《環(huán)境土壤學》

實板實習指導

任秀娟編

生命科技學院

資源與環(huán)境專業(yè)

2005年9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(xiàn)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(xiàn)的反常現(xiàn)象應進行討論，

并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。關閉手提電話機。

4、注意安全，實驗室內嚴禁吸煙。易燃易爆物品要遠離火源操作和

放置。

5、節(jié)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，并登記，補領。實驗過程中廢液、廢物應倒

入指定地方，不準隨意亂倒。

6、實驗室內的一切物品，未經本室負責教師批準，嚴禁攜帶出室外,

借物必須辦理登記手續(xù)。

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

實驗臺面和地板。學生離開實驗室前，必須請教師到座位檢查，方

可離開。

目錄

實驗一主要造巖礦物和成土巖石的觀察鑒定........................3

實驗二土壤樣品的采集與處理....................................13

實驗三土壤顆粒分析及手測質地..................................16

實驗四土壤比重、容重和孔隙度的測定...........................21

實驗五土壤水分的測定.........................................24

實驗六土壤有機質及腐殖質組成測定.............................26

實驗七土壤酸堿度的測定.......................................29

實驗八土壤結構形狀的觀察及微團聚體分析.......................34

實驗九土壤呼吸強度的測定.....................................36

實驗十土壤速效養(yǎng)分的測定.....................................39

實驗十一土壤中微量元素的測定..................................44

實驗十二環(huán)境容量模擬實驗......................................48

實驗十三土壤全量養(yǎng)分分析.......................................49

實驗十四土壤水溶性鹽的測定.....................................54

教學實習三天....................................................68

實驗一主要造巖礦物和成土巖石的觀察鑒定

土壤是由母質發(fā)育而成，母質是巖石風化的產物，巖石是礦物的集合體，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，必須先學習巖石和礦物，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，對主要的造巖礦物

和成土巖石進行肉眼觀察鑒定。

一、主要造巖礦物的認識

（一）形態(tài)

礦物形態(tài)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(tài)。

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，如云母。

粒狀——大小略等及具有一定規(guī)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。

酬狀——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征之一。一般地說，顏色

是光的反射現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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）

因鎰的混入而被染成紫色，即是他色。

假色——礦物內部裂縫、解理面及表面由于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于瓷扳）所留在瓷

板上的顏色即為條痕。條痕對有色礦物有鑒定意義。

（四）光澤

礦物表面對入射光線的反射能力稱光澤。按其表現(xiàn)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：如石英斷口而

絲絹光澤：如石棉

珍珠光澤：如白云母

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：

黃

代表礦滑石方解螢磷灰正長剛金剛

玉

物石膏石石石石玉石

硬度等

12345678910

級

在野外可用指甲（硬度2-2.5）、回形針（3）、玻璃（5）、小刀（5-5.5）、鋼錘（6-7）代替

標準硬度計。

（六）解理

礦物受擊后沿■?定方向裂開成光滑平面的性質稱為解理，礦物破裂時呈現(xiàn)有規(guī)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，如云母。

完全解理——解理面平滑不易發(fā)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(xiàn)。例如云母具有一向

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

礦物受擊后，產生不規(guī)則的破裂面，稱為斷口。在解理不發(fā)達以及非結晶礦物受擊后,

容易發(fā)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(xiàn)出互為消長的關系，如極完全解理的云母，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--------<3012+002t+H2O

根據與10%的鹽酸發(fā)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所列項目，認識各種礦物

表1各種礦物的性質和風化特點

7征10%HCl

名就、形狀顏色條痕光澤硬度解理斷口其他風化特點與分解產物

反應

石英六方柱、植皴狀無、白玻璃油J后7無貝獻晶面上有柒Si不易風化、難分解，是土壤中砂粒的主要來源

正長石板狀、W肉紅為主6

二向風化后產生粘粒、二氧化硅和鹽基物質，正長石

玻璃WffiE上可見

斜長石板狀灰白6-6.5赫含鉀較多，是土壤中鉀素來源之，

白云母無白白云母抗風化分解能力較黑云母強，風化后均能

玻璃一向極

^狀、^板狀2-3初觸形成粘粒。并釋放大量鉀素，是土壤中鉀素和粘

黑云母黑褐淺綠珍珠牘

粒來源之一。

角閃石長柱狀喑綠、灰黑5.5-6二向容易風化分解產生含水氧化鐵，含水氧化硅及粘

玻璃

輝石短柱狀懶、齪5-6粒。并釋放大量鈣、鎂等元素。

玻璃易風化形成褐鐵礦，二氧化硅以及蛇紋石等次生

橄欖石粒狀6.5-7貝殼狀

油脂礦物。

方解石3強易受碳酸作用溶解移動，但白云石稍比方解石穩(wěn)

菱面體或三向

白、玻璃定，風化后釋放出鈣、鎂元素，是土壤中碳酸鹽

白云石塊體3.5-4特弱

和鈣、鎂的重要來源。

綠、黑、玻璃

磷灰石六方柱或塊狀5風化后是土壤中磷素營養(yǎng)的主要來源。

甌褐油脂貝雌

板狀、針狀、蝴、珍

石膏無、白2完氽溶解后為土壤中硫的主要來源

柱狀珠、絹絲

塊狀、酬狀、半金屬、

赤鐵礦暗紅至鐵黑櫻紅5.5-6無易氧化，分布很廣，特別在熱帶土壤中最為常見。

豆狀±狀

塊狀、土狀、

褐鐵礦黑褐、黃棕黃±狀4-5其分布與赤鐵礦同。

結核狀

八面體、粒狀、

磁鐵礦鐵黑黑金屬5.5-6無磁性難風化，但也可氧化成赤鐵礦和褐鐵礦。

塊狀

黃鐵礦.立方體、塊狀銅黃綠黑金屬6-6.5無晶面有條紋分解形成硫酸鹽，為土壤中硫的主要來源。

高嶺石土塊狀白、灰、淺黃白、黃土狀無有涉觸由長石、云母風化形成的次生礦物，顆粒細小是

土壤粘粒礦物之

二主要造巖礦物及特性

(一)石英Si(h

石英一般白色透明，含有雜質時呈其他顏色，含有機質呈煙灰色，含鐵時呈紅色，

含鎰時呈紫色。玻璃光澤、油脂光澤，硬度7.0。純石英稱水晶，具有多種顏色的同心

條帶狀構造的隱晶質石英(石髓)稱瑪淄。

石英是最主要的造巖礦物，分布最廣，為酸性巖漿的主要成分，在沉積巖和變質巖

中也常見。石英在巖石中常呈不透明或半透明晶粒狀，煙灰色，油脂光澤。石英的伴生

礦物是云母、長石。石英硬度大，化學性質穩(wěn)定，不易風化，巖石風化后，石英形成砂

粒，含砂粒多的土壤，含鹽基少，形成的母質養(yǎng)分一般貧乏，酸性也較強。

(-)長石類

長石類是鉀、鈉、鈣的鋁硅酸鹽，也是地殼中分布最廣的礦物。長石因化學成分不

同，又分成正長石和斜長石兩大類。

1.正長石KAlSi308又稱鉀長石，晶體短柱狀，肉紅色、淺黃色、淺黃紅色等，玻

璃光澤，完全解理，硬度6.0。

正長石多存在于淺色巖漿巖中，如花崗巖、正長巖。正長石在巖石中呈晶粒，長方

形的小板狀，板面具有玻璃光澤。伴生礦物為石英、云母等。正長石易風化，風化后形

成粘土礦物高嶺石等，可為土壤提供大量K養(yǎng)分。正長石類礦物?般含氧化鉀16.9%。

2.斜長石Na(AlSi308)?Ca(ALSizG)斜長石是由鈉長石和鈣長石以不同比例混合

而成。斜長石常呈板狀和柱狀晶體。白色或灰白色。玻璃光澤，完全解理，硬度6.0~

6.5。

斜長石在自然界分布極廣，主要存在于閃長巖、輝長巖及變質巖中。在巖石中多呈

晶粒，長方形板狀，白色或灰白色，玻璃光澤。伴生礦物主要是輝石和角閃石。斜長石

比正長石容易風化，風化產物主要是粘土礦物，能為土壤提供K、Na、Ca等礦物養(yǎng)分。

(三)云母類

云母類因化學成分不同而分為白云母和黑云母。

1.白云母KIMLSisCh常見片狀、鱗片狀。白云母無色透明或淺色(淺黃、淺綠)

透明。極完全解理，薄片具有彈性，珍珠光澤，硬度2.0~3.0。

白云母是許多巖漿巖和變質巖的主要礦物，在偉晶巖中常形成大晶體。伴生礦物為

石英等。白云母較難風化，風化產物為細小的鱗片狀，強烈風化后能形成高嶺石等粘土

礦物。

2.黑云母KHz(Mg,Fe)3AlSi3(h深褐色或黑色，其他性質同白云母。

黑云母主要分布在花崗巖、片麻巖和結晶片巖中，伴生礦物是石英、正長石等。黑

云母較白云母易于風化，風化物為碎片狀。

白云母和黑云母均含K,是土壤K的重要來源之一。

(四)普通角閃石Ca(Mg,Fe)3SiA2

角閃石呈細長柱狀，深綠至黑色，玻璃光澤，完全解理，硬度5.0?6.0,角閃石主

要分布在巖漿巖和變質巖中的片麻巖和片巖中。在巖石中呈針狀或纖維狀。伴生礦物為

正長石、斜長石和輝石，角閃石易風化，風化產物為粘土礦物。

（五）輝石Ca（Mg,Fe）Si206

呈短柱狀、致密塊狀，棕至暗黑色，條痕灰色，中等解理，硬度5.5。輝長巖和玄

武巖中，在巖石中多呈晶粒狀。伴生礦物為角閃石、斜長石、輝石等，較角閃石難風化,

風化物為粘土礦物，富含F(xiàn)e。

（六）橄攬石（Mg,Fe）2SiO4＞蛇紋石HNgSia

橄欖石呈粒狀集合體出現(xiàn)，橄欖綠色，玻璃光澤或油脂光澤。橄欖石為超基性巖的

主要組成礦物，伴生礦物為斜長石、輝石，不與石英共生，易風化，風化產物有蛇紋石、

滑石等。

蛇紋石呈污綠色，玻璃光澤或油脂光澤，斷口上有時呈蠟狀光澤，比重2.5,硬度

2.0~4.0。

（七）綠泥石（Mg,Fe）sAl（AlSiAo）（OH）8

綠泥石種類多，成分變化大，結晶體呈片狀、板狀，一般呈鱗片狀存在。暗綠色至

綠黑色。完全解理，玻璃光澤至珍珠光澤。綠泥石由黑云母、角閃石、輝石變質而成。

存在于變質巖中，如綠泥石片巖。較難風化，風化物為細粒。

（A）方解石CaCOs

方解石為次生礦物，呈菱形，半透明，乳白色，含雜質時呈灰色、黃色、紅色等，

完全解理，玻璃光澤。與稀鹽酸反應生成CO2氣泡。無色透明者稱冰洲石。方解石分布

很廣，是大理巖、石灰?guī)r的主要礦物，常為砂巖、礫巖的膠結物，也可在基性噴出巖氣

孔中出現(xiàn)。方解石的風化主要是受含CO2的水的溶解作用，形成重碳酸鹽隨水流失，石

灰?guī)r地區(qū)的溶洞就是這樣形成的。

（九）白云石CaCOs?MgCOs

白云石是由方解石、菱美礦結合而成，呈彎曲的馬鞍狀、粒狀、致密塊狀等，灰白

色，有時帶微黃色，玻璃光澤，性質與方解石相似，但較穩(wěn)定，與冷鹽酸反應微弱，只

能與熱鹽酸反應，粉末遇稀鹽酸起反應，這是與方解石的主要區(qū)別。白云石是組成白云

巖的主要礦物，也存在于石灰?guī)r中。風化物是土壤Ca、Mg養(yǎng)分的主要來源。

（|）磷灰石Cas（P04）3?（F,Cl）

磷灰石呈致密塊狀、土狀等?；野?、黃綠、黃褐等色，不完全解理，硬度5.0。在

礦物上加鋁酸錢，再加?滴硝酸即有黃色沉淀生成，這是鑒別磷灰石的主要方法。磷灰

石以次要礦物存在于巖漿巖和變質巖中。較難風化，風化產物是土壤磷養(yǎng)分的重要來源。

（I-一）石膏CaSO4?2Hq

石膏呈板狀、塊狀、無色或白色?玻璃光澤或絲絹光澤。硬度2.0,是干旱炎熱氣

候條件下的鹽湖沉積。常作土壤改良劑。

（十二）氧化鐵類

氧化鐵包括赤鐵礦（FezOs）、褐鐵礦（2Fe2O：i?3H20）,磁鐵礦（Fe3。。和黃鐵礦（FeS2）

等。赤鐵礦常將土壤染成紅色，褐鐵礦為含水氧化鐵，褐色或深褐色，可把土壤染成黃

褐色。磁鐵礦為黑色，有磁性，風化后成赤鐵礦。黃鐵礦金黃色似金屬銅。

（十三）粘土礦物

粘土礦物是隱晶質或非晶質含鋁（或鎂）硅酸鹽礦物的總稱。土壤中常見的次生粘

土礦有：高嶺石，是底面間距約0.72nm的1：1型層狀硅酸鋁礦物，層間沒有陽離子和

水分子，相鄰單元晶層間通過氫鍵聯(lián)結，無脹縮性，晶型較完整，典型的呈六方片狀。

高嶺石呈致密土狀，白色，含雜質時呈雜色，有泥土味和滑感。

蒙脫石，曾稱“微晶高嶺石”，二八面體蒙托石系列中富鎂的礦物。層電荷主要來自

八面體內，Mg2+置換Al，+。為細小的鱗片狀，致密塊狀，白色帶淺灰色。

伊利石，是常見于泥質沉積物中的二八面體水云母，單元晶層間常具局部脹縮性。

呈片狀,。由云母風化而成。

（十四）含水氧化鋁Al203?nH2O

含水氧化鋁即鋁土礦，土狀或塊狀白色或灰色，含鐵時呈黃褐色或淡紅色，鋁硅酸鹽在

濕熱氣候條件下，徹底分解而產生的，我國紅壤、黃壤含量較多。

三、主要成土巖石的觀察

組成地殼的巖石，按其成因不同分為三大類，即：由巖漿冷凝而成者稱巖漿巖；由

各種沉積物經硬結成巖而成者稱沉積巖；由原生巖經高溫、高壓以及化學性質活潑的物

質作用后發(fā)生了變質的巖石稱變質巖。三者由于成因不同，以致在各自的組成、結構和

構造中都有較大的差異。肉眼鑒定巖石的方法，主要對巖石的顏色、礦物組成、結構、

構造等方面進行觀察后，才能區(qū)別出所屬巖類和定出巖石名稱。

（一）顏色

巖石的顏色決定于礦物的顏色，觀察巖石的顏色，有助于了解巖石的礦物組成。如

巖石深灰及黑色是含有深色礦物所致。

（二）礦物組成

巖漿巖的主要礦物有石英、長石、云母、角閃石、輝石、橄攬石。沉積巖主要礦物

除石英、長石等外，還含有方解石、白云石、粘土礦物、有機質等。變質巖的礦物組成

除石英、長石、云母、角閃石、輝石外，常含變質礦物如石榴石、滑石、蛇紋石、綠泥

石、絹云母等。

（三）結構

1、巖漿巖結構指巖石中礦物的結晶程度、顆粒大小、形狀以及相互組合的關系。

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——巖石中礦物晶粒在肉眼或放大鏡下可見，且晶粒大小一致。如

花崗巖。

隱晶質結構——巖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——巖石中礦物顆粒大小不等，有粗大的晶粒和細小的晶?；螂[晶質甚

至玻璃質（非晶質）者稱斑狀結構。大晶粒為斑晶，其余的稱石基。如花崗斑巖。

2、沉積巖結構指巖石的顆粒大小、形狀及結晶程度所形成的特征叫結構。一般沉

積巖結構有：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、硅質、泥質等。按

碎屑大小來劃分有：

礫狀結構----大于2mm以上的碎屑被膠結而成的巖石，如礫巖。

砂粒結構——碎屑顆粒直徑為2—0.1mm者如砂巖。

粉砂結構——碎屑顆粒直徑為0.1—0.01mm者如粉砂巖。

②泥質結構顆粒很細小，由直徑小于0.01mm的泥質組成，彼此緊密結合，成致

密狀，如頁巖、泥巖。

③化學結構由化學原因形成，有晶粒狀、隱晶狀、膠體狀（如細狀、豆狀）。為化

學巖所特有如粒狀石灰?guī)r。

④生物結構由生物遺體或生物碎片組成如生物灰?guī)r。

3、變質巖結構變質巖多半具有結晶質，其結構含義與巖漿巖相似，有等粒狀、

致密狀或斑狀等。在結構命名上，為了區(qū)別起見，特加上“變晶”二字，如等粒變晶、

斑狀變晶、隱晶變晶。

（四）構造

1、巖漿巖構造指礦物顆粒之間排列方式及填充方式所表現(xiàn)出的整體外貌。一般

有塊狀、流紋狀、氣孔狀、杏仁狀等構造。

塊狀構造——巖石中礦物的排列完全沒有秩序。為侵入巖的特點，如花崗巖、

閃長巖、輝長巖均為塊狀。

流紋狀構造——巖石中可以看到巖漿冷凝時遺流下來的紋路，為噴出巖的特征,

如流紋巖。

氣孔狀構造——巖石中具有大小不一的氣孔，為噴出巖特征，如氣孔構造的玄

武巖。

杏仁狀構造——噴出巖中的氣孔內，為次生礦物所填充，其形狀如杏仁，常見

的填充物如蛋白石、方解石等.

2、沉積巖構造指巖石中各物質成份之間的分布狀態(tài)與排列關系，所表現(xiàn)出來的

外貌。沉積巖的最大特征是具層理構造，即巖石表現(xiàn)出成層的性質。層理的面上常常保

留有波浪、雨痕、泥裂、化石等地質現(xiàn)象，把它稱為層面構造。

3、變質巖構造變質巖的構造受溫度、壓力兩個變質因素影響較大，主要構造是

片理構造，它是由片狀或柱狀礦物有一定方向排列而成，山于變質程度的深淺，礦物結

晶顆粒大小及排列的情況不同，主要有下列幾種構造：

板狀構造——變質較淺，變晶不全，劈開成簿板，片理較厚，如板巖。

千枚狀構造——能劈開成薄板，片理面光澤很強，變晶不大，在斷面上可以看出

是由許多極簿的層所構成，故稱千枚，如千枚巖。

片狀構造——能劈開成簿片，片理面光澤強烈，礦物晶粒粗大，為顯晶變晶。

片麻狀構造——片狀、柱狀、粒狀礦物呈平行排列，顯現(xiàn)深淺相間的條帶狀，如

片麻巖。

塊狀構造或層狀構造——礦物重結晶后成粒狀或隱晶質，一船情況在肉眼下很難

看出它的片理構造，而成塊狀或保持原來層狀構造。如大理巖、石英巖。

（五）根據表2所列項目，認識各種巖石

表2主要成土巖石

、項

巖巖X

礦物組成顏色結構構造風化特點和分解產物

類

抗化學風化能力強，易物理風化，風化后

鉀長巖、石英為主，少量斜長石、

花崗巖灰白、肉紅全晶等粒結構、塊狀構造石英成砂粒，長石變成粘粒，且鉀素來源

云母、角閃石

豐富，形成砂粘適中的母質。

巖斜長石、角閃石為主，其次為黑

漿閃長巖灰、灰綠全晶等粒結構、塊狀構造易風化，形成的土壤母質粘粒含量高。

云母、輝石

巖

斜長石、輝石為主，其次為角閃易風化，生成富含粘粒、養(yǎng)料豐富的土壤

輝長巖灰、黑全晶等粒結構、塊狀構造

石、橄欖石母質。

隱晶質、斑狀結構，常有氣孔狀，杏仁狀或塊

玄武巖與輝長巖相同黑綠、灰黑與輝長巖相似。

狀構造。

由各種不同成分的礫石被膠結決定于礫石礫狀結構（由粒徑＞2mm礫石被膠結而成）層

礫巖風華成礫質或砂質的母質，土壤養(yǎng)分貧乏

而成0和膠結物狀構造。

沉主要由石英、長石砂粒被膠結而風化難易視膠結物而定，石英砂巖養(yǎng)分含

砂巖紅、黃、灰砂粒結構（顆粒直徑0.1-2mm）層狀構造

積成量較少，長石砂巖養(yǎng)分含量較多。

巖頁巖粘土礦物為主黃、紫、黑、灰泥質結構（顆粒粒徑vO.Olmm）,頁理構造。易破碎，風化產物為粘粒，養(yǎng)分含量較多。

易受碳酸水溶解，風化產物質地粘重，富

石灰?guī)r方解布為主白、灰、黑、黃隱晶狀、酮狀結構，層狀構造，有碳酸鹽反應

含鈣質。

比頁巖堅硬而較難風化，風化后形成的母

板巖泥頁巖淺變質而來灰、黑、紅結構致密板狀構造（能劈開成薄板）

質和土壤與頁巖相似。

隱晶結構，千枚狀構造、斷面上常有極薄層片易風化，風化產物粘粒較多，并含鉀素較

千枚巖含云母等泥質巖變質而來淺紅、灰、灰綠

變體，表面具有絹絲光澤。多。

質粒狀變晶結構，片麻狀構造（黑白相間，呈條

片麻巖多由花崗巖變質而來灰、淺紅與花崗巖相似。

巖帶狀）

由硅質砂巖變質而來，礦物成分質堅硬、極難化學風化，物理破碎后成礫

石英巖白、灰粒狀、致密狀結構，塊狀構造

主要為石英質母質。

方解石、白云石為主，多由石灰白、灰、綠、紅、等粒變晶結構，塊狀構造，與10%HCl反應劇

大理巖與石灰?guī)r相似

巖變質而來。黑、淺黃烈

實驗二土壤樣品的采集與處理

土壤樣品（簡稱土樣）的采集與處理，是土壤分析工作的一個重要環(huán)節(jié)，直接關系到分

析結果的正確與否。因此必須按正確的方法采集和處理土樣，以便獲得符合實際的分析結

果。

一、土樣的采集

分析某一土壤或土層，只能抽取其中有代表性的少部份土壤，這就是土樣。采樣的基

本要求是使土樣具有代表性，即能代表所研究的土壤總體。根據不同的研究目的，可有不

同的采樣方法。

（一）土壤剖面樣品

土壤剖面樣品是為研究土壤的基本理化性質和發(fā)生分類。應按土壤類型，選擇有代表

性的地點挖掘剖面，根據土壤發(fā)生層次由下而上的采集土樣，一般在各層的典型部位采集

厚約10厘米的土壤，但耕作層必須要全層柱狀連續(xù)采樣，每層采一公斤；放入干凈的布袋

或塑料袋內，袋內外均應附有標簽，標簽上注明采樣地點、剖面號碼、土層和深度。

（二）耕作土壤混合樣品

為了解土壤肥力情況，一般采用混合土樣，即在一采樣地塊上多點采土，混合均勻后取出

一部份，以減少土壤差異，提高土樣的代表性。

1、采樣點的選擇選擇有代表性的采樣點，應考慮地形基本一致，近期施肥耕作

措施、植物生長表現(xiàn)基本相同。采樣點5—20個，其分布應盡量照顧到土壤的全面情況，

不可太集中，應避開路邊、地角和堆積過肥料的地方。

2、采樣方法：在確定的采樣點上，先用小土鏟去掉表層3毫米左右的土壤，然后傾

斜向下切取一片片的土壤。將各采樣點土樣集中一起混合均勻，按需要量裝入袋中帶回。

圖1土壤采樣圖

（三）土壤物理分析樣品

測定土壤的某些物理性質。如土壤容重和孔隙度等的測定，須采原狀土樣，對于研究

土壤結構性樣品，采樣時須注意濕度，最好在不粘鏟的情況下采取。此外，在取樣過程中，

須保持土塊不受擠壓而變形。

（四）研究土壤障礙因素的土樣

為查明植株生長失常的原因，所采土壤要根據植物的生長情況確定，大面積危害者應取

根際附近的土壤，多點采樣混合；周部危害者，可根據植株生長情況，按好、中、差分別

取樣（土壤與植株同時取樣），單獨測定，以保持各自的典型性。

（五）采樣時間

土壤某些性質可因季節(jié)不同而有變化，因此應根據不同的目的確定適宜的采樣時間。

一般在秋季采樣能更好地反映土壤對養(yǎng)分的需求程度，因而建議在定期采樣時在一年一熟

的農田的采樣期放在前茬作物收獲后和后茬作物種植前為宜，一年多熟農田放在一年作物

收獲后。不少情況下均以放在秋季為宜。當然，只需采一次樣時，則應根據需要和目的確

定采樣時間。在進行大田長期定位試驗的情況下，為了便于比較，每年的采樣時間應固定。

二、土樣的數量

一般1公斤左右的土樣即夠化學物理分析之用，采集的土樣如果太多，可用四分法淘

汰。四分法的方法是：將采集的土樣弄碎，除去石礫和根、葉、蟲體，并充分混勻鋪成正

方形，劃對角線分成四份，淘汰對角兩分，再把留下的部份合在一起，即為平均土樣，如

果所得土樣仍嫌太多，可再用四分法處理，直到留下的土樣達到所需數量（1公斤），將保

留的平均土樣裝入干凈布袋或塑料袋內，并附上標簽。

圖2四分法取樣步驟圖

（-）風干處理

野外取回的土樣，除田間水分、硝態(tài)氮、亞鐵等需用新鮮土樣測定外，一般分析項目都用

風干土樣。方法是將新鮮濕土樣平鋪于干凈的紙上，弄成碎塊，攤成薄層（厚約2厘米）,

放在室內陰涼通風處自行干燥。切忌陽光直接暴曬和酸、堿、蒸氣以及塵埃等污染。

（二）磨細和過篩

1、挑出自然風干土樣內的植物殘體，使土體充分混勻，稱取土樣約500克放在乳缽

內研磨。

2、磨細的土壤先用孔徑為1mm（18號篩）的土篩過篩，用作顆粒分析土樣，（國際

制通過2mm篩孔）反復研磨，使＜1mm的細土全部過篩。粒徑＞1mm的未過篩石礫，稱

重（計算石礫百分率）后遺棄。

3、將＜1mm的土樣混勻后鋪成薄層，劃成若干小格，用骨匙從每一方格中取出少量

土樣，總量約50克。仔細揀出土樣中的植物殘體和細根后，將其置于乳缽中反復研磨，

使其全部通過孔徑0.25mm（60號篩）的土篩，然后混合均勻。

經處理的土樣，分別裝入廣口瓶，貼上標簽。

三、思考題

1、采集與處理土樣的基本要求是什么？

2、處理土樣時為什么＜1mm和＜0.25mm的細土必須反復研磨使其全部過篩？

3、處理通過孔徑1mm及0.25mm士篩的兩種土樣，能否將兩種篩套在一起過篩，分別收

集兩種土篩下的土樣進行分析測定？為什么？

4、根據土樣處理結果，計算土壤石礫百分率。

石礫重量

石礫含量（%）-------------------X100

土壤總重量

附表1標準篩孔對照表

篩號篩孔直徑（毫米）篩號篩孔直徑（毫米）

2.58.00350.50

36.72400.42

3.55.66450.35

44.76500.30

54.00600.25

63.36700.21

72.83800.177

82.381000.149

102.001200.125

121.681400.105

141.411700.088

161.182000.074

181.002300.062

200.842700.053

250.713250.044

300.59

附注：土篩號數即為每英寸長度內的孔（目）數，如100號（目）即為每一英寸長度內有

100孔（目）。篩號與篩孔直徑（mm）對照見附表。

實驗三土壤顆粒分析及手測質地

土壤是由粒徑不同的各粒級顆粒組成的，各粒級顆粒的相對含量即顆粒組成，對土壤

的水、熱、肥、氣狀況都有深刻的影響。土壤顆粒分析即是測定土壤的顆粒組成，并以此

確定土壤的質地類型。本實驗采用比重計法測定土壤顆粒組成，同時練習手測質地方法。

一、土壤顆粒分析（比重計速測法）

（一）方法原理

土樣經化學和物理方法處理后充分分散為單粒，并制成5%懸浮液，讓土粒自由沉降。經

不同時間，用土壤比重計（又稱甲種比重計或鮑氏比重計）測定懸浮液比重，比重計讀數直

接指示比重計懸浮處的土粒重量（克/升）。根據不同沉降時間的比重計讀數，便可計算不

同粒徑的土壤顆粒含量。

（二）操作步驟

1、稱樣：稱取通過1毫米（卡氏制）或2毫米（國際制）篩孔相當于50克（精確到0.01克）

干土重的風干土樣，置于400毫升燒杯中。

2、樣品分散：根據土壤酸堿性質，分別選用下列分散劑：石灰性土壤（50克樣品，下同）,

加0.5molL-l六偏磷酸鈉60毫升；中性土壤加0.25molL-l草酸鈉20毫升；酸性土壤加

0.5molL-l氫氧化鈉40毫升。

稱取土樣加入適當分散劑20毫升后，用帶橡皮頭的玻棒攪拌成糊狀。靜置過夜（或

半小時）。以帶有橡皮頭的玻棒研磨土樣（粘質土不少于20分鐘，壤質土及砂質土不少于

15分鐘），其后再加入剩余的分散劑研磨均勻。

3、制備懸液：將分散后的土樣用軟水洗入1000毫升的沉降筒中，加軟水至刻度，即為5%

的懸浮液。放置于平穩(wěn)桌面上。

4、測定懸液比重

（1）攪拌：先測定懸液溫度。然后用特制攪拌棒上下均勻攪拌懸液1分鐘（30次），使懸液

中顆粒均勻分布，攪拌時，如懸液發(fā)生氣泡，迅速加入1—2滴異戊醇消泡。

（2）讀數：攪拌停止立即取出攪拌棒，并記錄時間（土粒開始沉降的時間），按表1所列溫度、

時間和粒徑的關系，選定測比重計讀數的時間，分別測出＜0.05、＜0.01、V0.001毫米等

各粒級的比重計讀數。每次讀數前30秒，將比重計輕輕放人懸液中，使其不要上下浮動，

時間一到迅即讀數。讀數后取出比重計，以免影響土粒繼續(xù)下沉。

注意：只攪拌一次，讀三次數。

5、空白校正：另取一沉降筒，加入與處理土樣等量的分散劑，用軟水稀釋至1000毫升，

比重計讀數即為空白校正。

（三）結果計算

1、比重計校正讀數

比重計校正讀數=比重計原讀數-空白校正值

（注：空白校正值包括分散劑校正值和比重計校正值）

表1在不同溫度時各粒級顆粒的比重計測定時間表（卡氏制）

時,時飛

<0.05<0.01<0.001<0.05<0.01<0.001

x溫羲\心分秒分小時溫分秒分小時

4132434822552548

513042482354243048

6125404824542448

712338482553233048

8120374826512348

9118364827502248

1011835482848213048

11115344829462148

12112334830452048

1311032483145193048

14110314832451948

1518304833441948

161629483444183048

1715284835421848

181327.304836421848

191027483740173048

205626483838173048

2156264839371748