天津农学院土壤农化分析期末题

1第一章土壤农化分析的基本知识主要介绍土壤农化分析用的纯水，试剂、器皿等基本知识。1.实验室用纯水是如何得到的？它应符合哪些要求？怎样进行检验？答：纯水的制备常用蒸馏法和离子交换法。蒸馏法是利用水与杂质的沸点不同，经过外加热使所产生的水蒸气经冷凝后制得，由于经过高温的处理，不易长霉。离子交换法可制得质量较高的纯水——去离子水，一般是用自来水通过离子纯水器制得，因未经高温灭菌，往往容易长霉。实验室用水的外观应为无色透明的液体。按照我国国家标准《实验室用水规格》规定，实验室用水要经过pH、电导率、可氧化物限度、吸光度及二氧化硅五个项目的测定和实验，并应符合相应的规定和要求。化学检验法：①金属离子。水样10mL，加铬黑T—氨缓冲溶液（0.5g铬黑T溶于10mL氨缓冲液，加酒精至100mL）2滴，应呈蓝色。如为紫红色，表明含有Ca、Mg、Fe、Al、Cu等金属离子；此时可加入1滴0.01mol·L-1EDTA二钠盐溶液，如能变为蓝色表示纯度尚可，否则为不合格。②氯离子。水样10mL，加浓HNO31滴和0.1mol·L-1AgNO3溶液5滴，几分钟后在黑色背景上观察完全澄清，无乳白色浑浊生成，否则表示Cl-较多。③pH值。应在6.5~7.5范围以内。水样加1g/L甲基红指示剂应呈黄色；加1g/L溴百里酚兰指示剂应呈草绿色或黄色，不能呈蓝色；加1g/L酚酞指示剂应完全无色。2.离子交换树脂交换能力大小取决于哪些因素？答：①活性基因：活性基因越多，交换容量越大。②网状骨架：网状骨架的网眼是由交联剂形成的。树脂骨架中所含交联剂的质量百分率就是交联度。交联度小时，树脂的水溶性强，泡水后的膨胀性大，网状结构的网眼大，交换速度快，大小离子都容易进入网眼，交换的选择性低。反之，交联度大时，则水溶性弱，网眼小，交换慢，大的离子不易进入，具有一定的选择性。③树脂的粒度：粒度越小，工作交换量越大，但在交换柱中充填越紧密，流速就越慢。④温度：温度降低时，树脂的交换容量和机械强度都随之降低；冷至≤0℃时，树脂即冻结，并由于内部水分的膨胀而使树脂破裂，从而影响寿命。温度过高时，则容易使树脂的活性基因分解，从而影响树脂的交换容量和使用寿命。⑤pH：pH下降将抑制阳离子树脂活性基团的离解；pH上升则抑制阴离子树脂活性基团的离解。3.试剂有哪些规格，有哪些特征？答：我国试剂的规格基本上按纯度划分，共有高纯、光谱纯、基准、分光纯、优级纯、分析纯和化学纯7种。国家和主管部门颁布质量指标的主要是优级纯、分析纯和化学纯3中。①优级纯，属一级试剂，标签颜色为了绿色。这类试剂的杂质很低。主要用于精密的科学研究和分析工作。相当于进口试2剂“G·R”（保证试剂）。②分析纯，属于二级试剂，标签颜色为红色，这类试剂的杂质含量低。主要用于一般的科学研究和分析工作。相当于进口试剂的“A·R”（分析试剂）。③化学纯，属于三级试剂，标签颜色为蓝色。这类试剂的质量略低于分析纯试剂，用于一般的分析工作。相当于进口试剂“C·R”（化学纯）。4.软质玻璃与硬质玻璃性质有何不同？答：软质玻璃：有一定的化学稳定性、热稳定性和机械强度，透明性较好，易于灯焰加工焊接。但热膨胀系数大，易炸裂、破碎。硬质玻璃：耐温、耐腐蚀及抗击性能好，热膨胀系数小，可耐较大的温差。第二章土壤样品的采集与制备通过本章学习，主要掌握土壤的基本概念，物质组成及基本理化性状指标，土壤样品的采集、制备过程，重点掌握土壤的概念、样品的采集方法。思考题一、名词解释：土壤：植物生长的基地，是地球陆地表面能够生长绿色植物的疏松表层。土壤肥力：是土壤的基本属性和本质特征，是土壤连续不断的供应并协调植物生长所需的水分、养分、空气、热量的能力。土壤生产力：土壤生产力是土壤产出农产品的能力。由土壤肥力和发挥肥力作用的外部条件共同决定。土壤肥力高，土壤生产力不一定高；土壤生产力高，土壤肥力也高。肥料：是能够直接供应植物生长发育所必需的养分，提高作物的产量和品质，并能改善土壤的理化性状的物质。土壤吸湿水：由干燥土壤粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的水分。田间持水量：土壤毛管悬着水达到最大时土壤含水量。二、简答题1.简述土壤的基本物质组成。答：①固相：有机质（12%）、矿物质（38%以上）；②液相：水分（溶液）（25—30%）；③气相：空气、N2、O2、CO2、NH3、CH4、水汽等；④微生物。2.土壤农化分析的误差来源有哪些？答：①由于土壤的均一性造成了采样误差；②称样误差主要决定于样品的混合的均匀程度和样品的粗细；③分析误差是由分析方法、试剂、仪器以及分析工作者的判断产生的。3.土壤采样的代表如何理解？3答：样品可作为总体的代表，但同时也存在着一定程度非异质性的差异，差异越小，样品的代表性愈大。为了达到采样样品的代表性，采样时要贯彻“随机”化原则，即样品应当随机地取自所代表的总体，而不是凭主观因素决定的。另一方面，在一组需要相互之间进行比较的诸样品，应当有同样的个体数组成。4.简述混合土壤样品采集的过程。答：①样品的代表性以及典型性：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；②采样点位的确定：把土壤划分成若干个采样区，也即采样单元；③点数的确实以及布点方式：在每个采样单元确定5—10或10—20个样点数，一般按S形线路采样；④采样方式：在已确定的各采样点，清除土表面枯枝落叶，将取样器插入20cm深，取出，将取样器内的土全部转入牛皮袋中，将采样点土样成分混匀，反复按四分对角取舍的方法，保留约1kg土壤样品。⑤样品的保存：装袋，并于袋内外附上标签。5.土壤采样时的标签如何填写？答：样品瓶上标签须注明样号、采样地点、土类名称、试验区号、深度、采样日期、筛孔等项目。6.试述土壤样品制备中的原理和注意事项。答：原理：制备的样品需要用风干土样，因为风干的土样较易混匀，重复性和准确性都较好，而且要小于筛的直径。注意事项：①潮湿土壤样品切不可日晒、火烘或让酸、碱、水蒸汽、灰尘等物侵入，以免土壤成分发生变化。②如发现原有土样标签破碎或字迹模糊应立即重新填换标签，以防止风干过程中发生土样混乱。③压碎大土块，不能用铁棒或铜棒，也不能用力敲击，以防止金属进入土壤或土壤出现新断面，影响土壤有效成分。④土样过筛时，要加盖。否则尘土飞扬，导致土壤组成发生变化。⑤土样必须全部过筛，否则会导致分析结果偏高。⑥必须防止1mm和0.25mm土壤筛套在一起串筛，一经发现必须重做。⑦广口瓶上标签应注明：试验区号、土样编号、取样地点、土类名称、取样深度，取样时间及筛孔大小。若为石质土应标明石砾含量（%）。⑧土样装瓶前，事先混匀，以土样出现分层现象。⑨目前，应用土样初级机大大提高了土样处理效率。7.简述土壤水分的基本类型。答：①非活性孔隙：束缚水（吸湿水）；②通气孔隙：重力水（有效性低）；③毛管孔隙：毛管水（最有效）。48.简述土壤水分测定的基本原理。答：吸湿水在105±2℃的温度下从土壤中全部蒸发，而结构水不会破坏，土壤有机质也不被分解。因此，将土壤样品至于105±2℃烘至恒重，根据其烘干前后质量之差，就可以计算出土壤水分含量的百分数。第三章土壤有机质及分析本章主要包括土壤有机质的概念、组成、分解与转化，影响分解与转化的因素及土壤有机质的作用与管理，土壤有机质的测定原理及过程。重点介绍影响土壤有机质的分解、转化因素，作用管理及测定原理。思考题一、名词解释土壤有机质：土壤中所有含碳的有机物质，包括动植物残体、微生物及其分解合成的物质。矿质化过程：进入土壤的各种动植物残体，在土壤微生物的参与下，将复杂的有机质分解成CO2，H2O和产生矿质元素释放能量的过程。腐殖化过程：在土壤微生物所分泌的酶的作用下，将有机质分解形成的简单化合物和微生物生命活动产物合成比较复杂的腐殖质过程。二、简答题1、简述土壤有机质组成及性质。答：组成：①分解很少，仍保持原来形态学特征的动植物残体。②动植物残体的半分解产物及微生物代谢物。③有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类物质。性质：土壤有机质具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲力。它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。2、影响土壤有机质分解与转化因素有哪些？如何影响？答：有机质转化包括分解有机质的矿质化过程和合成有机质的腐殖化过程。土壤有机转化因素：（1）有机残体的特性：①物理状态：细碎程度、干湿程度；②化学组成：C/N比。（2）土壤特性：由水分、养分、通气微生物、组成盐碱、温度因素影响。①颗粒大小的组成；②微生物pH：放线菌pH8.0，真菌pH3~6；③环境条件：水分、微生物通气、热量（温度）。（3）管理：耕作、灌溉、施肥、喷药。3、试述土壤有机质的作用。答：（1）提高土壤肥力：①提供作物需要的各种养分；②保水性（亲水性）好，保肥性好；③通适性5好；④提高土壤温度（深色有机物质吸热增温、分解产热）。（2）改善生态环境：①减轻有机、无机污染物的危害；②影响气候。4、对土壤有机质进行有效管理的措施有哪些？答：①向土壤中增加有机质量，如秸秆、粪等；②改善影响土壤有机质转化的因素。5、试述重铬酸钾容量法测定土壤有机质的原理。答：用过量的K2Cr2O7—H2SO4溶液与土样在高温（170~180℃）下作用。K2Cr2O7将有机质中的C氧化成CO2，根据化学反应中“等物质的量规则”，K2Cr2O7中的Cr+6（橙红色）也被等量地还原成Cr+3（草绿色），过量的K2Cr2O7用已知浓度的FeSO4溶液滴定，则所消耗的FeSO4的物质的量，应与过量K2Cr2O7的物质的量相等。即n（总K2Cr2O7）—n（过量K2Cr2O7）=n（反应的K2Cr2O7）=n（有机C）由于土壤有机质中C的含量平均为58%，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量。6、试比较重铬酸钾容量法与稀释热法。答：K2Cr2O7容量法：有机C的氧化率90%。稀释热法：有机C氧化率77%；其基本原理、主要步骤与K2Cr2O7容量法相同，但它是利用浓H2SO4和K2Cr2O7迅速很合时所产生的热来氧化有机质，以替代K2Cr2O7容量法中的油浴加热，操作更简单。第四章土壤氮及分析思考题一、名词解释：硝化作用：土壤中的铵或氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用氧化为硝酸盐的过程。反硝化作用：在缺氧条件下，硝酸盐在反硝化微生物作用下还原为N2、N2O、NO的过程。二、问答题1．简述土壤氮的来源与形态。答：来源：①生物固氮；②施有机肥、氮肥等（最主要来源）；③土壤矿物质N（很低）；④降水、灌水N（低）形态：①有机态（有效性低）；②无机态（速效态）：硝态氮，铵态氮。2．试述土壤氮的转化及损失途径。答：转化途径：①有机氮矿化：有机氮氨基化合物NH3。微生物微生物6②铵的硝化：NH3+O2NO3-。③生物固氮：铵的固定（NH4+）。损失途径：a.挥发；b.淋洗；c.反硝化。3．试述土壤全氮的测定原理（半微量开氏定氮法）。答:样品在加速剂的参与下，用浓硫酸消煮时，各种含氮的有机化合物，经过负复杂的高温分解反应，转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以标准酸溶液滴定，求出土壤全氮含量（不包括全部硝态氮）。4、简述土壤碱解氮的测定原理。答：利用稀碱与土样在一定条件下进行水解作用，使土样中易水解的有机态氮转化为氨气状态；并不断地扩散逸出连同土壤中原有的NH4-N并由硼酸吸收，再用标准酸滴定，计算出碱解氮的含量。但此法测得的有效氮中不包括土壤中的NO3-N。5、简述土壤硝态氮的测定原理（紫外分光光度计法）。答：利用0.01mol/lCaCl2溶液提取土壤样品中的NO3——N，浸出液中的NO3—在紫外分光光度计波长约210nm处，有较强的吸光度，而浸出液中其他物质除OH—，CO32—，HCO3—,NO2—，Fe3—和有机质等外，吸光度均很小。将浸出液加酸酸化，即可消除OH—，CO32—，HCO3—的干扰。因此，用校正因数法消除有机质等物质的干扰后，即用紫外分光光度法直接测定NO3