毒和重金属污染

土壤腐殖物质胶体具有络合和吸附的作用，因而能减轻或消除农药的残毒和重金属的污染。据研究资料报道，胡敏酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂和某些农药。腐殖物质能与重金属离子络合，从而有助于消除土壤溶液中过量的重金属离子对作物的毒害作用。

② 古土壤研究方法

古土壤的研究方法与沉积岩的研究方法比较类似，可以分为野外观察描述和室内分析化验及微观结构观察两方面。

5.2.4.1野外观察描述

在野外，古土壤有三个主要特征有别于其他岩石，这三个方面的特征是生物痕迹、土壤发生层和土壤结构（Retallack,1988,1990）。古土壤中发现的各种陆生生物痕迹中，化石植物根迹是辨别沉积岩石序列中化石土壤的最好标志。它们是沉积物中曾经有植物生长过的证据，不论还具有其他什么特征，它在一定程度上都是化石土壤。古土壤在形成和埋藏过程中，由于受氧化和压实，在沉积岩中很难看到形态完整的根迹，一般情况下，可通过以下三方面的特征来识别植物根迹，以区别于虫孔和其他土壤特征。

1）不规则管状形态，向下逐渐变细；

2）向下分叉或从中间向外分叉；

3）由于侧向根系周围的沉积物受压实而呈似风琴状。

土壤层是沉积层序中识别古土壤的附加特征。在多数情况下，土壤层在结构、颜色或矿物含量方面从被侵蚀的古陆地表面向母质层方向呈渐变变化。这种变化通常比紊流或河流点坝沉积形成的粒序层更复杂。在古土壤或土壤中，一般有几个土壤层，其中的一些土壤层相对于上覆或下伏层，富含粘土、碳酸盐或有机质。土壤层反映了成土母质在化学或结构上从上向下被改造程度逐渐减弱的成土过程。

土壤具有一些明显区别于其他沉积物的复杂构造，这些构造在沉积和成岩过程中是不会形成的。受压实作用的影响，在现今土壤剖面中观察到的典型土壤自然结构体（ped structure），在大多数古土壤中却无法保存。在土壤中，作为一般规律，土壤自然结构体的尺寸会随深度增加而增大，比如从细粒状变化为块状再到棱柱状。这种垂向变化的残余构造在一些古土壤中也能观察到，尤其是在被埋藏之前就已经岩化了的土壤中，如钙结层。伪背斜构造在许多古土壤中也可观察到，这种构造由多组平行线（面）——通常为滑擦面、破裂面（后期一般被方解石充填）——以较宽的、略倾斜的向斜和陡峭的、呈尖头形的背斜的形式构成。如果在古土壤中出现这种构造，则表明原始成土母质膨胀性粘土（如蒙脱石）含量较高，且多形成于排水不良的湿润环境中。因此，在现代土壤中出现这种构造，一般将其归为变性土。除此之外，还有柱状和棱柱状构造（垂向拉长构造）以及在钙结层里出现的结晶构造（早期裂缝晶体充填）、蜂窝状构造、豆粒、薄盖层等。另外，在古土壤中还可以见到新月形粘土构造，这种构造是由一些顶面向上弯曲、底面也向上弯曲或为平的低振幅、长波长的构造所组成，厚度可达几厘米，成分为粘土，与层面相平行。

5.2.4.2室内研究

室内研究主要包括矿物学、地球化学分析和土壤微形态特征观察三个方面。矿物学研究主要是粘土矿物含量及其组合特征的分析（Wright,1992）；地球化学分析内容比较丰富，包括常量元素、微量元素、稀土元素、稳定同位素等的测定，这些化学元素的组成及含量纵向变化蕴涵着大量的古气候、古环境信息（赵景波，2001；高全洲等，2001）。在土壤演化过程中，当环境发生变化，土壤的一些特征诸如化学成分和矿物含量等，也将随之发生变化或早期形成的构造将被改造。然而，许多微形态学特征却保存较好，可以对早期土壤演化阶段进行有效的识别（郭正堂等，1996;McCarthy和Martini等，1998）。

（1）矿物学和地球化学特征

矿物学和地球化学特征是极其有用的判别标准，尤其是辨别“风化”等级。控制这些等级的基本因素是物质的分解率，通常情况下，上部土壤层分解率较大，随深度增加而减弱。在风化过程中，各种阳离子被释放。它们在剖面上的分布可以用来评价风化特性及程度，常用元素有Fe、Al、P、Mn、Na、K、Ca和Si，它们通常以氧化物和氢氧化物的形式存在。可以绘制这些阳离子或氧化物与深度的关系图，也可以用可动元素与不可动元素的比值。在淋洗作用较强的上部土壤剖面中可动元素与不可动元素的比值较低（Smith和Buol,1968）。

在时代较老的土壤中，由于缺乏明显的生物特征，这种化学风化差异性成为识别古土壤强有力的工具。这种现象在硅酸盐母质和碳酸盐母质中都可以见到。在这种情况下可以使用痕量元素（Mg、Sr、Na）和稳定同位素（δ⁸O和δ¹³C）来识别石灰岩序列的地表暴露面。Mg、Sr和Na是从不稳定的文石（富Sr）和高镁方解石中析出的，或者高镁方解石被低镁方解石所交代也能析出这些元素。在这些变化中，海洋沉积物中的¹⁸O被大气中较轻的¹⁶0所取代，使得沉积物中的δ¹⁸O变轻。当大气水滤过上覆土壤，来自CO₂和土壤酸的同位素较轻的有机碳也被吸收到交代方解石。因此新形成的碳酸盐具有较轻的δ¹³C，尽管这种趋势仅限于土壤剖面比较靠上的部位。

在风化过程中，硅酸盐被转变成各种各样的次级产物，尤其是粘土矿物（Nesbitt和Young,1989）。粘土矿物被广泛用来鉴别古土壤，尤其是经过高溶滤作用的粘土如高岭石。蒙脱石在古土壤解释中是很有用的矿物，但存在由埋藏深度和热作用导致伊利石化而具有成岩作用特征的问题。英国威尔士和欧洲大陆的石炭系和侏罗系古土壤的两项研究表明，伊－蒙混层粘土也具有潜在的用途。这些伊－蒙混层是由土壤的干－湿交替使得钾固定下来的成壤作用形成的，而不是埋藏伊利石化形成的（Robinson和Wright,1987）。这种伊－蒙混层粘土形成于发育较好的变性土中。

铁和锰的化合物也可以用来识别特定的土壤形态。成壤作用形成的矿物富集主要发育在铁质岩壳中。这些岩壳非常富集铁和铝的氧化物、氢氧化物（铁矾土和铁铝矾土）以及硅土、钙质碳酸盐（钙质结砾岩）或石膏。

（2）微形态学特征

微形态学（土壤岩石学）方法是识别古土壤强有力的手段，也就是地质学家过去常用的岩石薄片观察。该方法已经被成功地运用到钙质环境和非钙质环境古土壤的识别（W right和W ilson,1987）。

微形态学研究方法类似于沉积岩石学中的岩类学分析。通过观察土壤的微形态特征，可以建立类似于“成岩作用序列”的成壤作用序列（Kem p,1998）。如法国一些土壤的研究中利用颗粒包膜和孔隙充填特征来研究土壤的形成，这些研究发现颗粒包膜和孔隙充填特征存在三个生长阶段：第一个生长阶段是沿细粒粘土切线方向形态清楚的包壳，其次是“脏化”的粉质粘土，最后是分选较差、成分不纯含有碳和有机质的粘土。这三个阶段被认为是代表了无扰动林地环境中粘土的淀积作用（干净粘土）、林地消失和水体的流经（“脏化”粘土）以及耕作和土壤熟化（分选差、孔隙充填）（Macphail,1986）。另外，古土壤的微形态学研究还被应用于古环境、古气候变化分析（Scarciglia和Terribile等，2003;Yong Woo Lee和YongⅡLee等，2003）。

③ 土壤样品的采取有哪些方法

（1）采样时间：一般认为，在果园果品采摘后至第一次施肥前采集土壤样品，即采样时间以秋季为佳。也有学者认为，在果树开花前的1～2个月均可采样。由于春季采样留给化学分析的时间有限，因此，建议最好在秋季采样。

（2）采样方法：应根据研究目的和果树树龄的不同确定果园土壤的采样方法。

对于定植前或刚栽植的幼树，土壤化验的主要目的是了解土壤肥力的基本性状，为果园土壤长期管理提供依据。由于这时土壤受果树生长和不均匀施肥的影响相对较小，因此，土壤肥力相对一致。这时采集土壤样品时，可以参照农田土壤采样方法进行。在田间按分对角线、棋盘式或蛇形等方法采集多点混合样。每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致，土样上层与下层的比例要相同，取样工具应垂直于地面入土，深度相同。若选用小铁铲取土，应先挖成一与铲一样宽、与耕作层或取样要求深度相同深的土坑，将土坑一面铲成垂直面，然后从垂直一面铲取1～2厘米厚的土样。

将各点采集的土样充分混合。混合后的土壤样品往往太多，尚需采用“四分法”去掉多余的土样。具体方法为将混合的土壤摊成圆形，中间划十字分成四份，然后对角线去掉两份，若样品还多，将样品再混合均匀，再反复进行四分法，直至样品最终重量要求0.5～1千克左右为止。每个混合样的样点数量，应根据地形地貌、肥力均衡性和采样地块的大小而定。地形地貌较复杂要多采些，肥力差异较大的地块相应要比肥力均匀的田块要多一些，田块大的要比田块小的多。一般地块面积小于10亩，取5～10个点；10～40亩，取10～15个点；大于40亩取15个点以上。

对于成龄果树，土壤化验的主要目的是评价土壤养分供应状况，以指导果园施肥。因此，采样位置应考虑根系的分布范围和果树施肥的不均匀性。采样应遵循随机、多点、覆盖整个果园的原则。对土壤类型相对一致的果园，可采用X或S形方法，在测定果园选择不少于5～6个果树，在每个果树树冠投影边缘线30厘米左右的范围（因这一区域是吸收根分布相对集中的区域），分东、西、南、北四个方向采4个样；为真实地反映果园土壤的养分供应现状，建议采样点应避过当年和先一年的施肥沟。同一果园的不同样点充分混合，组成混合样，混合方法同上。采样可用土钻或铁锨，深度一般为0～20厘米或0～30厘米。同一果园，若土壤类型和果树树龄等差异较大，建议应分区采样。采样时应将果园土壤表层未分解的有机物、杂草等清除后，再开始采样。

考虑到果园多采用局部施肥方法，且一些果园行间可能套种农作物，施肥量会不同于果树，有学者建议，分区域分别采集混合土壤样品。

生产中常常发现，一些果树生长异常，若怀疑是土壤因素引起，可采集土壤样品。这时采集土壤时，应准确区别健壮树和异常树，分别选5～6株，采集根际及其下层土壤样品；各样点土壤不要混合，送专业实验室分别进行测定。

近年来，一些学者提出以2摩尔/升KCl提取的无机氮（包括铵态氮和硝态氮）作为果园土壤氮素营养诊断指标。这时采样的深度一般在0～60厘米或0～100厘米的范围内，按每20厘米一层采集土壤样品。

采集的样品放入统一的样品袋，用铅笔写好标签，内外各一张。标签内容包括编号、采样地点、采样深度、地块位置、农户、采样时间、采样人等。

在采样的同时，应进行果园生产及土壤施肥等相关内容的调查，以为正确地作出施肥决策提供参考。主要调查内容包括果园土壤类型、果园面积、建园时间、栽植密度、主栽品种、果树长势、果树产量，近年来的施肥状况（包括施肥种类、数量、时期等），是否有缺素等。

④ 科学种植要先检测土壤中的养分含量，有哪些方法

众所周知，盲人种植有一个大问题，如盲施肥会导致农作物中缺乏营养，土壤层营养。这种不平衡的成分不仅对食物作物的生长和发育不利，而且还会导致土壤层和土壤中的问题。过量的营养素是易于对作物产生生理障碍，导致生产和质量显着下降，土壤层营养的不平衡将导致坏徽章。因此，为了解决农业的这种特定问题，对土壤层营养素的科学研究方法非常重要。

⑤ 观察土壤有哪几种方法

观察土壤的关键在于取样，然后即可用放大镜观察，这里给出几种方法：
(1)对角线采样法：适宜于污水灌溉地块,在对角线各等分中央点采样；
(2)梅花形采样法：适宜于面积不大、地形平坦、土壤均匀的地块；
(3)棋盘式采样法：适宜于中等面积、地势平坦、地形基本完整、土壤不太均匀的地块；
(4)蛇形采样法：适应于面积较小地形不太平坦、土壤不够均匀须取采样点较多的地块.深度视采样目的而定,一般采耕层0-20cm.取混合样1-2kg.如数量太多可用四分法将多余土壤弃去；
(5)用作化学分析（除重金属分析）的土壤样品可用土钻采样；

⑥ 怎样制备田间试验土壤样品

答：对于多年生长在同一地点的多年生木本花卉或连作草本花卉，每年都要从土壤中吸收大量营养物质，同时也排出一些废物，不断改变土壤环境。由于我国土壤类型众多，各地园区土壤肥力差异较大，因此，在不同园区或花卉不同生长发育期间采集田间土壤样品，通过取样分析化验土壤各种有效养分含量，才能判断各种土壤类型、不同花卉生产园区土壤中各种养分的供应状况，为花卉配方施肥提供可靠数据。花园田间土壤样品的采集方法如下：

（1）采样时间花园田间土样的采集是在花卉生长期间，根据测定项目要求而采集的土壤样品，每次采样必须在追肥之前或花卉生长的关键时期进行。因为土壤中速效养分的含量，随着季节的改变而有很大的变化。以土壤速效磷和速效钾为例，最大差异可达1～2倍，土壤温度和水分是主要影响因素。同一时间内采集的土样分析结果才能相互比较。（2）采样深度多年生木本或一二年生草本花卉根系分布的深度和广度，根系密集层的位置，年周期中根系生长的动态变化以及随着株龄的增长，根系生长发育的进程，根系吸收和运输，贮藏水分和养分的能力等均与土壤环境、施肥技术等密切相关。对于不同株龄的花卉不同生育期采样的原则是采集根系密集层的土壤，如幼龄多年生木本花卉可浅些，一般0～30厘米为宜；老龄多年生木本花卉可深些。根据土层厚度、株龄、垂直根系分布特性，一般0～30厘米、30～60厘米为宜；新建花园可浅些，老花园可深些；对于一二年生草本花卉生育前期可浅些，生育中后期可深些。（3）采样点位置花卉根系在土壤中的分布情况受种类、品种、株龄、土壤条件、地下水位、地势、栽培管理技术等因素的影响很大。特别是多年生木本花卉根系在土壤中分布的不均匀性，因而对土壤采样提出更高要求。尤其是对于月季、牡丹、桂花、山茶花等名贵花卉，在每一个花园选取不少于10个点，对每一个点取样。例如在多年生木本花卉滴水线（树冠投影线）周围30～40厘米的范围是根系密集分布区，也是花卉吸收养分的主要区域，因此土壤采集需要在该区域进行。在所选的每株花卉的周围，在其滴水线内外各30～40厘米圆周范围，分4个方向采集8个点的土样。将全园80个点的土样混合为1个，风干后送实验室测定相关土壤指标。对于一二年生草本花卉可参照蔬菜土壤样品采样点位置的确定方法进行。（4）采样方法普通土样用土钻垂直采集，测定微量元素土样的采集与普通土样同步进行，采样时避免使用铁、铜等金属器具。如果需要测定深层土壤的养分，则可用同样的方法采集30～60厘米土层土壤。（5）采样数量具体需要的土壤数量视测定项目多少而定。一个混合土样取土1.0千克左右为宜（用于推荐施肥的取0.5千克，用于田间试验的基础样品应至少取2.0千克）。对多点采集的土壤先全部混匀，然后用四分法逐次减少样品的数量，直至剩下1.0千克左右，将多余的土壤弃去。具体做法是：将采集的土壤样品放在盘子里或塑料布上，弄碎混匀，铺成四方形，画对角线将土样分成4份，把对角的2份合并成1份，保留1份，弃去1份。如果所得的样品仍然很多，可再用四分法处理，直至所需数量为止（图4-1）。

图4-1四分法取样步骤（6）采样周期同一采样单元，无机氮每季或每年采集3～5次，或进行植株氮营养诊断；土壤有效磷、速效钾每年采集2～3次；中量、微量元素每年采集1～2次，也可根据试验要求灵活掌握。（7）样品标记采集的土壤样品放入统一的样品袋内，用铅笔写好标签，袋内外各挂放一张。采样标签见表4-1。同时要做好田间采样与试验地基本情况调查记录。主要内容包括：

表4-1土壤采样标签土壤采样标签统一编号：（和农户调查表编号一致）邮编：______采样时间：______年______月______日______时采样地点：______省______县______乡（镇）______村______地块农户名：____________地块在村的：（中部、东部、南部、西部、北部、东南、西南、东北、西北）采样深度：①0～20厘米；②______厘米（不是0～20厘米的，请注明）采样点数：______个（该土样由7～20个点混合）经度：______度______分______秒纬度：______度______分______秒采样人：______联系电话：______土壤样品信息：土壤名称、土壤类型、土壤质地、土层厚度、土壤障碍因素、样本编号、采样日期、采样人等。

试验地基本情况信息：试验地的地址、位置、试验前一茬或二茬作物施肥与生长情况、土壤肥力状况等。