森林土壤调查及土壤分析2005年9月前言土壤学是一门应用学科,它不仅有完整的理论,而且有一整套实验的方法,土壤学教学环节中,除包括系统讲授课时外,实习实验也是重要的环节,两者学时数约各占总课时的一半。
土壤学实习实验“指导书”是为了巩固和补充土壤学课堂教学,为实习土壤学的有关专业学生编写的可供教学使用,也可供科研和承担林业调查设计任务时参考。
“指导书”中主要收集了与林业有关的岩石矿物鉴定技术,森林土壤调查方法,土壤物化性质的测定方法。
考虑到使用本“指导书”的对象及担负任务的不同,所以编入理化分析的项目比较多,而且在有些项目中列入了几种方法,即有常规的方法,也有较方便的方法,特别注意介绍了常用分析仪器在土壤分析中的应用,各专业的实习实验安排,可根据专业特点和具体条件选择开设。
在编写过程中,我们力求以马列主义,毛泽东思想为指导,以适应四个现代化的要求,注意到理论与实践相结合,我们希望通过反复的实践,掌握“指导书”中应用技术的基本原理,基本方法和基本操作技术,并且通过实践培养辨证唯物主义观点,逐步树立对待科学的严肃的工作态度,严格的工作要求和严密的工作方法。
土壤实验室规则为了实验室的顺利进行和达到实验课的目的要求,需要有一个合理的实验室规则,兹拟定如下几条,希共同遵守。
1.实验前必须先看实验指导,严格遵守操作规程。
2.实验室中必须保持整洁、严肃、安静、有条不紊,不吸烟。
3.实验室的仪器药物必须小心使用,防止破损浪费。
如有破损必须自觉登记,按学校的规定进行报损。
4.所有仪器不得私自拿走,用完后必须,交给负责的教师或工作人员清点检查。
没有拿出来的仪器,不得随便拿用。
如需用必须经指导教师或工作同志同意。
5.实验后,值日生必须整理清洁,地板桌面要保持清洁,并检查水电门窗的安全。
6.使用电热和电子仪器时,先检查电路接线是否正确,然后才按上插头,用毕应拔出插头放回原位。
7.废物、废液、废纸或废土等,不准倒入水槽内,以免堵塞和腐蚀,应倒在水缸内,水槽在保持清洁。
8.配制和稀释有放热反应在试剂时,如NAOH.KOH,H2SO4等,必须在烧杯中进行,不准在量瓶或试剂瓶中进行。
9.各种试剂瓶塞不得互相塞错,瓶标签要保持鲜明完整,不要在贴有的一面侄试剂。
10.使用吸管时切勿将试液吸入口中,有挥发性或有毒试剂不能用口吸,可用医用洗耳球吸取。
11.NAOH,KOH,NA2CO3等碱液,不宜用玻璃或玻塞滴定管,应用软木塞或橡皮塞和装有橡皮管的滴定管。
12.手持500ML以下的玻瓶切勿握颈部,应握瓶身,尤其是握取大型细口瓶时宜特别小心,必须托住瓶底。
13.强酸有宜和氨液放在邻近,有机容剂如已醚,酒精,苯,甲苯等以及其它易燃挥发性液体放置无火源之处。
14.倾倒试剂至量筒或试管中,最妥善的方法是反正试管或量筒在开始时倾斜,可防止溅泼,切勿将量筒口或试管口对准旁人身体,以免试剂溅泼或化学反应猛烈时喷出伤及自身或旁人。
15.使用分析天平时应注意不得负荷过重,砝码不得掉失,不排乱,称物宜有盛器,转动升降螺旋时不得快快猛,以免损伤刀口,宜细心升降,加倍爱护,用完后检查并整理砝码,天平里处保持清洁,并加盖布幕,最后履行登记手续。
16.人人应爱护国家财产,厉行节约,反对浪费,不同规格试剂应分别使用,易药品不得多配,水电节约使用。
17.实验后,所有的玻璃器皿必须用肥皂洗净,并用少量蒸馏水冲洗数次。
18.滴管,移液管必须专用于一种深液的一种浓度,如果要吸取其他药剂或同种溶液的不同浓度的药剂时,必须先洗净后用蒸馏水冲洗,然后再用药剂(先倒于另一器皿中),洗数次,而后用之。
目录前言 (1)土壤实验室规则 (2)第一部分土壤分析方法一、主要造岩矿物的识别 (4)二、岩浆岩的识别 (10)三、沉积岩和变质岩的识别 (19)附:各类岩石手标本鉴定及描述方法 (24)四、土壤分析样品的采集处理和保存 (30)五、土壤分析仪器洗涤法 (34)六、风干土壤吸湿水测定 (35)七、土壤水分常数的测定 (39)附:扭力天平使用说明 (43)八、土壤基本物理性质的测定 (44)九、土壤质地的测定 (48)十、土壤PH值测定 (58)附:25型酸度计使用说明十一、土壤有机质含量的测定 (62)十二、土壤全氮量的测定 (68)十三、土壤中水解性氮的测定方法 (71)十四、土壤速效磷的测定 (73)附:72型分光光度计的使用 (75)十五、土壤速效钾的测定 (78)附1:火焰光度计的使用 (82)附2:PHS-2型酸度计的使用 (85)十六、土壤交换性酸的测定 (96)十七、土壤水解性总酸度的测定 (100)十八、土壤交换性盐基总量的测定 (103)十九、土壤盐基饱和度的计算 (105)二十、土壤快速诊断法 (106)二十一、土壤理化分析结果的整理 (112)二十二、我国主要土壤类型的标本观察119第二部分森林土壤调查方法一、调查任务与目的 (128)二、调查的准备工作 (128)三、土壤形成因素调查 (131)四、土壤剖面的调查记载 (133)五、土壤标本的采集 (151)六、土壤制图 (152)七、林业用地土壤调查报告 (163)第三部分福建森林土壤概况一、福建省的地质地貌 (164)二、福建森林土壤 (170)第一部分土壤分析方法实验一主要造岩矿物识别一.目的要求:矿物岩石在形成土壤的物质基础,岩石在风化后形成母质再由母制经过成土作用而形成土壤,因此,岩石的性质和成分不仅在一定程度上影响土壤性质及成份,并且影响风化作用及成土作用的速度和性质。
又影响土壤类型和性状,在形容土壤特性和林木生长的关系时,首先应了解形成土壤母质的岩石的类型,对判断土壤性质及利用改良土壤方面具有一定重要的性,通过本实验掌握本省12类主要造岩矿物的识别方法。
二.实验原理:各种土壤有一定的物理特性和化学性质,在野外工作时,可以依据这些特性和性质来初步鉴定矿物,通常用来鉴别矿物的简单化学性质,是矿物对稀盐酸的反应。
三.实验内容:(1).鉴别矿物的物理特性1.颜色:是矿物分子对光线吸收和反射时表现的现象,它决定于矿物的化学成分和构造,自然界里矿物,往往具有一定的颜色,但也有杂质影响,而使其颜色变化很大。
观察各种矿物的颜色应以新鲜断裂面,或断口为准,描述时。
主色在后次色在前。
必要时可以加上形容词,如浅灰绿色。
2.条痕:是指矿物粉末的颜色,有些矿物其外表颜色和它的粉末颜色不同,主要的原因是受外界环境条件的作用,因而其颜色易起变化,但其粉末色泽是一定的。
如表1-1鉴别时可取一小块赤铁矿和黄铁矿各在没上采由的瓷板(条痕板)上擦划一下,白瓷板上留下的粉末即为条痕,须指出,鉴定矿物的条痕,必须是矿物的硬度小于瓷板的硬度,方可进行。
3.光泽:指矿物在反射光下所呈之现象,按下列标准加以描述。
⑴、半金属光泽(次金属光泽)⑵、凡深色之矿物而无充足或显著之金属光泽称之,如褐铁矿、磁铁矿。
⑶、非金属光泽,可分为:(甲)玻璃光泽:在平滑反射面上所呈现的光泽,如长石水晶、莹石、石英晶石、方解石。
(乙)丝绢光泽:如石膏、石棉。
(丙)珍珠光泽:在层状或片状结构的矿物中见到,如云母类(白云母、黑云母、金云母)。
(丁)脂肪光泽:反射面较粗糙时呈现的光泽,如石英断面。
(戊)松脂光泽:如硫磺。
(已)金刚光泽:如金刚石、闪锌矿。
(庚)无光泽:矿石表面是细分散体、成土状,实际上并不反光的。
4.硬度:矿物抵抗外力磨擦或刻划的能力称之,根据摩氏硬度计把矿物分为十级,下列十种矿物订为各级硬度的标准,鉴定时以能刻划前较小的矿物,而本身又会被下一种硬度较大的矿物所刻划为标准(见表1─2)表1─2 标准硬度的矿物表硬 度矿物名称 硬 度 矿物名称 1 滑 石 6 正长石 2 石 膏 7 石 英 3 方解石 8 黄 玉 4 莹石 9 刚 玉 5磷灰石10金刚石在野外工作时,可用随身携带的用具来粗略测定矿物的硬度。
如表1─3所表。
表1─3 测定硬度的简易工具表5、比重(重度):矿物重量与同体积的水重量比,各种矿物的比重相当固定,而在鉴定矿物时很有用处。
求矿物的比重时,可先将矿物称其重量(Wa),然后将矿物浸在水中再称其重量(Wb),则Wa-Wb 为与矿物同体积的水的重量,故比重:Wb Wa Wa比重=矿物比重大至可分为大、中、小三级,比重在4以上的为大,3─4为中,3以下为小,(见表1─4)表1─4 一般矿物的比重表6、结构(形态):指矿物的形状和结晶习性,请按下列标准加以描述。
⑴、粒状:为大小相似的结晶小粒构成的,如大理石、盐、硝石等。
⑵、致密状:为均匀细小之点结成状,甚为结实,如赤铁矿。
⑶、土状:为均匀细小之点结成之块,质地疏松,如高岭土。
⑷、快状:如角闪石、电气石、石英(石英)。
⑸、柱状:如角闪石、电气石、石英(水晶)。
⑹、板状:呈扁平之板状体,如正长石。
⑺、片状:(云母状):易裂成薄片状,如云母。
⑻、纤维状:由极细之柱状组成,如石棉、石英。
7、解理:某些矿物受到外力打击后,能依一定的结晶方向(或表面)裂开,其裂面光 滑和自然晶面一样,这种特征叫做解理,其裂面称解理面(断面)。
这种性质完全由内部构造决定,与晶体外形无关。
取一小块方解石,用铁棍轻轻一敲,注意破碎的小块,它的形状是不是有规则的,裂开的方向是否一定?表面是否光滑?另取一小块菱铁矿,同样一敲,注意结晶和方解石有什么不同?取一小块云母,试用手把它制成薄片,除云母外,其它矿物有否这种性质?取来老师指定的矿物,按下列标准鉴定:⑴、极完全解理:能够裂开成很薄的的薄片,不易看见断口,如云母。
⑵、完全解理:在矿物碎块中,见到解理面,不易发生断面,如方解石。
⑶、不完全解理:在矿物碎块中,见到解理面,但同时也见到断口,如长石。
⑷、无解理:矿物体中,见不到解理面,如石英、高岭土。
8、断口:矿物受打击后,不依一定方向裂开,成不规则的破碎,这个破裂面叫断口。
取一小块石英,用铁锤打一下,注意,裂开的地方是否光滑?方向是否一定?请按下列标准描述各种矿物的断口。
⑴、贝壳状:断口共切的圆环状,如贝壳状、石英。
⑵、参差状:断口呈不规则的高低不平现象,很粗糙,如赤铁矿、褐铁矿、长石。
⑶、锯齿状:断口虽也有高低不平现象,但高低差别较整齐。
如同锯齿、如菱铜矿。
⑷、多片状:断口面半碎为细片如云母。
⑸、平坦状:断面虽粗糙,但总的看来,仍然是平坦的,如磁铁矿、磷灰石。
⑹、土状:断口面如复盖一层土,如高岭土。
㈡对稀盐酸的反应含有碳酸盐的矿物与Hcl 会发生汽泡,其反应:22232CaCl O H CO HCL CaCO ++−→−+滴一滴盐酸于方解石上,注意有何现象发生?[注]某些碳酸盐类的矿物,如方解石、大理石等和稀盐酸作用时,放出CO 2汽泡,用这个方法就很容易如鉴别出来,又如白云石和方解石,在外表上有时很相似,可根据它们对盐酸的反应来区别,因为白云石除CaCO 3外,还含有MgCO 3,在冷的稀盐酸中不起汽泡,因之,就可把这两种矿物区别开来。