农业化学实验技能训练教程

土壤肥料专业技能训练教程前言土壤肥料专业技能训练教程是园艺技术专业的主要专业基础课。土壤肥料学是一门实践性很强的学科，为使学生将课堂所学理论知识应用于实践，加深对理论知识的理解，增强学生解决实际问题的能力，根据专业要求安排不同的实训内容。通过各种专业技能训练使学生能熟练使用分析天平，掌握常用仪器如酸度计、电导仪、分光光度计等使用方法，掌握常用玻璃器皿的种类、洗涤方法和正确使用，明确试剂的种类和正确使用，了解并掌握土壤肥料基本理化性质的分析方法与原理，学会实验数据的处理与分析，并根据实验结果得出结论。通过综合实训使学生了解耕作土壤土体构造，掌握土壤质地、结构、水分状况等在野外田间的鉴别方法，掌握常用化肥的合理使用，学会常见作物（主要是蔬菜、花卉和果树）营养缺素症的诊断和处理。通过田间配方施肥试验、生产实训，提高学生实践技能，具有指导农业生产的实际能力，同时培养学生良好的职业素质和科学发展观。为体现高职教育特色，增强学生的动手能力，使学生对所学知识融会贯通，培养他们独自解决生产问题的能力，如土壤性质测定、土壤养分含量分析、肥料有效成分分析、土样采集与制备、土壤酸碱性的测定、土壤质地速测等12个实训技能训练，增强了指导生产的能力。抚顺师专园艺技术专业土壤肥料专业技能训练教程2目录第一部分土壤肥料学基本理论........................................31－1土壤......................................................31－2肥料......................................................81－3农药.....................................................11第二部分土壤肥料专业技能基本知识.................................122－1实验数据处理.............................................122－2土壤肥料专业技能实验室规则...............................142－3土壤肥料专业技能常用仪器的使用...........................16第三部分土壤肥料专业技能基本操作.................................193－1玻璃仪器洗涤和干燥.......................................193－2试剂的取用技术...........................................203－3加热方法与制冷技术.......................................22第四部分土壤肥料专业技能训练.....................................26实训一、土壤样品的采集与处理技能训练——四分采样法.............26实训二、土壤吸湿水测定技能训练——烘干法和酒精燃烧法...........28实训三、土壤容重测定技能训练——环刀法.........................30实训四、土壤有机质含量测定技能训练——重铬酸钾容量法...........32实训五、土壤酸碱度测定技能训练——混合指示剂法.................38实训六、土壤全氮含量测定技能训练——凯氏定氮法.................39实训七、土壤速效磷含量测定技能训练——钼锑抗比色法.............41实训八、化肥的定性分析技能训练——物理化学法...................45实训九、化肥钾素含量测定技能训练——...........48实训十、肥料中尿素态含氮量测定技能训练——尿素酶法.............50实训十一、敌百虫原粉有效成分的测定技能训练——自动电位滴定法...51实训十二、氧乐果有效成分测定技能训练——薄层色谱法.............54抚顺师专园艺技术专业土壤肥料专业技能训练教程3第一部分土壤肥料学基本理论1－1土壤一、土壤分类土壤是指地球陆地上能够生长植物的疏松表层。土壤分为自然土壤和农业土壤两种。没有人类生产活动的影响，而是在生物等自然力的作用下形成的土壤叫自然土壤，其中，不受栽培措施影响的千年不见阳光的自然土壤的底土叫生土，耕作恶劣没有熟化的土壤叫死土。在自然环境因素、人为因素的综合作用下，由自然土壤所熟化形成的土壤叫农业土壤，根据熟化程度大小，又分为活土、熟土、肥土和油土。各地的土壤千差万别，而任何一种土壤都包括有固相、液相和气相三部分物质，这些物质组成比例的不同直接影响着土壤肥力。1.固相部分：约占固相重量（95～99）%的矿物质颗粒和约占固相重量（1～5）%的有机质。从化学组成来看，矿物质极其复杂，包含有六七十种化学元素，主要的有O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、P、Ti等十多种。其中，氧的含量最高，其次是硅，这两种元素的总和占整个土壤化学成分的3/4以上。其次是铁、铝、钾、钠、钙、镁和碳，这些元素的含量都在1%以上。再就是钛、锰、磷、硫、锶、钡、铬、氟、氯、氮等，这些大致都在10-3～10-4数量级。硼、铜、锌、钼等更少，大致都是10-5～10-6数量级。矿物质中的多种元素常以氧化物、硅酸盐和铝（铁）硅酸盐形式存在。硅、铝、铁的氧化物占总量的80%以上，是土壤矿物质的骨架。钙、镁、钾、磷等的含量都不高，但都是植物养分的最初主要来源。微量元素含量很少，但不可缺少。土壤矿物质颗粒不仅在成分上存在差别，而且在颗粒大小上的差距也相当悬殊。按矿物质颗粒大小可分为砂粒、粉粒和粘粒，这三种颗粒以不同的比例机械混合就组成了砂质土、粘质土、和壤质土。土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的高低，是土壤肥力高低的一个重要指标。土壤有机质的组成很复杂，包括有：分解很少、仍保持原来形态的动植物残体；动植抚顺师专园艺技术专业土壤肥料专业技能训练教程4物残体的半分解产物及微生物代谢产物；有机质的分解和合成而形成的特殊有机物腐殖质。其中，腐殖质占土壤有机物总量的85%以上，它是一种黑色或黑褐色的质地松软物质，具有胶体特性，通常分为腐殖酸和腐殖素两个部分。前两种通常约占土壤有机物的（10～15）%，它包括可溶性有机物（碳水化合物、糖类及有机酸等）和难溶性有机物（纤维素、木质素、半纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪、蜡质、单宁等）。2.液相部分水和溶于水的无机物、有机物所组成的土壤溶液。随气候干湿及降雨而变化，一般存留于土壤小孔隙中。3.气相部分溶有各种养分的空气；存在于土壤的较大孔隙中。它与大气不断进行交换，含有较多的CO2和水气，但氧气较少。土壤孔隙大体占土壤容积的50%左右。土壤水分和土壤空气同处于土壤的孔隙之中，成为两个相互对立的矛盾统一体，其中水分是矛盾的主要方面，它决定着空气存在的多少，直接影响到土壤的通气状况。土壤通气状况的好坏，最根本的是由土壤本身的结构所决定的。在结构良好的土壤中，水分和空气分居于不同的孔隙里，各得其所，各司其职，配合协调。土壤固相、液相和气相是互相联系、互相制约的一个有机整体。土壤中还生活着千千万万微生物和一些小动物（蚯蚓、昆虫等），它们在有机质的转化过程中，起到巨大的作用。土壤的颜色主要取决于土壤矿物质和有机质。腐殖质含量高时，土壤颜色显黑色，少时显灰白色；Fe2O3含量高时，土色发红或棕红；在低洼潮湿条件下，Fe2O3成分高的土壤，由于Fe2O3与水生成黄色２Fe2O3·３H2O而显黄色；由于CaCO3、Na2CO3、NaCl、Na2SO4等盐类，高岭土诸物质在粉末状时都是白色的它们一种或几种物质在土壤中存在量较大时，会使土壤显灰白色或淡灰色。由于土壤的组成是极其复杂的，土壤的颜色就各异。土壤颜色在一定程度上反映出土壤矿物质的性质和数量，故土壤的颜色是鉴定土壤的重要标志之一。二、土壤的酸碱性土壤溶液中存在着极少量的H+或OH-。土壤的酸碱度就是反映土壤中H+或OH-数量。土壤酸度分为活性酸度（土壤溶液中的H+浓度）和潜在酸度（土壤胶粒吸附的H+所引起的酸度。这种酸度平时不表现，只在一定条件下才显示出酸性，它是土壤酸性的主要根源）。土壤酸度通常用pH值表示，即抚顺师专园艺技术专业土壤肥料专业技能训练教程5极强酸性pH4.5强酸性pH=4.5～5.5酸性pH=5.5～6.5中性pH=6.5～7.5碱性pH=7.5～8.5强碱性pH=8.5～9.5研究土壤酸碱度意义在于：（1）各种作物对土壤酸碱度适应能力不同。比如生长最适宜的pH值范围,水稻、小麦、玉米、番茄、西瓜为6.0～7.0；红苕、花生、松树、烟草为5.0～6.0；豌豆、向日葵、甘蔗、桃、李、苹果、桑、油桐为6.0～8.0；茶树为5.0～5.5；油菜为5.8～6.7；柑桔5.0～7.0；棉花6.0～6.8；马铃薯4.8～5.8。一般作物要在弱酸至弱碱性土壤中才能生长良好。（2）土壤酸碱度影响养分有效性。比如，土壤有机质养分的转化，一般都是在微生物参与下进行的，而微生物适宜在接近中性的环境中活动；在酸性环境中，微量元素溶解度较大，有效性高；磷的有效性受酸碱度影响极大。（3）土壤酸碱度影响土壤的物理性质和化学性质。如在碱性土壤中，代换性Na+增多，使土壤胶粒分散，结构变坏；在酸性土中，会造成养分淋失，粘土矿物分解，结构变坏；在中性土壤中，Ca、Mg较多时，对土壤物理性质有良好的影响，土壤由于结构性好而通气透水性都好。（4）土壤溶液的酸碱度影响植物细胞原生质。碱性强会促进原生质溶解，破坏植物组织；酸性强会造成原生质变性和酶的钝化，并影响养分的吸收。（5）土壤的酸碱性关系到施肥的合理性。不直接化学分析，也可粗略判断土壤的酸碱性。首先，观察指示植物，若它们生长良好，则土壤的碱酸性可有大致判断。通常酸性指示植物有茶树、青杠、松树、杜鹃花等，碱性指示植物有柏树、棕树、碱蓬、柽柳、铁钱草等。其次，可调查质地情况，一般来说，石灰岩发育的土壤和钙质紫色土为微碱性土壤；黄色灰岩、砂岩和石灰岩发育的土壤为酸性土壤。红壤、黄壤因盐基不饱和，含Fe、Al物质多，故在一定气候条件下呈含水氧化物而显红、黄色，是酸性土壤。含腐殖质较多、钙质丰富的黑色或深色土壤是中性或微碱性土壤。田中水浑浊，悬浮着红色铁锈状物质而带酸味时，也为酸性土壤。三、土壤养分作物所需的营养一般是靠根系从土壤溶液里吸收的，只有可溶性养分才能被作物吸收利用。土壤养分利用率的高低，主要取决于养分的存在状态。养分的存在状态大致可分为：抚顺师专园艺技术专业土壤肥料专业技能训练教程61.速效养分：能溶于土壤溶液中的可溶性养分和被吸附在土壤胶粒表面的代换性养分。一般都以离子形式存在，有的是阳离子，如NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe２+等，有的是阴离子，如NO3-、HPO42-、SO42-等。2.迟效养分：存在于不溶性矿物和有机物中的养分，也称为不溶性养分。速效养分易被作物吸收利用，但易于流失。迟效养分不能及时释放出来供作物吸收，可在一定条件下，却起到了速效养分无法起到的保肥作用。所以，速效养分和迟效养分要互相配合，才能相得益彰。四、土壤样品的采集与处理1.土壤样品的采集土壤样品的采集是土壤检测的一个重要环节，是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确的先决条件。因此土壤样品的采集应作为土壤检测的一个重要环节来对待。根据分析任务的不同，土壤样品的采集可分为两类。①土壤剖面样品的采集土壤剖面样品的采集主要在于土壤发生学研究及土壤分类的需要。选择分类学上有代表性的地点和代表性的土壤，先挖一个lm×1.5m的长方形土坑。土坑的深度依具体情况而定，一般要求达到母质层或地下水即可，大多在1～2m之间。较窄的向阳面作为观察面，根据土壤剖面的颜色、结构、质地、松紧度、湿度、根系