实验报告实验名称： 土壤样品采集制备及含水量的测定 实验类型： 定量实验一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与仪器（必填） 四、操作方法和实验步骤（必填）五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 八、参考文献 一、实验目的和要求1. 学习并掌握土壤耕层样品的采集、制备方法；2. 学习并掌握风干样品的含水量的测定方法；3. 掌握准确分析土壤样品和表达测试结果。
二、实验内容和原理（一）土壤样品的采集1、混合土样的采集土壤是一个不均一体，影响它的因素是错综复杂的。
因此采集代表性土壤是了解土壤内在特性，为解决问题提供措施的依据。
2、采样误差土壤样品的代表性与采样误差的控制直接相关。
由于土壤的不均一性，采样误差比较难克服，一般在田间任意取著干点，组成混合样品，混合样品组成的点愈多。
其代表性越好。
3、采样原则混合样品是由很多点样品混合组成。
每个混合样品的采样点愈多，即每个样品所包含的个体数愈多，则样品的代表性就愈大。
（1）采样划分：根据土壤类型、地形、母质、管理情况，划分若干采样小区。
（2）采样点数：由于土壤的不均一性，采集样品须按照一定采样路线和“随机”多点混合曲原则。
每个采样单元的样点数，根据人为地决定5～10点或10—20点视土壤差异和面积大小而定，但不宜少于5点。
4、采样方法农田 → 小区划分 → S 形采集耕层土样1kg布点：各点都是随机决定，随机定点可以避兔主观误差，提高样品的代表性，一般按S 形线路布点。
（如图）混合土样一般采集耕层土壤（1~15cm 或0~20cm ）；有时为了了解各土种的肥力差异和自然肥力变化趋势，可适当的采集底土（15~30cm 或20~40cm ）的混合样品。
（二）土壤样品的制备与保存基本步骤：土样→塑料袋→放入写有采样人、地点、时间、深度、土壤类型的标签→托盘中风干→去除树叶、草根、石子等非土壤物质→碾碎→全过18目筛→一部分装瓶、一部分研碎全过100目再装瓶→贴上写有采样人、地点、时间、深度、土壤类型的标签→备用。
称样误差主要取决于混合程度和样品的粗细。
一个混合均匀的土样，在称量过程中大小不同的土粒有分离现象。
而大小不同的土粒化学成分有不同，会给分析结果带来误差。
称样量越少，这种影响越大。
一般常根据称样量的多少来决定样品的细度。
（三）土壤含水量的测定概念：土壤中所含水分的数量。
一般是指土壤绝对含水量，即100g烘干土中含有若干克水分，也称土壤含水率原理：选取通过1mm筛有代表性的风干土壤样品，把土样放在105-110℃的烘箱中烘至恒重，失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。
在此温度下土壤吸着水被蒸发而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。
计算公式：水分（％）＝（风干重－烘干重）/ 烘干重×100（％）三、实验材料与仪器实验材料：土壤样本。
主要仪器：小土铲，管型土钻，塑料袋，碾土盘，分样筛，牛皮纸，镊子，广口瓶，标签纸，天平，电热恒温烘箱。
四、操作方法和实验步骤1、土壤的采集依照采样原则采取土壤样品，并做好标记，带回实验室。
2、土壤样品的制备和保存将采回的样品，放在碾土盘上，摊成薄薄的一层，置于室内通风阴干，并经常翻动，切忌阳光暴晒。
在土样半干时，须将大土块捏碎（尤其是黏性土壤），以免完全干后结成硬块，难以磨细。
样品风干后，应拣去动植物残体（如根、茎、叶、虫体等，以及石块和石灰、铁、锰等的结核）。
风干后的土样倒入土盘中，用木棍研细，使那些由土壤粘土矿物或腐殖质胶结起来的土壤团粒或结粒破碎。
使之全部通过18目的筛子。
充分混匀后用“四分法”分成两份，一份作为物理分析用，另一份进一步研细，全部通过100目的筛子，化学分析用。
“四分法”操作：四分法的做法是：将采集的土壤样品放在干净的塑料薄膜上弄碎，混合均匀并铺成四方形，划分对角线，分成四份，成对角的两份并为一份。
将研细的样品用磨口塞广口瓶或塑料瓶保存，一般的样品保存半年至一年，以备必要时核查之用。
样品瓶上的标签须注明样号、采样地点、土类名称、试验区号、深度、采集人、采样日期、筛孔等项目。
3、土壤含水量的测定（1）取取经烘干、干净且有标号的铝盒称重为A。
（2）加入风干土样5—10g(精确到0.0001g)称重为B。
（3）铝盒盖斜盖在铝盒上放入烘箱，于105±2℃烘干。
（4）16小时后，土样至恒重，至干燥器冷却，称重为C。
（5）计算含水量计算公式：土壤含水量(%)= (湿土重-烘干土重) / 烘干土重×100%= [ (B-A) - (C-A)] / (C-A)×100% =(B-C) / (C-A) ×100%五、实验数据记录和结果1、样品基本信息采样时间：2015.3.25采样地点：浙江大学紫金港校区西区油菜花田旁紫云英地采样深度：0~18cm初判：黏土（卡钦斯基制）筛孔：100目2、样品含水量分析A=14.2476gB=22.1800gC=21.8931g土壤含水量(%)=(B-C) / (C-A) ×100%=(22.1800-21.8931) / (21.8931-14.2476) ×100%=3.75%六、讨论、心得1、混合采样操作中的注意事项（1）每一点采取的土样厚度、深浅、宽狭应大体一致。
（2）各点都是随机决定。
（3）采样地点应避免田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方。
（4）一个混合样品是由均匀一致的许多点组成，各点的差异不能太大．不然就应根据土壤差异情况分别采集几个混合土样（5）一个混合样品重1公斤左右，如果重量超出很多，可以把各点所采集的土样放在一个木盆里或塑料布上用手握碎摊平，用四分法对角取两份混合放在布袋或塑料袋，其余可弃去，附立标签。
（6）标签用铅笔注明采样地点、土壤类型、采样深度、采样日期、采样人。
标签一式两份，一份放在袋内，一份扣在袋上。
2、新鲜样品VS风干样品为了样品的保存和工作的方便，从野外采回的土祥都先进行风干。
但是，在风干过程中，有些成分如低价铁、氨态氮、硝态氮等尝起很大的变化，这些成分的分析一般均用新鲜样品。
也有一些成分壤土壤pH、速效养分，特别是速效磷、钾也有较大的变化。
因此，土壤速效态钾的测定，用新鲜样品还是用风干样品就成了一个争论的问题。
但新鲜样品称样误差较大，工作又不方便。
因此，在实验室测定土壤速效磷、钾时，仍以风干土为宜。
3、制备土壤样品时的注意事项（1）研磨土样时只能用木棍滚压，不能用榔头等敲打。
硬性的敲打会破坏矿物晶粒，暴露出新的表面，使有效养分的溶解性增大。
全量分析不受此影响。
（2）筛孔直径（mm）=16/1英寸长度上的孔数。
每英寸长度上有多少个孔就称为多少目。
（3）管型土钻VS普通土钻管型土钻：下部——圆形开口钢管，上部——柄架。
砖取土速度快，少混杂，适用于大面积多点混合样品采取；不适用于砂性大的土壤或干硬的黏重土壤。
普通土钻：使用方便，一般适用于湿润土壤，同样不适用于砂性土壤。
普通土砖容易混杂。
4、测定土壤含水量的注意事项烘干法的优点是简单、直观。
但需注意：（1）采用合适感量的天平；（2）精确调控至恒温，防止温度过高，土壤有机质发生碳化而溢出；（3）一般样品烘干6h，含水量较多、质地黏重的土样需烘至8h；（4）从烘箱中取出的样品需盖严，放入干燥器中冷却约30min后立即称重。
5、误差分析（1）制备样品阶段a.在采土样时发现存在一些砖红色的物质，可能有从其他地方运来的建筑残渣，可能会影响实验样本的代表性和准确性。
b.用土钻取土时，部分点的土钻没有垂直取土，或者在移动过程中有样品掉落，可能对土壤样本有影响。
c.后期的磨土和过筛环节，由于四分法分的不均匀导致用于物理分析的土样略少于化学分析土样，应该将土样尽量铺平成正方形再用四分法分开。
d.在磨土环节中，使用的是木制擀面杖，这可能会导致较细的土里嵌进木缝中，会对样品量有影响。
e.过筛环节中，筛子中可能有残留的其他样品，虽然已经清洗过，但肯定会有少数残留，应进行彻底的清洗。
（2）测定含水量阶段a.因为该样品已经放置了数月，期间也取出数次，其中可能有杂质及多余的水分；b.铝盒未完全烘干，有水分残余；c.称量时的读数误差及系统误差；d.烘干时间超过规定时间，导致不仅吸着水失去，结构水也失去少许；e.将土壤样品从烘箱中取出时，未盖紧铝盖，导致空气中的水分影响实验数据；f.试验中没有进行平行测定，数据有一定偶然性。
6、思考题（1）为什么要过不同孔径的筛，目的何在？在本次实验中，制得的土样有两种：18目和100目。
所谓目数，是指物料的粒度或粗细度，一般定义是指在1英寸×1英寸的面积内有多少个网孔数，即筛网的网孔数，物料能通过该网孔即定义为多少目数。
目数越大，说明物料粒度越细，目数越小，说明物料粒度越大。
根据筛孔尺寸与标准目数的对照表，可以得到如下数据：筛孔尺寸：0.150mm 标准目数：100目筛孔尺寸：1.00mm 标准目数：18目试验中要筛选两次的原因是，18目的土样适用于土壤的物理性质的分析，而100目的土样适用于土壤的化学性质的分析，这两者适用性不同，需通过不同孔径的筛子筛分。
（2）为什么要去除草根、树叶等非土壤物质？因为草根、树叶等不是土壤物质，它们的组成结构与土壤截然不同，这些物质的存在会影响实验结果。
（3）含水量测定为什么选择105±2℃？在此温度下土壤吸着水被蒸发而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。
7、测量土壤含水量的方法（1）称重法也称烘干法，是本实验采用的方法，该法是唯一可以直接测量土壤水分的方法，也是目前国际上的标准方法。
称重法具有各种操作不便等缺点，但作为直接测量土壤水分含量的唯一方法，在测量精度上具有其它方法不可比拟的优势，因此它作为一种实验室测量方法并用于其它方法的标定将长期存在。
（2）张力计法张力计法的测量原理是：当陶土头插入被测土壤后，管内自由水通过多孔陶土壁与土壤水接触，经过交换后达到水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水的吸力值，然后根据土壤含水率与基质势之间的关系（土壤水特征曲线）就可以确定出土壤的含水率。
张力计法由于其测量的直接对象为土壤基质势，因此在更大程度和其它土壤水分测量方法相结合用于测定土壤水分特征曲线。
（3）电阻法多孔介质的导电能力同它的含水量以及介电常数有关，如果忽略含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定关系的。
电阻法是将两个电极埋入土壤中，然后测出两个电极之间的电阻。
但是在这种情况下，电极与土壤的接触电阻有可能比土壤的电阻大得多。
因此采用将电极嵌入多孔渗水介质（石膏、尼龙、玻璃纤维等）中形成电阻块以解决这个问题。
电阻法由于标定复杂，并且随着时间的推移，其标定结果将很快失效，而且由于测量范围有限，精度不高等一系列原因，已经基本上被淘汰。