2 土壤样品采集与测定方法2.1 采样方法在选择好挖掘土壤剖面的位置,先挖一个1.0m X1.5m的长方形土坑,然后用环刀(100cm 350.46mm X50mm )取土法分10cm、20cm、30cm-40cm三层取土。
2.2 土壤样品制备:森林土壤的制备:风干、研磨、过筛、混合分样、储存。
1 )风干:从实验林地采回的土壤样品,应及时进行风干,以免发霉而引起性质的改变,其方法是将土壤样品弄成碎块平铺在干净的纸上,摊成薄层放于室内阴凉通风处风干,经常加以翻动,加速其干燥,切忌阳光直接暴晒,风干后的土样再进行研磨过筛、混合分样处理。
2)研磨过筛:土壤微生物、含水量等测定项目必须用湿土立即进行测定,用湿土测定的最大优点是反映了土壤在自然状态时的有关理化性状,具有照相般的真实性。
在进行土壤物理分析时,样品处理的方法是取风干土样100-200g ,挑去没有分解的有机物及石块,用研钵研磨,通过2mm 孔隙筛的土样作为物理分析用。
在进行土壤化学分析时,样品制备的方法是取风干土样品一份,仔细挑去石块,根茎及各种新生体和侵入体。
研磨,使全部通过2mm 筛,这种土样可供土壤表面物质测定项目。
3)混合分样:研磨过筛后将样品混匀。
如果采来的土壤样品数量太多,则要进行混合、分样。
样品的混合可以用来回转动的方法进行,并用土壤分样器或四分法将混合的土壤进行分样,将多余的土壤弃去,一般有1kg 的土壤样品即够化学、物理分析之用。
4)贮存:过筛后的土样经充分混匀,然后装入玻璃塞广口瓶或塑料袋中,内外各具标签一张,写明编号、采样地点、土壤名称、深度、筛孔、采样日期和采样者等项目。
2.3 物理性质2.3.1 测定指标:土壤水分、土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度,最大持水量和田间持水量。
2.3.2 实验仪器及试剂:环刀铝盒自封袋50 个标签纸记号笔削土小刀小铁铲托盘天平烘箱凡士林2.3.3 实验步骤:准备工作:用凡士林在环刀内壁薄薄的涂抹一层,同时准备一定数量的铝盒,将铝盒逐个编号并称量记录铝盒的重量(准确到0.1g ),记为G0 。
采样:在野外采样点选择好土壤剖面点,挖掘土壤剖面并按土壤发生层次自下而上在每个土壤发生层次中部平稳打入环刀,待环刀全部进入土壤后,用铁锹挖去环刀周围的土壤,取出环刀,小心脱出环刀上端的环刀托,然后用削土刀削平环刀两端的土壤,使得环刀内土壤容积一定。
在采样过程中,每一个操作步骤都要小心确保不扰动环刀内的土壤,如发现环刀内土壤亏缺或松动,则应该弃掉已采集土样,重新采 集。
烘干:将已采集好的环刀内土壤样品小心的全部转移到已知重量 的铝盒内,称量铝盒及新鲜土壤样品地重量,记为 G1。
将样品带回 室内,放在105 C 烘箱内烘干至恒重,称量烘干土及铝盒重量,记 为G2。
234结果计算:非毛管空隙=0.1 X (最大持水量-毛管持水量)X 土壤密度/水的 密度毛管空隙=0.1 X 毛管持水量X 土壤密度/水的密度总孔隙度二非毛管空隙+毛管空隙式中W 指土壤含水量,V 指环刀容积,cm 3G0指铝盒的重量,gG1指铝盒及湿土的重量,gM3为浸润12h 后环刀内湿土的质量,gM4为在干沙上搁置2h 后环刀内湿土的质量,gM5为在干沙上搁置12h 后环刀内湿土的质量,g 实验记录:环刀内干土的质量: M1=G2-G0 ,湿土的质量:M2二 G1-G0土壤容重(Gl G°) 100 V(100 W) 土壤含水量 M 2 M 1 1000M 1土壤密度M i V 毛管持水量冒1000最大持水量 M3 M1 1000 M 1田间持水量 叫一叫1000 M2.4化学性质在采样点分10cm、20cm、30-40cm 三层采集随后将采集的样品放入自封袋,一般采集1 kg左右,在自封袋内外均应附上土壤标签,写明剖面号数、采集地点、土层深度、采样深度、土壤名称、采集人和采样日期,然后托运到实验室。
2.3.1 测定指标:全氮、水解性氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、PH 值、有机质2.3.2 实验步骤:(一)全氮;(1)试剂:1、混合催化剂:称取硫酸钾100g 、五水硫酸铜10g 、硒粉1g 。
均匀混合后研细。
贮于瓶中。
2、比重1.84 浓硫酸。
3、40%氢氧化钠:称400g 氢氧化钠于烧杯中,加蒸馏水600ml ,搅拌使之全部溶解。
4、2% 硼酸溶液:称20g 硼酸溶于1000ml 水中,再加入2.5ml 混合指示剂。
(按体积比100:0.25 加入混合指示剂)5 、混合指示剂:称取溴甲酚绿0.5g 和甲基红0.1 克,溶解在100ml95% 的乙醇中,用稀氢氧化钠或盐酸调节使之呈淡紫色,此溶液pH 应为4.5 。
6、0.01 的盐酸标准溶液:取比重1.19 的浓盐酸0.84ml ,用蒸馏水稀释至1000ml ,用基准物质标定之。
(2)操作步骤1、消煮:在分析天平上准确称取通过60 号筛的风干土0.5000g 左右,移入干燥的凯氏瓶中,加入1.5g 的还原性混合催化剂。
用注射器加入4ml 浓硫酸,放到通风柜内的消煮器上消煮1.5h 左右。
直至内容物呈清彻的淡蓝色为止。
2、蒸馏:消煮完毕后冷却。
将三角瓶置于冷凝管的承接管下,管口淹没在硼酸溶液中(三角瓶用2% 的硼酸20ml 作吸收剂),然后打开冷凝器中的水流,进行蒸馏。
在整个蒸馏过程中注意冷凝管中水不要中断,当接受液变蓝后蒸馏5min, 将冷凝管下端离开硼酸液面,再用蒸馏水冲净管外。
3、滴定:用0.01 当量的盐酸标准溶液滴定至红色为止。
记录所消耗的盐酸标准溶液的体积。
4、空白:除不加试样外其余步骤完全相同。
(二)水解性氮(1)仪器设备:恒温培养箱;扩散皿;滴定管;移液器等(2)试剂配制:1、1mol • NaOH 溶液:40.0克NaOH (三级)溶于水,冷却后,定容至1 升。
2 、2%H3B03 指示剂:20g 纯H3B03 加水700 毫升稍稍加热溶解之,冷却后,转移至1000 毫升容量瓶中,加入200ml95% 乙醇和20 毫升混合指示剂(0.066 克溴甲酚绿和0.033 克甲基红于玛瑙研钵中,加入少量95% 乙醇,研磨至指示剂全部溶解后,用95%乙醇定容至100毫升),然后用0.05 mol L-1 NaOH或0.05 mol L-1 HCL调节溶液至紫红色(葡萄酒色,PH值为4.5),最后加水至1000 毫升,摇匀,贮于塑料瓶中备用。
3、0.005 mol L-1 H2S04 标准溶液:先配制0.1 mol L-1 H2S04 溶液(每升水中注入2.67ml 浓硫酸),取上述0.1 mol L-1 H2S04 50ml 定容到1000ml (稀释20 倍)。
3.4 碱性胶液:阿拉伯胶40.0g 和水50ml 在烧杯中热温至70 〜80 C,搅拌促进溶解,约1小时后放冷。
加入20ml甘油和20ml饱和碳酸钾水溶液,搅拌、放冷。
离心除去泡沫和不溶物,上清液贮于具塞玻璃瓶中备用。
(3)操作步骤:称取风干土(过1mm 筛)2.00 克,均匀铺在扩散皿外室,水平的轻轻旋转扩散皿,使样品铺平。
在扩散皿的内室中加入2% 的H3B03 指示剂2m1 ,然后在皿的外室边缘上涂上碱性胶液,盖上毛玻璃,旋转至完全粘合。
再慢慢转开毛玻璃的一边,使扩散皿露出一条小缝,从毛玻璃狭缝处迅速加入10m1 1 mol L-1 的Na0H 溶液,立即盖严,用橡皮筋圈紧。
随后放入40 士「C 恒温箱中,碱解扩散24 士0.5小时后取出(可以观察到内室应为蓝色),内室吸收液中的NH3用0.005M 或0.0025M H2S04 滴定,终点由蓝绿色转变至红紫色,记下所用去的标准酸量(毫升)。
同时进行空白试验。
并做土壤含水量。
(4)注意事项; 1. 由于碱性胶液的碱性很强,在涂胶液和洗涤扩散皿时,必须特别细心,以防污染内室,造成错误。
2. 滴定时要用小玻璃棒小心搅动吸收液,切不可摇动扩散皿。
3. 本方法不包括硝态氮(三)全磷(1)仪器、设备土壤样品粉碎机;土壤筛(孔径1mm 和0.149mm )分析天平(感量为0.0001g)镍(或银)坩埚(容量>30mL)高温电炉:温度可调(0〜1000 C);分光光度计(要求包括700nm 波长)容量瓶(50、100、1000mL)移液管(5、10、15、20mL)漏斗(直径7cm)烧杯(150 、1000mL)玛瑙研钵(2)试剂所有试剂,除注明者外,皆为分析纯,水均指蒸馏水或去离子水。
1 氢氧化钠(GB 629 );2无水乙醇(GB 678 );310%(M/V )碳酸钠溶液:10g 无水碳酸钠(GB 639)溶于水后,稀释至100mL ,摇匀;4 5 %(V/V )硫酸溶液:吸取5mL浓硫酸(GB 625 , 95.0〜98.0 %,比重1.84 )缓缓加入90mL 水中,冷却后加水至100mL ;53mol/L 硫酸溶液:量取168mL 浓硫酸缓缓加入到盛有800mL 左右水的大烧杯中,不断搅拌,冷却后,再加水至1000mL ;6 二硝基酚指示剂:称取0.2g 2 ,6- 二硝基酚溶于100mL 水中;7 0.5 %酒石酸锑钾溶液:称取化学纯酒石酸锑钾0.5g 溶于100mL 水中;8 硫酸钼锑贮备液:量取126mL 浓硫酸,缓缓加入到400mL 水中,不断搅拌,冷却。
另称取经磨细的钼酸铵(GB 657 )10g溶于温度约60 C 300mL水中,冷却。
然后将硫酸溶液缓缓倒入钼酸铵溶液中。
再加入0.5%酒石酸锑钾溶液(4.7)100mL ,冷却后,加水稀释至1000mL ,摇匀,贮于棕色试剂瓶中,此贮备液含钼酸铵1 %,硫酸2.25mol/L ;9 钼锑抗显色剂:称取1.5g 抗坏血酸(左旋,旋光度+21〜22 °)溶于100mL钼锑贮备液中。
此溶液有效期不长,宜用时现配;10磷标准贮备液:准确称取经105 C下烘干2h的磷酸二氢钾(GB 1274,优级纯)0.4390g ,用水溶解后,加入5mL 浓硫酸,然后加水定容至1000mL 。
该溶液含磷100mg/L ,放入冰箱可供长期使用;115mg/L 磷标准溶液:吸取5mL 磷贮备液(4.10),放入100mL 容量瓶中,加水定容。
该溶液用时现配;12无磷定性滤纸。
(3)土壤样品制备取通过1mm 孔径筛的风干土样在牛皮纸上铺成薄层,划分成许多小方格。
用小勺在每个方格中提取出等量土样(总量不少于20g )于玛瑙研钵中进一步研磨,使其全部通过0.149mm 孔径筛。
混匀后装入磨口瓶中备用。
(4)操作步骤1 熔样准确称取风干样品0.25g ,精确到0.0001g ,小心放入镍(或银)坩埚(3.4)底部,切勿粘在壁上。
加入无水乙醇(4.2 )3〜4滴,润湿样品,在样品上平铺2g 氢氧化钠(4.1)。