土壤学实验--土壤剖面的野外观察

实验一土壤剖面的野外观察（3课时）实验目的1、初步确定土壤类型，判断土壤肥力高低，为土壤的利用改良提供初步意见。2、在土壤基本形态观察的基础上，要求学会掌握土壤剖面形态的观察描述技术。技能培养1、学会土壤剖面形态的观察描述技术；野外酸碱度测定；土壤硬度计的使用实验内容1、选择土壤剖面点2、土壤剖面的挖掘3、土壤剖面发生学层次划分：4、土壤剖面描述实验仪器设备铁锹，门塞尔比色卡，土壤坚实度计，10%盐酸溶液，pH混合指示剂，白瓷板、玻璃棒、pH标准比色卡，皮尺，剖面刀，铅笔、塑料袋，标签，纸盒，土壤剖面记载表，文件夹。作业1、描述所观察的土壤剖面主要参考资料[1]林大仪主编.土壤学学实验指导书.中国林业科学出版社，2004[2]浙江农业大学主编.农业化学实验.上海科学技术出版社，1985[3]中国科学院南京土壤研究所主编.土壤理化分析.上海科学技术出版，1980注意事项实验内容及步骤：一、选择土壤剖面点选择原则：1、要有比较稳定的土壤发育条件，即具备有利于该土壤主要特征发育的环境，通常要求小地形平坦和稳定，在一定范围内土壤剖面具有代表性。2、不宜在路旁、住宅四周、沟附近、粪坑附近等受人为扰动很大而没有代表性的地方挖掘剖面。二、土壤剖面的挖掘土壤剖面一般是在野外选择典型地段挖掘，剖面大小自然土壤要求长2米、宽1米、深2米（或达到地下水层），土层薄的土壤要求挖到基岩，一般耕种土壤长1.5米，宽0.8米，深1米。挖掘剖面时应注意下列几点：（1）剖面的观察面要垂直并向阳，便于观察。（2）挖掘的表土和底土应分别堆在土坑的两侧，不允许混乱，以便看完土壤以后分层填回，不致打乱土层影响肥力，特别是农田更要注意。（3）观察面的上方不应堆土或走动，以免破坏表层结构，影响剖面的研究。（4）在垄作田要使剖面垂直垄作方向，使剖面能同时看到垄背和垄沟部位表层的变化。（5）春耕季节在稻田挖填土坑一定要把土坑下层土踏实，以免拖拉机下陷和折断牛脚。三、土壤剖面发生学层次划分：土壤剖面由不同的发生学土层组成，称土体构型，土体构型的排列入其厚度是鉴别土壤类型的重要依据，划分土层时首先用剖面刀挑出自然结构面，然后根据土壤颜色、湿度、质地、结构、松紧度、新生体、侵入体、植物根系等形态特征划分层次，并用尺量出每个土层的厚度，分别连续记载各层的形态特征。一般土壤类型根据发育程度，可分为A、B、C三个基本发生学层次，有时还可见母岩层（D），当剖面挖好以后，首先根据形态特征，分出A、B、C层，然后在各层中分别进一步细分和描述。土层细分时，要根据土层的过渡情况确定和命名过渡层：（1）根据土层过渡的明显程度，可分为明显过度和逐渐过度。（2）过渡层的命名，A层B层的逐渐过程可根据主次划分为AB或BA层。（3）土层颜色不匀，呈舌状过渡，看不出主次，可用AB表示。（4）反映淀积物质，如腐殖质淀积Bh，粘粒淀积Bt，铁质淀积Bir等。四、土壤剖面描述按照土壤剖面记载表的要求进行描述1、记载土壤剖面所在位置、地形部位、母质、植被或作物栽培情况、土地利用情况、地下水深度、地形草图可画地貌素描图，要注明方向，地形剖面图要按比例尺画，注明方向，轮作施肥情况可向当地社员了解。2、划分土壤剖面层次，记载厚度，按土层分别描述各种形态特征，土层线的形状及过渡特征。3、进行野外速测，测定pH值、高铁、亚铁反应及石灰反应，填入剖面记载表。4、最后根据土壤剖面形态特征及简单的野外速测，初步确定土壤类型名称，鉴定土壤肥力，提出利用改良意见。五、土壤剖面形态特征的描述1、鉴别土壤颜色土壤颜色可以反映土壤的矿物组成和有机质的含量。很多主要土类就是以土壤颜色来命名的。鉴别土壤颜色可用门塞尔色卡进行对比确定土色，该比色卡的颜色命名是根据色调、亮度、彩度三种属性的指标来表示的。色调：土壤呈现的颜色。亮度：指土壤颜色的相对亮度。把绝对黑定为0，绝对白定为10，由0到10逐渐变亮。彩度：指颜色的浓淡程度。色调为亮红棕色，亮度为4，彩度为6。使用比色卡注意点：（1）比色时光线要明亮，在野外不要在阳光直射下比色，室内最好靠近窗口比色。（2）土块应是新鲜的断面，表面要平。（3）土壤颜色不一致，则几种颜色都描述。2、湿度通过土壤湿度的观察，能部分看出土壤墒情这个主要肥力特征，可分为干、润、湿润、潮润、湿五级。（1）干：土壤放在手中不感到凉意，吹之尘土飞扬。（2）润：土壤放在手中有凉意，吹之无尘土飞扬。（3）湿润：土壤放在手中有明显的湿的感觉。（4）潮润：土壤放在手中，使手湿润，并能捏成土团，捏不出水，捏泥粘手。（5）湿：土壤水分过饱和，用手挤土壤时，有水分流出。3、质地土壤中各种粒径土粒的组合比例关系叫土壤的机械组成，土壤根据其机械组成的近似性，划分为若干类别，这就叫质地类别，土壤质地对土壤分类和土壤肥力分级有重要意义。在野外鉴定土壤质地通常采用简单的指感法（见表1）。表1土壤质地指感法鉴定标准号质地名称土壤状态干捻感觉能否湿搓成球（直径1厘米）湿搓成条状况（2毫米粗）国际制苏联制1砂土砂土松散的单粒状研之有沙沙声不能成球不能成条2砂质壤土砂壤土不稳固的土块轻压即碎有砂的感觉可成球、轻压即碎无可塑性勉强成断续的短条，一碰即断。3壤土轻壤土土块轻搓即碎有砂质觉，绝无沙沙声。可成球，压扁时，边缘有多而大的裂缝可成条，提起即断。4粉砂壤土有较多的云母有较多的云母片面粉的感觉可成球，压扁，边缘有大裂缝可成条，变成2厘米直径园时即断。5粘壤土中壤土干时结块，湿时略粘干土块较难捻碎。湿球压扁边缘有小散裂缝。细土条弯成的园环外缘有细裂缝。6壤粘土重壤土干时结大块，湿时粘韧土块硬，很难捻碎湿球压扁边缘有细散裂缝。细土条弯成的园环外缘无裂缝压扁后有裂缝。7粘土粘土干土块放在水中吸水很慢，湿时有滑腻感。土块坚硬，捻不碎，用锤击亦难粉碎。湿球压扁的边缘无裂缝。压扁的细土环边缘无裂缝。如果土壤中砾质含量较多，则要考虑砾质含量来进行土壤质地分类，砾质含量的分级标准如下，石质大于2mm直径砾石的含量（见表2）：表2砾质含量分级标准砾质定级砾质程度面积比例非砾质性极少砾质5%微砾质性少量砾质5~10%中砾质性多量砾质10~40%多砾质性极多砾质40%4、土壤结构土壤结构是指在自然状态下，经外力分开，沿自然裂隙散碎成不同形状和大小的单位个体。土壤结构大多按几何形状来划分，目前采用的结构分类标准如表3表3土壤结构分类表（按查哈洛夫）类型种大小Ⅰ、类：结构体三轴等长一、面棱不明显、形体不明显直径大小块状大块状小块状10cm10~5cm团块状大团块状团块状小团块状5-cm3-1cm1-0.5cm二、面棱显著、结构单位明显横断面大小核状大核状核状小核状20-10mm10-7mm7-5mm粒状大粒状粒状小粒状5-3mm3-1mm1-0.5mmⅡ、类：结构体沿垂直轴发育一、圆顶柱状横断面大小大柱状柱状小柱状5cm5-3cm3cm二、尖顶柱状、大棱柱状5cm棱柱状小棱柱状5-3cm3-1cmⅢ、类：结构体沿水平轴发育一、片状厚度片状板状页状叶状5mm5-3mm3-1mm1mm二、鳞片状泡沸状粗鳞片状小鳞片状3mm3-1mm1mmⅣ、类（附加）机耕作用形成，结构面不明显，棱角明显。一、垡状新犁后的犁垡大垡状小垡状坷状10cm10-5cm1cm二、碎块、晒垡冻垡后形成碎块小碎块2-1cm1~0.5cm三、碎屑遇水不易散。碎屑屑粒3-1cm0.5cm5、土壤松紧度又名坚实度，土壤紧实度指每单位压力所产生的土壤容积压缩程度，或每单位容积压缩所需要的压力，单位为公斤/（厘米）3。测定土壤坚实度可使用土壤坚实度计，其使用方法如下：（1）首先判断土壤的坚实状况，选用适当粗细的弹簧与探头的类型。（2）工作前，弹簧未受压前，套筒上游标的指示线，如为kg（公斤）时应指于零点，如深度为cm（厘米）时，应指于5（厘米）处。（3）工作时，仪器应垂直于土面（或壁面），将探头掀入土中，至档板接触到土面时即可从游标指示线上获得读数，即探头的入土深度（cm）和探头体积所承受的压力（kg）。（4）根据探头入土深度，深头的类型，弹簧的粗细，再查阅有关壤土坚实度换标表，即得土壤坚实度的数值（kg/cm3）。（5）每次测定完毕，必须将游标推回原处，以便重复测定，但必须注意防止游标产生微小滑动，以免造成测定误差。（6）工作结束，坚实度计必须擦拭干净，防止仪器生锈，以保证仪器测定的精度。如果没有土壤坚实度计，可按下列标准加以描述（表4）：表4松紧度等级划分等级刀入土难易程度土粘入土难易程度1、极松自行入土土钻自行入土2、松可插入土中较深处稍加压力能入土3、散刀铲掘土，土团即分散加压力能顺利入土但拔起时不能或很难带取土壤4、紧刀钞入土中费力土钻不易入土5、极紧刀铲很难入土需要用大力才能入土且速度很慢，取出也不易，取出的土带有光滑的外表。6、孔隙指土壤结构体内部或土壤单粒之间的空隙，可根据土体中孔隙大小及多少表示（表5）：表5孔隙分级孔隙分级细小孔隙小孔隙海绵状孔隙蜂窝状孔隙网眼状孔隙孔径大小（mm）11—33—55—10107、植物根系描述标准可分为四级（表6）表6土壤剖面内根系分级描述没有根系少量根系中量根系大量根系标准（根系数/[厘米]）201—45—10108、土壤新生体；新生体是成土过程中物质经过移动聚积而产生的具有某种形态或特征的化合物体，常见的新生体有下列几种：（1）石灰质新生体：以碳酸钙为主。形状多种多样，有假菌丝体，石灰结核，眼状石灰斑，砂姜等，用盐酸试之起泡沫反应。（2）盐结皮、盐霜：由可溶性盐类聚积地表，形成白色盐结皮或盐霜，主要出现在盐渍化土壤上。（3）铁锰淀积物：由铁锰化合物经还原，移动聚积而成不同形态的新生体，例如锈斑、锈纹、铁锰结核、铁管、铁盘、铁锰脐膜。（4）硅酸粉末：在白浆土及黑土下层的核块状结构表面有薄层星散的白色粉末，主要是无定形硅酸。9、侵入体；例如砖块、石块、骨骼、煤块等，是土壤的外来物，非成土过程的产物。10、石灰反应；含有碳酸钙的土壤，用10%盐酸滴在土上就产生泡沫，称为石灰反应，根据泡沫产生的强弱记载石灰反应程度（表7）。表7石灰反应等级等级现象记法无石灰反应/用“—”表示弱石灰反应盐酸滴在土上徐徐发泡+中度灰反应明显发泡++强石灰反应剧烈发泡+++11、pH值的简易测定；可用广泛pH试纸。或pH混合指示剂（配方见后），取黄豆大土粒碾散。放在白瓷板上，滴入指示剂5-8滴，数分钟后使土壤侵入液淌入瓷板上另一小孔，用比色卡比色。