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土壤持水特征测定中的容重变化及其确定方法

土壤持水特征测定中的容重变化及其确定方法
土壤持水特征测定中的容重变化及其确定方法

 2003年3月

水 利 学 报

SH UI LI X UE BAO

第3期

收稿日期:2002202204

基金项目:国家重点基础研究发展规划(G 2000018605);国家自然科学基金重大研究计划(90102012)项目资助作者简介:吕殿青(1975-),女,山西榆次人,博士研究生,主要从事土壤水动力学、水资源利用等方面的工作。

文章编号:055929350(2003)0320110206

土壤持水特征测定中的容重变化及其确定方法

吕殿青1

,邵明安

1,2

,王全九

2

(11中科院水利部水土保持研究所,陕西杨陵 712100;21中科院地理科学与资源研究所,北京 100101)

摘要:利用离心机法测定了黄土高原6种典型质地土壤的吸力、容重和重量含水量三者的关系,分析了土壤持水特征测定中的容重变化特征;借用土壤水分特征曲线幂函数模型和土壤收缩特征线性模型获得容重与吸力间幂函数关系,并利用试验资料进行检验;提出了确定土壤持水特征测定中容重变化的三点法,该方法所获得土壤水分特征曲线与实测结果极为吻合,精度较高。关键词:土壤持水特征;容重;离心机法;三点法中图分类号:S15217

文献标识码:A

土壤水分特征曲线通常采用张力计、压力膜(室)和离心机等方法进行测定。离心机法比其他方法操作简单、省时,可测定较宽的吸力范围,广泛应用于土壤水分动态模拟[1]

,但离心机法在测定土

壤持水特征过程中容重随转速(吸力)会发生明显的变化。邵明安[1,2]

发现武功重壤土在0~204m 水柱吸力范围内容重可从113增加到210g Πcm 3

,且采用考虑容重变化的土壤水分运动参数能更好地模拟实际土壤的水分运动,精度较高,因此如此大的容重变化带来的测定结果偏差不容忽视。由于土壤持水特征中的容重测定费时、繁琐和缺乏简单适用的校正方法,通常都视测定过程中容重不变,这样所获得的土壤水分特征曲线与实际测定的土壤水分特征曲线存在较大的差异,并将影响所预测的土壤水分运动的准确程度。本文针对离心机法的特点,借用土壤持水特征和收缩特征经验模型,推求出容重与吸力间的幂函数关系,并利用实测资料检验所建立关系的合理性。在此基础上提出确定土壤持水特征测定中容重变化的三点法。

1 容重与吸力关系

通常土壤水分特征曲线用幂函数来描述土壤容积含水量和吸力间关系。定容重下土壤容积含水量和吸力间关系可以直接由重量含水量与吸力间关系获得。但离心机法测定土壤水分特征曲线时容重随吸力发生变化,因此其所测定的土壤水分特征曲线是表示了变容重下的土壤重量含水量-吸力关系。而将变容重情况下重量含水量与吸力间关系转化成容积含水量和吸力间关系的关键在于确定不同吸力下的土壤容重。由于直接测定不同吸力下的容重耗时、费力,因此应借助理论或经验关系来推求不同吸力下的土壤容重。为了推求容重与吸力间的关系,将土壤容重变化看成土壤收缩过程,即比容积(容重的倒数)与重量含水量的关系。如将土壤收缩特征参入到土壤持水特征模型中就可以获得土壤容重与吸力的关系。土壤水分特征曲线Brooks 2C orey (1964)模型[3]

表示为:

θ-θr θs -θr

=h b h β

=Ah

(1)

011—

式中:θ为容积含水量(cm3Πcm3);θr为滞留含水量(cm3Πcm3);θs为饱和含水量(cm3Πcm3);h为土壤水吸力(m);h

b为进气吸力

(m);A,β为经验常数。

由于滞留含水量一般难于准确确定,因而为了简单起见,取滞留含水量为零。这样式(1)变为:

θθ

s =

h b

h

β

=Ah-β(2)

正常收缩段内(土壤水分的减少等于土壤容积的减小)土壤收缩特征模型[4,5]可描述为:

v=

1

ρ

b

=k+θm(3)

式中:v为比容积(cm3Πg);ρb为容重(gΠcm3);θm为重量含水量(gΠg);k为经验常数,从理论上k为含水量为0时的比容积,即k=1Πρs,ρs为比重(gΠcm3)。

联立式(2)和式(3),则可得到土壤持水特征测定中容重与吸力间的关系,即:

s

-ρb)

s -ρbs)

=A′h-β′(4)

式中:ρ

bs为饱和时容重

(gΠcm3),也就是当吸力为0时的土壤容重;A′和β′为经验常数。

该关系形式与Brooks2C orey模型[3]相似,为了2个模型的一致性,将式(4)左边定义为规一化容

重ρ

bn

,即ρbn=(ρs-ρb)Π(ρs-ρbs)。这样式(4)变为:

ρ

bn

=A′h-β′(5) 式(4)和式(5)分别描述了容重、规一化容重与吸力间关系。

2 实验材料与方法

211 供试土壤 在黄土高原选取了6种典型质地的士壤,各土壤的基本物理特性如表1所示。土样经风干过筛后,利用吸管法[6]测定土壤的颗粒组成,利用比重瓶法[6]测定土壤的比重。饱和含水量由饱和时的重量含水量和容重来确定。

表1 6种土壤的基本物理特性

取样点(陕西)土壤质地砂粒含量(%)粉粒含量(%)粘粒含量(%)容重Π(gΠcm3)比重Π(gΠcm3)饱和含水量Π(cm3Πcm3)

榆林砂土94176331584216531158921621013858

绥德砂壤土551860311408121731140021650015005

安塞壤土4513923812391617281131721685015048

西安粉砂壤土301292611499812101135021650015155

洛川粉砂质粘壤土1518266216292115461150421676014889

武功粉砂质粘土213086414373312541151721726014755

212 试验方法 土样风干过1mm筛后,将一定数量的土样均匀装入测定环刀中,并浸水饱和。利用游标卡尺测定饱和后的样品高度,根据样品的重量和体积计算其容重。然后将饱和样品放入离心机装置中,根据设计压力设定离心机转速,加压范围为1102~10012m水柱。当加压达到平衡后,取出样品,用重量法测定重量含水量,用游标卡尺测量其高度,并确定样品容重。每种土样试验重复2次,容重和重量含水量误差分别须小于0102g/cm3和1%。

3 结果与讨论

311 容重变化特征 离心机法测定土壤持水特征过程中随着转速(压力)的不断增加,含水量减少,土体容积随之收缩,容重相应增大,表2显示了不同压力下的容重变化过程。

由表2可见,在102m水柱吸力范围内,6种土壤容重变幅为01078~01565gΠcm3,且随着粉粒含

量的增加和砂粒含量的减少,容重变幅呈逐渐递增趋势。但不同质地土壤的容重又表现不同变化特点,如砂土类容重总体变幅最小,仅在最低吸力段(0~1102m)和最高吸力段(8116~102m)变化较大。其余土壤类容重变幅较大,并在0~1102m、1012~2014m以及2014~4018m吸力段内容重变化较大。这是因为最低吸力段土壤水为渗透重力水,水分损失大;在吸力段(2014~4018m)内,土壤水主要为毛管水,且吸力梯度增加,水分损失较大,土体容积的收缩也增大。这些容重变化特点表明通常视测定过程中容重不变会引起较大偏差,特别是粉粒和粘粒含量高的土壤。所以利用离心机法测定土壤持水特征时需要考虑容重的变化,以得到符合实际的土壤持水特征。

表2 离心机法测定土壤持水特征重的容重变化

不同质地土壤的容重变化Π(gΠcm3)

吸力Πm

砂土砂壤土壤土粉砂壤土粉砂质粘壤土粉砂质粘土0100115621124611212112751126211293

1102115911145311339113961140011398

2104115911148011376114321145411457

310611591-11393-1148211515

4108115921150611403114671151211530

511011592-11414-1151711566

6112115921150811424115001154511592

711411595-11437-1154711595

811611596115131145111516115611161

911811605-11459-1156911612

1012116051153711459115441157611616

151311605-11484-1160611669

2014116081155111486115771162411682

301611610-11503-1164711716

4018116131157611545116261168211786

511011615-11565-1170911817

6112116161160111572116631172111823

711411616-11579-1172911828

8116116211162511584116911173511833

10210116401163211600116931175411858

容重变幅010780138601388014180149201565

312 容重—吸力关系检验 为了评估规一化容重-吸力间函数关系的合理性,利用式(4)对6种质地土壤的实测容重与吸力关系进行处理和统计分析,用相关系数来刻划容重与吸力函数关系深浅的程度,用均方误差的大小作为衡量各方法的优劣指标,结果如表3所示。由表3可见,6种质地土壤的相关系数均大于019,说明所推求的模型可以反映规一化容重随吸力变化的特点。模型中参数β′随着粉粒含量增加而增大。同时根据土壤孔隙的毛管理论可知,β′的增加说明土壤孔隙尺寸变幅减小,这与实际土壤质地特点相符合。

313 确定容重与吸力间关系的三点法 上述检验结果表明所提出模型可以用于描述规一化容重和吸力间关系,但利用拟合方法推求模型参数A′和β′需要大量的实测资料。由式(5)可知,规一化容重与吸力之间呈现单一变化趋势。从数学角度讲,准确确定规一化容重随吸力变化关系至少需要3个控制点。为了快速简单地确定参数,这里探讨利用3个控制点法(简称三点法)确定模型参数的可能性。根据容重随吸力变化特点,选取囊括所测定的吸力范围和满足式(4)或式(5)的条件,即饱和点容重、吸力最大测试值的1%及吸力最大测试值的容重作为控制点。通过这3个控制点的实测容重—

1

2

1

和对应的吸力确定式(5)中的参数,结果列于表3中。由表3可知,参数的变化趋势与总体拟合法的结果相一致,三点法和拟合法确定的参数值比较接近,精度相差甚小。

表3 拟合法和三点法确定的容重-吸力关系结果

土壤质地

拟合法结果三点法结果

A ′

β′

相关系数

均方误差3

A ′

β′

均方误差3

砂土

019820010089-01911351376×10-401972801010641257×10-3砂壤土018594010344-01985691832×10-401852301035221451×10-3壤土019270010481-01991711867×10-301914601046851008×10-3粉砂壤土019290010616-01994511285×10-301913001058721847×10-3粉砂质粘壤土019145010715-01997111129×10-301903701070631141×10-3粉砂质粘土

019490

010958

-019933

41502×10-3

019284

010923

81678×10-3

3均方误差指计算容重和实测容重误差平方的平均值

为了进一步分析三点法的准确性,将三点法与根据实测点总体拟合法确定的容重与吸力关系进行比较、图1显示了容重变化最大的粉砂质粘土由2种方法所获得的容重与吸力关系。由图1可知,2种方法所计算的容重与实测点非常接近,说明三点法可以用来确定容重与吸力间关系。

图1 两种方法确定的容重与吸力关系

图2 各方法所获得的土壤水分特征曲线(粉砂质粘土)

314 不同方法获得土壤持水特征的精度分析 离心机法在测定土壤水分特征曲线过程中容重随吸力

增加而增大,那么所测定的是变容重下的水分特征曲线。通常认为容重在测定过程中维持不变或者等

于自然容重,这样所获得的土壤水分特征曲线就代表了初始容重或自然容重的土壤水分特征曲线。这种处理方法虽然简单,但可能导致较大误差。这里就自然土壤容重法、装土容重法、最佳容重(即根据最小二乘法使得残差平方和最小确定的容重)法、总体拟合法和上述确定容重与吸力关系的三点法所获得的土壤水分特征曲线进行对比分析和精度评价。以各方法计算获得的容积含水量与实测容积含水量两者的偏差大小(即均方误差)作为衡量各方法准确性的标准,均方误差越小,精确度越高。其结果如表4所示。

由表4可知,若从计算值和实测值的偏离程度来判断不同方法在共同范围内的准确程度,三点法和总体拟合法的准确度较接近,其均方误差比其它方法小2~3个数量级,准确度是其他方法的10~100倍,而且三点法和总体拟合法比采用任一容重的计算方法的准确性都高。这正说明了可用三点法来确定土壤持水特征测定过程中容重的变化,且具有较高的精度。

为了进一步分析不同方法获得土壤容积含水量与吸力关系与实测结果的一致性,将利用上述3种方法计算所得的粉砂质粘土土壤水分特征曲线和实测数据点绘在图2上。由图2可知,采用三点法所获得的土壤水分特征曲线几乎与实测点重合,其余方法所得的土壤水分特征曲线与实测点相差较大。因此在离心机法测定土壤持水特征时,需要根据三点法确定各吸力下的容重,从而获取变容重的土壤水分特征曲线,更符合实际土壤情况。

表4 不同方法获得土壤水分特征曲线的精度评价结果

土壤质地不同方法表达式或容重均方误差

三点法ρbn=019728h-010********×10-7

总体拟合法ρbn=019820h-010********×10-8砂土自然土壤容重法1158921368×10-6

装土容重法1155021721×10-6

最佳容重法1157191980×10-7

三点法ρbn=018532h-010********×10-6

总体拟合法ρbn=018594h-010********×10-6砂壤土自然土壤容重法1140051170×10-4

装土容重法113007139×10-4

最佳容重法1138651120×10-4

三点法ρbn=019146h-010********×10-6

总体拟合法ρbn=019270h-010********×10-6壤土自然土壤容重法1131731659×10-4

装土容重法1130041402×10-4

最佳容重法114237182×10-5

三点法ρbn=019130h-010********×10-5

总体拟合法ρbn=019290h-010********×10-6粉砂壤土自然土壤容重法1135011175×10-3

装土容重法1130011770×10-3

最佳容重法114367178×10-4

三点法ρbn=019037h-010********×10-6

总体拟合法ρbn=019145h-010********×10-6粉砂质粘壤土自然土壤容重法1150461595×10-4

装土容重法1140071263×10-4

最佳容重法1146361100×10-4

三点法ρbn=019284h-010********×10-5

总体拟合法ρbn=019490h-010********×10-6粉砂质粘土自然土壤容重法1151711046×10-3

装土容重法1140011765×10-3

最佳容重法1154111024×10-3

4 结语

本文利用离心机法测定了6种典型质地的土壤重量含水量—吸力与容重的关系,分析了测定过程中容重随吸力的变化特征;以土壤水分特征曲线幂函数模型与土壤收缩特征模型为基础,推求了容重与吸力间的关系,利用试验资料进行了验证;提出确定土壤持水特征测定过程中的容重变化的三点法,比较分析5种计算土壤水分特征曲线的方法的准确性,结果表明三点法能简便地确定容重的变化,且其精度较高,获得的土壤水分特征曲线与实测值较为接近。

参 考 文 献:

[1] 邵明安,黄明斌.土根水动力学[M].陕西:科学技术出版社,2000.

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[4] Mitchell Alan R,Van G enuchten M TH.Shrinkage of bare and cultivated s oil[J].S oil Sci S oc.Am.1992.56:

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[6] 中国科学院南京土壤研究所主编.土壤理化分析[M].上海:科学技术出版社,1978.

(下转第119页)—

1

4

1

参 考 文 献:

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Application of fuzzy clustering method in designing fuzzy

neural exciting controller of generator

W ANG De2yi1,Y ANG G uo2qing1,Y AO Li2xiao1,W ANG T ao1

(Department o f Electrical Engineering,Xi’an University o f Technology,Xi’an 710048,China)

Abstract:The Fuzzy Clustering M othod(FC M)for recognizing the initial parameters and structure of fuzzy neural excitation controller was presented.In studying the synchronous hydropower generator excit2 ing control system,the sam ple data generated by PI D exciting regulator were clustered with fuzzy cluster2 ing method s o as to obtain the initial fuzzy space partition and fuzzy reles of the fuzzy exciting regulator.

On the basis of obtained in formation,an initial m odel of fuzzy neural exciting regulator was developed.

Through the online identification,the ultimate m odel can be determined.The step response of the ob2 tained fuzzy neural exciting m odel was analyzed by means of digital simulation and com pared with PI D regulator.The applicability of the method was proved.

K ey w ords:fuzzy clustering of mean2C2value;fuzzy neural control;hydropower generator;exciting System

(上接第114页)

Bulk density changing during measuring soil w ater retention characteristics and

its determining method

LU Dian2qing1,SH AO Ming2an1,2,W ANG Quan2jiu2

(1.Institute o f Soil and Water Conservation,Chinese Academy o f Sciences,Shaanxi Yangling 712100,China

2.Institute o f G eographical Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy o f Sciences,Beijing 100101,China)

Abstract:Relationship am ong weight content,suction and bulk density was measured by using centrifu2 gal method for six types of s oils ranging from sand to silt clay loam.The power function between bulk density and suction was derived on the basis of power m odel of s oil water retention characteristics and lin2 ear m odel of s oil shrinkage characteristics and als o proved with measured data.The three points method determining bulk density during measuring s oil water retention characteristics was put forward.S oil water characteristic curve obtained by the three points method was matched with measured data well and its pre2 cision was high.

K ey w ords:s oil water retention characteristics;bulk density;centrifugal method;three points method

土壤容重、孔隙度、含水率等测定方法

1.土壤含水量(含水率)测定 采用酒精燃烧法测定。 操作步聚: (1)取小铝盒若干,洗净后烘干,用天平称出每—铝盒重量(逐一标量记录) (2)在标准地内挖土壤剖面,分20cm 一层。在分层的土壤剖面上用铝盒自下而上刮一层土(约半盒、注意避开根系和石砾等杂物),马上称重(得出湿土重十铝盒重) (3)倒入酒精8-12ml ,振荡铝盒使与土壤混合均匀(如土壤很湿要用小刀拌匀成泥浆),点燃酒精,在火焰将熄灭时,用小刀轻拔土壤,使其充分燃烧,烧完后再加入3~4ml 进行第二次燃烧(如土壤粘重、含水量较大,再加入2~3ml 酒精进行第三次燃烧)。 冷却后,马上称出重量(得干土重十盒重)。每层重复三次。 (4)土壤含水量及现有贮水量计算 ①土壤含水量(重量)=%重(干土重+盒重)-盒干土重+盒重)(湿土重+盒重)-(100? =水分重/干土重×l00% ②土壤含水量(体积)=) ()容重(土壤含水量(重量%)33g/cm 1g/cm ? =%土壤体积 水分体积100? (注:水的容重一般取lg /cm 3) 2.土壤物理性质测定 采用环刀法 操作步聚: (1)首先量取环刀的高度和内径,计算出其容积(标记、做好记录): V =πr 2H 式中:V —环刀体积(cm 3) R —环刀内半径(cm) H —环刀高度(cm) 将环刀在天平上称重(做好标记、记录)。 (2)选择标准地,在测定地点做一平台(山地),挖土壤剖面,分层取样测定(按20cm —层),每层设三个重复。 (3)打入环刀(一定要垂直打入,且不能晃动),待土壤至环刀下沿齐平时,在环刀上垫—滤纸层后把盖盖好,挖出环刀,用刀削平底部土壤,垫好滤纸,盖好下盖。迅速称重(得:自然土重十环刀重)

土壤学实验报告(总共)

土壤学实验报告 学院:农业科学学院 专业:土地资源管理 年级:15级 班级:15级土管一班

学号:1512040006 姓名:蒲家庆 土壤学实验报告(实验一) 填写日期:201604 教师评分教师签名日期 实验课名称:土壤学实验实验项目名称:土壤样品的采集与处理学生班级:15级土地资源管理一班学生姓名:蒲家庆学号:1512040006一、实验目的 通过土壤样品的采集、处理和全磷含量的分析测定,了解生态学和环境科学的研究中,实验样品的采集、处理和分析测定过程中的注意事项,掌握土壤样品的采集、处理和分析的一般流程,领会控制测定精度的措施。 二、实验原理 土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节,是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确的一个先决条件。由于土壤特别是农业土壤的差异很大,采样误差要比分析误差大若干倍,因此必须十分重视采集具有代表性的样品。此外,应根据分析目的和要求采用不同的采样方法和处理方法。 三、仪器与药品 仪器: 土钻、小土铲、米尺、布袋(盐碱土需用油布袋)、标签、铅笔、土筛、广口瓶、天平、胶塞(或圆木棍)、木板(或胶板)等。 小土铲:任何情况下都可应用,但比较费工,多点混合采样,往往嫌它费工而不用它。 管形土钻:下部系一圆形开口钢管,上部系柄架,根据工作需要可用不同管径的管形土钻。将土钻钻入土中,在一定土层深度处,取出一均匀土柱。管形土钻取土速度快,又少混杂,特别适用于大面积多点混合样品的采取。但它不太是用于沙性大的土壤,或干硬的粘重土壤。 普通土钻:普通土钻使用起来也是比较方便的,但它一般只是用于湿润土壤,不适于很干的土壤,同样也不适用于砂土。另外普通土钻容易混杂,亦系其缺点。

土壤电导率的测定实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除土壤电导率的测定实验报告 篇一:土壤学实验 1.1土壤样品的采集与处理 (7) 1.1.1土壤样品的采集 (7) 1.1.2土壤样品的处理 (8) 1.2土壤水分的测定 (10) 1.2.1土壤吸湿水的测定 (10) 1.2.2土壤田间持水量的测定 (10) 1.3土壤容重和孔度的测

定............................................................... . (12) 1.3.1土壤容重的测定................................................................... . (12) 1.3.2土壤孔度的测定......................................................................(:土壤电导率的测定实验报告). (12) 1.4土壤有机质的测定...................................................................14附录A土壤农化分析基本知识..........................................................119附录b土筛号与筛孔直径对照表.........................................................127附录c 电导仪温度校正系数.. (1) 28附录D折射率的温度校正及换算为可溶性固形物含量 (130) 实验一土壤样品制作 1.1土壤样品的采集与处理 土壤是农业生产的基础,土壤的理化性质直接影响农产品的数量和质量。对土壤样品进行分析,首先须对土壤样品

土壤容重、比重测定及孔隙度计算

实验二十三土壤容重、比重测定及孔隙度计算 一、目的要求 土壤容重、比重和孔隙度是土壤松紧状况的反映,而土壤的松紧状况与土壤一系列理化性质,耕作情况等密切相关,因此测定土壤容重、比重与孔隙度的大小,可以作为判断土壤肥力高低的一项重要指标。 二、说明 土壤容重是指土壤在自然情况下,单位体积内所具有的干土重量,包括土壤孔隙在内,通常以(克/立方厘米)表示。通过土壤容重测定可以大致估计土壤有机质含量多少,质地状况以及土壤结构好坏。 土壤比重是指单位体积内固体干土粒的重量与同体积水重之比,不包括土壤孔隙在内,决定土壤比重大小的主要因素是土壤有机质含量和土壤矿物组成。 土壤孔隙度是指单位体积内土壤孔隙所占的百分数,土壤孔隙的数量与大小,密切影响着土壤透水、透气与蓄水保墒能力,它可由土壤容重、比重及土壤田间持水量计算而得。 三、方法 (一)容重测定:环刀法 1、在欲测容重地块挖坑,长、宽约1尺左右,坑深视土层情况而定,通常 1.5尺左右即可并将取土坑壁垂直切平。 2、将环刀垂直压入各层土壤中,如土壤紧实时,可在环刀上端垫一块木板,用铁锤击入土壤。环刀进入土层时勿左右摇摆,以免破坏土壤自然状态,影响容重。 3、用铁铲将环刀从土壤中挖出,小心削平下端,然后将上部钢环去掉,再削平上端,环刀内的土壤体积为100立方厘米,同样取三份,两份求其平均值,一份测定土壤毛管孔隙度。 4、将环刀内的土壤无损移入铝盒中,带回室内称重,土壤如在大铝盒中直接烘干时可不称重。 5、将大铝盒打开盖放入105℃烘箱中烘8小时,或取其中的土壤15—20克,放入小铝盒中,用酒精烧失法,求出土壤含水百分数。 6、计算:

观察土壤实验报告

观察土壤实验报告 篇一:三年级观察土壤实验报告单 实验报告单 学科科学实验名称观察土壤 任课教师李素丽实验教师李素丽 篇二:土壤实验报告 土壤学实验报告学院:资源与环境学院专业:10级草业科学班级:一班 学号:XX5890 姓名:秦鲁瑶土壤学实习报告 一、实习目的: 在初步掌握了土壤学基本理论的基础上,进行土壤的野外调查研究,以便掌握土壤调查 的理论和技术,了解调查区土壤形成和分布规律,及土壤性状和林木生长关系,为今后学习 专业课打下基础。通过学习了土壤学这门课,我们对土壤有了大概的认识。这次实习的目的 是更好地掌握所学的知识,培养结合理论知识运用到实际当中的能力。具体的说,主要是为 了掌握土壤剖面的挖掘技术,了解各类土壤的剖面特征,学会观测分析土壤剖面的方法,熟 悉挖土壤剖面的过程及土壤的采集,掌握土壤各项指标

的测定方法和计算分析。再之,就是 认识主要的土壤类型,了解土壤类型分化与环境条件的关系。实习是课程理论联系实际的重要环节,通过教学实习,巩固和加深对课堂理论的理解和 掌握。 二、实习计划: (1)熟悉土壤调查野外工作的方法、步骤,掌握野外调查的技能。 (2)认识实习区的地质概况、鉴定常见的岩石。 (3)学会使用几种野外工作需要的仪器、调查观测土壤成土条件、成土过程、土壤属性。 (4)简单了解岩溶地貌形成原因,以及有关沂源溶洞的简介。 (5)掌握土壤剖面挖掘观测技术。 三、实习内容 (一)概述 土壤不仅是人类赖以生存的物质基础和宝贵财富的源泉,又是人类最早开发利用的生产 资料。在人类的历史上,由于土壤质量衰退曾给人类文明和社会发展留下了惨痛的教训。但 是,长期以来居住在我们这个地球上的人们,对土壤在维持地球上多种生命的生息繁衍,保

土壤水份和植物组织含水量的测定

土壤水份和植物组织含水量的测定 实验的目的与要求: 通过对植物和土壤水分的测定来学习和使用烘干法水分测定仪,掌握实验和实习的技巧,了解一定的实习的规则! 通过对实习数据的比较,以及结合自身的知识来分析土壤和植物组织含水量的关系,了解水分对植物生长的影响,了解土壤中水分对植物生长的影响。 结合生态学的知识来分析土壤和植物含水量受整个生态系统的影响。 实验的主要内容: 记录实验地的周围环境的各种生态环境因素,如温度,风向,湿度。 测量土壤和植物组织含水量值,在不同的环境下测量对比,同一环境下不同物种的值。 记录实验测量的数据值,分析得出结论。 实习的主要工具: 1.烘干法水分测定仪(LSH-100A型): 最大秤量:100g 实际标尺分度值:1mg 准确度级别:2级 水分测量允许误差:±0.2%(样品≥2克) 水分含量测定可读性:0.01% 测量水分范围:0~100% 加热源:卤素灯(环型400W) 温控精度:±1℃ 加热温度设定:室温~160℃(以1℃调整) 时间设定:0~180min(以1min调整) 测量方法:手动、自动 操作温度范围:10~30℃ 电源及功耗:AC220V±22V 50Hz 420W 秤盘尺寸:¢100mm 外壳尺寸:360mm×250mm×270mm 净重:7kg 实验用剪刀、小袋子 实验原理: 首先对同一环境下的不同生长情况的高山榕进行水分的测定,记录数据并比较,然后对不同环境下的不同株池杉进行水分的测定,在数据中得出结论。用烘干法测定仪进行含水量的测定,使用小塑料袋来装实验品以防止植物叶子和土壤水分的蒸发。 实验的步骤: 首先进行样本的采样,在学校的马路边分别进行不同生长情况高山榕叶子的取样,然后再树下进行土壤的取样。在昭阳湖旁不同地方生长情况相同的池杉的叶子和土壤的进行取样。将取来的样品装入袋中,并做好标签。 预热烘干法测定仪后,将取来的样品放入烘干仪中保持5-8分钟,待屏幕中的数值稳定后进行数据的记录。 对数据进行整理分析和讨论,得出结论。 实验的结果:

土壤容重的测定

河北工程大学研究生课实验报告 垂直一维入渗实验报告 一、实验目的和意义 观察土壤垂直入渗过程,测定土壤累积入渗量、湿润锋运移距离,根据实测的累积入渗量计算相应的入渗率;通过土壤入渗实测资料,验证土壤水分运动参量间关系,如累积入渗量与时间关系、湿润锋运移距离与时间关系、入渗率与时间关系、累积入渗量与湿润锋关系、入渗率与湿润锋关系等,验证描述垂直一维入渗的常用模型,如考斯加可夫模型(Kostiakov)、菲利普模型(PhiliP)等;测定实验结束时不同深度的土壤含水量,绘制土壤含水量剖面曲线。 入渗是将地表水与地下水、土壤水联系起来的纽带,是径流形成过程、水循环过程的重要环节。垂直入渗是有重力作用的一维入渗,入渗率、累积入渗量和入渗距离(即湿润锋的位置)是描述入渗过程的重要特征量,针对于具体的入渗边界条件,上述特征量的取得对于区域产流产沙估算、农田灌溉、农田排水、地下水补给等效果评估有着重要的意义。 二、实验原理 实验装置由土柱和马氏瓶组成,土壤吸渗水分,土面上的水分减少,供给水面下降,使马氏瓶出水口所受外部压力减小,与马氏瓶内部压力差达到马氏瓶灵敏度时,马氏瓶进气口冒气泡进气,马氏瓶中的水流向土柱,如此反复,马氏瓶定水头自动供给土柱水量。 三、实验设备和装置 垂直入渗实验装置形式多样,但都由实为常用的垂验土柱和供水装置组成,图5-2

直入渗实验装置。实验土柱:目前,已发表论文中试验土马氏瓶可~20cm,土柱直径减小,柱直径范围在4.0供水管水层减小实验土样用量。为了提高实验精度,马进气口出水口进水口氏瓶截面积应相应减小,为了便于观察湿润锋和马氏瓶液面变化,实验土柱和马氏瓶用湿润锋~1透明有机玻璃管制成,土柱管壁交错打上土柱4排取土孔。出水口供水装置:供水装置采用带刻度的改进水室的马氏瓶,可实现恒定水头下自动供水。 改进的马氏瓶的工作原理:马氏瓶供水垂直入渗实验装置示意图5-2 图(高于马氏瓶出管的出水口所受压强等于P内(高于马),也等于)加上马氏瓶内空气压强水口的马氏瓶内水层的静水压强(hPP外马马);土壤吸渗水分,使土柱(P))加上大气压强h氏瓶出水口的土柱内水层的静水压强(大土11 共页1 第 河北工程大学研究生课实验报告 内供给水量减少,即供给水面下降,使得马氏瓶出水口所受压力P小于P,当供给水面内外继续下降,使ΔP(P-P)达到一定数值,达到马氏瓶灵敏度时,马氏瓶中的水流向土柱,外内马氏瓶进气口冒气泡进气,增大马氏瓶内空气压强,当马氏瓶供水管的出水口所受压强P内再次等于P时,马氏瓶进气口停止进气,马氏瓶中的水停止流向土柱;如此反复,使得马外氏瓶定水头自动供给土柱水量。 改进的马氏瓶的操作方法:将马氏瓶灌水口打开,关掉进气口和供水口,由灌水口向马氏瓶灌水,待灌到合适位置时,将灌水口塞子塞紧(或阀门关闭),打开供水口排气,当供水口不再流水时,表明排好气,关掉马氏瓶供水口。将马氏瓶放在合适位置,将马氏瓶的供水管接在土柱的进水口处。调整马氏瓶高度,打开供水口和进气口向土柱供水。 其它设备和仪器:土样、天平、铝盒、滤纸、量筒、洗耳球、小型取土钻(也可以用其它设备代替)、秒表、刻度尺。 四、实验步骤 1.土样经风干过2mm筛,按要求容重分层装入实验土柱,填装方法为: V体积所用干土重。先计算按要求容重填装 2??????m?V?R?H(1-1)干m RHRH为分;为土柱半径、高为,cm的环体所装干土质量,式中:g为半径为;干3-3?VRH、为要求达到的土壤容重,g.cm层装土高度,cm;高为为半径为的环体体积,cm。;V体积时所用湿土重为由于装土时常用一定含水量的湿土,按照要求容重填装?m)1?(m?(1-2)= 干湿?m V时所用含水量为θ的湿土重,g为按土壤容重;填装体积θ为填装所用式中:湿3?,m=854.12g, 2.0=30cm, =1.436g/cm。此次试验%R=2.5cm,H=15×湿土的含水量,=852g m湿装好后土柱应放置24h,使土壤剖面含水量均匀。将排好气的马氏瓶安装在合适位置(进气口高度略大于土柱设计水层高度),提高马2.然后拧紧进气口,氏瓶供水管末端与进气口齐平,使供水管完全充水,打开供水口和进气口,将马氏瓶供水管接到土柱的进水口上。,打开马氏瓶进气口,同时计时,开始实验。记下马氏瓶初始读数H3.0,,5min,7min,10min15min,在实验过程中4.,根据由密到疏的原则(如1min3min,)记录入渗时间、湿润锋运移距离和马氏瓶

土壤含水量测定方法小结

土壤含水量测定方法小结 1,烘干称重; 这个不多说了。准确度最高,但测定得到的是质量含 水量,与其他方法所得数据进行比较是注意换算。 2,中子仪; 技术比较成熟,准确性极高,是烘干法以外的第二标 准方法。 但是中子仪测定需要安装套管,理论上可达任何深度,设备昂贵,投入很大。中子射线对操作者身体有损害,严格来说需要相关证件才可以操作。无法测定表层土 壤。 3,电阻法; 一般使用石膏块作为介质埋设地下,石膏块中埋设两根导线,导线之间的石膏成分组成电阻,石膏块电阻与土壤含水量相关。石膏块制作简单,哪怕进口的成品成本也是非常低廉,可以作很多重复,可以不破坏土壤在田间连续自动监测。存在问题,石膏块滞后时间较长,所以不可能用来做移动式测定和自动灌溉系统。石膏块只适合用于非盐碱土壤中,同时石膏块不适合使用直流电(文献查得,表示怀疑,因为所有的石膏块读书表都是用干电池作为电源),测定受土壤类型影响很大,标定结果会随时间改变,达到一定年 限后,石膏会逐渐溶解到土壤中。 4,TDR(Time Domain Reflectometry) TDR有两种时域反射仪和时域延迟,两者均简称TDR。TDR技术是当前土壤水分测定装置的主流原理,可以连续、快速、准确测量。可以测量土壤表层含

水量。一般的TDR原理的设备响应时间约10-20秒,适合移动测量和定点监测。测定结果受盐度影响很小,TDR缺点是电路比较复杂,设备较昂贵。 5,FDR(Frequency Domain Reflectometry)几乎具有TDR的所有优点,探头形状非常灵活。比较夸张的甚至可以放在做成犁状放在拖拉机后面运动中 测量。FDR相对TDR需要更少的校正工作。 TDR和FDR同样有一个缺点,当探头附近的土壤有空洞或者水分含量非常不均匀时,会影响测定结果。 非常奇怪的是,基于FDR原理的往往是低端的仪器设备,根据笔者实际使用经验,FDR技术可能在精度上存在瓶颈,经常在5%的误差左右,写文章时候数据基本上不好用。

土壤容重

南京林业大学实验报告 实验七土壤容重 一、目的和要求 土壤容重指的是田间自然垒结状态下单位容积土体的质量或重量。包括土壤孔隙在内,通常以(克/立方厘米)表示。通过土壤容重测定可以大致估计土壤有机质含量多少,质地状况以及土壤结构好坏土壤比重是指单位体积内固体干土粒的重量与同体积水重之比,不包括土壤孔隙在内,决定土壤比重大小的主要因素是土壤有机质含量和土壤矿物组成。 1.本实验要求学生学习土壤容重的测定方法. 2 .掌握环刀法测定土壤容重的原理及操作步骤. 二、基本原理 1)土壤容重 指自然状态下(包括土粒之间的孔隙),单位容积土壤的烘干质量。 2) 土粒密度 测定方法 3) 4) 土壤容重

测定方法:环刀法 测定原理:用一定容积的环刀(一般为100)切割未搅动的自然状态土样,使土样充满其中,烘干后称量计算单位容积的烘干土重量。本法适用一般土壤,对坚硬和易碎的土壤不适用。 5)土壤基本物理性质(其他可用环刀测量的数据) 1.土壤最大持水量:将环刀去掉上下底盖,放入盛满水的盆中,吸水12h;称重 2.土壤毛管持水量:将上述操作后的环刀,放置于沙盘中2h;称重 3.最小持水量(田间持水量):将上述操作后的环刀,继续放置沙盘中一定时间(沙土:一昼夜;壤土:二至三昼夜;黏土四至五昼夜);称重 4.经计算,可得到:土壤储水量、非毛管空隙、毛管空隙、总孔隙度、土壤通气度、最佳含水率下限等性质. 三、方法步骤 1、称空环刀、铝盒质量;记录数据 2、采样; 3、称环刀+湿土的质量;称铝盒+湿土质量;记录数据 4、将铝盒放入烘箱,105℃烘干6-8h至土壤恒重,称重;记录 数据 5、计算土壤容重

容重的测定方法1

土壤容重的测定方法 土壤容重是指土壤在未受到破坏的自然结构的情况下,单位体积中的重量,通常以克/厘米3表示。土壤容重的大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关。砂土容重较大,粘土容重较小。一般腐殖质多的表层容重较小。耕作土壤中,耕层容重一般为1.0-1.3克/厘米3,土层越深则容重越大,可达1.4-1.6克/厘米3。沼泽土的潜育层容重可达1.7-1.9克/厘米3或更大。土壤容重不仅用于鉴定土壤颗粒间排列的紧实度,而且是计算土壤孔隙度和空气含量的必要数据。 一、实验原理 利用一定容积的环刀切割未搅动的自然状态的土样,使土样充满其中,称量后计算单位体积的烘干土重量。本法适用于一般土壤,对坚硬和易碎的土壤不适用。 二、实验步骤 1、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。 2、室内测定(注意:以下操作前提是环刀的盖子不能调换,始终保持取样时的盖子): (1)新鲜土样采集回来后立即称取重量(称之前需先将环刀外部的土清理干净),称完后记录数据为“环刀+湿土重”。 (2)称完后将换刀放入水中浸泡使其吸水达到饱和,吸水前要确认有洞的那一面是否垫纸,纸垫好后将环刀放入水中吸水,水位到达环刀一半以上即可,吸水时 要将无洞的那面盖子打开,使其充分吸水。(注意:此吸水时间为8小时,此步 骤可根据具体取样时间合理安排操作时间,使测定时间在可操作时间内。)(3)吸水8小时后,将环刀取出,并将换刀外的水擦干净,称取此时换刀的重量,记录为“环刀+饱和吸水后土重”,再将环刀放入沙盘中渗水,使其达到田间持 水量。(此步骤需注意将换刀外部水擦干,并且渗水时间为9小时)(4)渗水9小时后,将环刀擦干净称取,使其外围不得有沙,称取重量为“环刀+排水后土重”,称取完毕后将换刀打开放入烘箱内烘干。(烘干时间为24小时)(5)24小时之后,将环刀取出后冷却,称取重量为“环刀+烘干土重”,称取完毕后将土样倒出,将环刀洗干净后烘干。(此步骤需要将环刀冷却后称取,冷却时间 为半小时) (6)环刀干了后称取其重量,记录为“环刀重量”。 (7)数据记录完后应及时输入电脑以免数据丢失,并将纸质版和电子版及时交给指导老师。

【实验报告】土壤容重的测定的实验报告

土壤容重的测定的实验报告 篇一:土壤容重的测定方法 一、目的和要求 土壤容重又叫土壤的假比重,是指田间自然状态下,每单位体积土壤的干重,通常用g/cm3表示。土壤容重除用来计算土壤部孔隙度外,还可用于估计土壤的松紧和结构状况。本实验要求学生学习土壤寄人篱下的测定方法,掌握环刀法测定土壤容重的原理及操作步骤,掌握用容重数值计算土壤孔隙度的方法。 二、内容和原理 用一定容积的钢制环刀,切割自然状态下的土壤,使土壤恰好充满环刀容积,然后称量并根据土壤自然含水率计算每单位体积的烘干土重即土壤容重。 三、主要仪器设备 容积为100立方厘米的钢制环刀。 削土刀及小铁铲各一把。 感量为0.1及0.01的粗天平各一架。 烘箱、干燥器及小铝盒等。 四、操作方法与实验步骤 在室内先称量环刀(连同底盘、垫底滤纸和顶盖)的重量,环刀容积一般为100立方厘米。

将已称量的环刀带至田间采样。采样前,将采样点土面铲平,去除环刀两端的盖子,再将环刀(刀口端向下)平稳压入土壤中,切忌左右舞动,在土柱冒出环刀上端后,用铁铲挖周围土壤,取出充满土壤的环刀,用锋利的削土刀削去环两端多余的土壤,使环刀内的土壤体积恰为环刀的容积。在环刀刀口垫上滤纸,并盖上底盖,环刀上端盖上顶盖。擦去环刀外的泥土,立即带回实验称重。 在紧靠环刀采样处,再采土10-15克,装入铝盒带回实验室内测定土壤含水量。 五、公式 根据以下公式计算土壤容重: 环刀内干土重(g)=100环刀内湿土重/100土含水率 土壤容重(g/cm3)=环刀内干土重/环刀容积 篇二:土壤学实验报告1 课程名称:指导老师:成绩:实验名称:土壤容重、比重和孔隙的测定实验类型:操作性实验[1] 同组学生姓名:一、实验目的和要求(必填)三、主要仪器设备(必填)五、实验数据记录和处理七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1)学习并掌握土壤容重、比重、孔隙度及三相比的测定与计算方法;2)结合实验,加深对土壤容重、比重和孔隙度等量的含义的理解。 二、实验内容和原理

土粒密度(比重瓶法)_土壤容重_孔隙度测定

土粒密度的测定(比重瓶法) 严格而言,土粒密度应称为土壤固相密度或土粒平均密度,用符号ρs 表示。其含义是: s s s V m = ρ 绝大多数矿质土壤的ρs 在2.6g·cm -3~2.7 g·cm -3之间,常规工作中多取平均值2.65 g·cm -3。这一数值很接近砂质土壤中存在量丰富的石英的密度,各种铝硅酸盐粘粒矿物的密度也与此相近。土壤中氧化铁和各种重矿物含量多时则ρs 增高,有机质含量高时则ρs 降低。 文献中传统常用比重一词表示ρs ,其准确含义是指土粒的密度与标准大气压下4℃时水的密度之比又叫相对密度((d s =ρs ·ρw -1)。一般情况下,水的密度取1.0 g·cm -3,故比重在数值上与土粒密度ρs 相等,但量纲不同,现比重一词已废止。 测定原理 将已知质量的土样放入水中(或其他液体),排尽空气,求出由土壤置换出的液体的体积。以烘干土质量(105℃)除以求得的土壤固相体积,即得土粒密度。 仪器和设备 天平(感量0.001g );比重瓶(容积50mL );电热板;真空干燥器;真空泵;烘箱。 操作步骤 1、称取通过2mm 筛孔的风干土样约10g (精确至0.001g ),倾入50mL 的比重瓶内。另称10.0g 土样测定吸湿水含量,由此可求出倾入比重瓶内的烘干土样重m s 。 2、向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水,至瓶内容积约一半处,然后徐徐摇动比重瓶,驱逐土壤中的空气,使土样充分湿润,与水均匀混合。 3、将比重瓶放于砂盘,在电热板上加热,保持沸腾1h 。煮沸过程中经常要摇动比重瓶,驱逐土壤中的空气,使土样和水充分接触混合。注意,煮沸时温度不可过高,否则易造成土液溅出。 4、从砂盘上取下比重瓶,稍冷却,再把预先煮沸排除空气的蒸馏水加入比重瓶,至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬液澄清且温度稳定后,加满已经煮沸排除空气并冷却的蒸馏水。然后塞好瓶塞,使多余的水自瓶塞毛细管中溢出,用滤纸擦干后称重(精确到0.001g ),同时用温度计测定瓶内的水温t 1(准确到0.1℃),求得m bws1。 5、将比重瓶中的土液倾出,洗净比重瓶,注满冷却的无气水,测量瓶内水温t 2。加水至瓶口,塞上毛细管塞,擦干瓶外壁,称取t 2时的瓶、水合重(m bw2)。若每个比重瓶事先都经过校正,在测定时可省去此步骤,直接由t 1在比重瓶的校正曲线上求得t 1时这个比重瓶的瓶、水合重m bw1,否则要根据m bw2计算m bw1。

土壤学实验报告3

实验报告 课程名称: 土壤学实验 指导老师: 谢晓梅 成绩:__________________ 实验名称: 土壤有机质的测定 同组学生姓名: 金璐 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、实验材料与方法 四、实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析 七、讨论、心得 八、参考文献 一、实验目的和要求 1、了解土壤有机质测定对于农业生产的意义; 2、 掌握土壤有机质含量的测定方法。 二、实验内容和原理 1、实验内容:用稀释热法测定土壤有机质的含量。 2、实验原理: ①土壤有机质是指存在于土壤中的所以含碳有机物质,包括各种动植物残体,微生物及其分解和合成的各种有机物质(生命体和非生命体)。它是土壤的重要组成部分。并且土壤有机质的作用巨大,它是土壤肥力高低的一个重要指标,对生态环境中有机污染及全球碳平衡方面也有重要意义。 分析测定土壤有机质含量,包括部分分解很少的动植物残体、动植物残体的半分解产物及微生物代谢物和腐殖质类物质。并且不同土壤中有机质含量差异很大,低的不足0.5%,高的可达20-30%。其中,>20%称有机质土壤,<20%称矿质土壤。一般的,耕作土壤有机质含量<5%。 ②稀释热法是利用浓重铬酸钾迅速混合所产生的热来氧化有机质,剩余重铬酸钾用硫酸亚铁滴定,从所消耗的重铬酸钾量,计算有机碳的含量。但由于热量较低,对有机质的氧化程度较低,只有77%。 氧化过程: K 2Cr 2O 7 + C + H 2SO 4→K 2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + CO 2 + H 2O 橙色 绿色 滴定过程: K 2Cr 2O 7 + FeSO 4 + H 2SO 4→K 2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + Fe 2(SO 4)3 + H 2O 橙色 浅绿色 绿色 浅黄色 实验使用邻啡啰啉试剂作为指示剂,显示氧化还原状态。邻啡啰啉试剂与不同价态的铁形成不同颜色的络合物。 [(C 2H 8N 2)3Fe]3+?[(C 2H 8N 2)3Fe]2+ 淡蓝色 红色 滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主,滴定过程中渐现Cr 3+的绿色,快到终点时变为灰绿色,如果标准亚铁溶液过量半滴,即变成红色,说明终点已到。 三、实验材料与方法 1、实验材料

实验三 土壤水分含量的测定

实验三 土壤水分含量的测定 一、目的要求 土壤水分是土壤的重要组成部分,也是重要的土壤肥力因素。进行土壤水分的测定 有两个目的:一是了解田间土壤的水分状况,为土壤耕作、播种、合理排灌等提供依据; 二是在室内分析工作中,测定风干土的水分,把风干土重换算成烘干土重,可作为各项 分析结果的计算基础。 本实验要求掌握烘干法和酒精燃烧法测定土壤水分的原理和方法, 能较准确地测定 出土壤的水分含量。 二、仪器与试剂 天平(感量0.01g和0.001g)、烘箱、干燥器、称样皿、铝盒、量筒(10ml)、无 水酒精、滴管、玻棒等。 三、测定方法 测定土壤中水分含量的方法很多,常用的有烘干法和酒精燃烧法。烘干法是目前测 土壤水分的标准方法,其测定结果比较准确,适合于大批量样品的测定,但这种方法需 要时较长。酒精燃烧法测定土壤水分快但精确度较低,只适合田间速测。 (一)烘干法 1. 方法原理 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℃下烘至恒重,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。 2. 操作步骤 (1)取有盖的铝盒(或称样皿),洗净,放入干燥器中冷却至室温,然后再分析天 平上称重(W1),并注意标好号,以防弄错。 (2)用角匙取过1mm筛孔的风干土样4~5g(精确至0.001g),铺在铝盒中(或 称样皿中)进行称重(W2) (3)将铝盒盖打开,放入恒温箱中,在105±2℃的温度下烘6h左右。 (4)盖上铝盒盖子,将铝盒放入干燥器中20~30min,使其冷却至室温,取出称 重。 (5)打开铝盒盖子,放入恒温箱中,在105±2℃的温度下再烘2h,冷却,称重至 恒重(W3)。 3. 结果计算 以烘干土为基数计算土壤水分的百分含量(W%) 土壤水分含量= (W2- W3)/W3*100% 水分系数(x)=烘干土重/风干土重

土壤学实验报告(总共)

) 总共(土壤学实验报告 土壤学实验报告

2 1512040006 蒲家庆土壤学实验 学院:农业科学学院 专业:土地资源管理 年级:15级 班级:15级土管一班

学号:1512040006 姓名:蒲家庆 土壤学实验报告(实验一)填写日期:201604 教师评分教师签名 日期 实验课名称:土壤学实验 实验项目名称:土壤样品的采集与处理 学生班级:15级土地资源管理一班学生姓名:蒲家庆学号:1512040006 一、实验目的 通过土壤样品的采集、处理和全磷含量的分析测定,了解生态学和环境科学的研究中,实验样品的采集、处理和分析测定过程中的注意事项,掌握土壤样品的采集、处理和分析的一般流 3 1512040006 蒲家庆土壤学实验 程,领会控制测定精度的措施。 二、实验原理 土壤样品的采集是土壤分析工作中的

一个重要环节,是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确的一个先决条件。由于土壤特别是农业土壤的差异很大,采样误差要比分析误差大若干倍,因此必须十分重视采集具有代表性的样品。此外,应根据分析目的和要求采用不同的采样方法和处理方法。 三、仪器与药品 仪器:土钻、小土铲、米尺、布袋(盐碱土需用油布袋)、标签、铅笔、土筛、广口瓶、天平、胶塞(或圆木棍)、木板(或胶板)等。小土铲:任何情况下都可应用,但比较费工,多点混合采样,往往嫌它费工而不用它。管形土钻:下部系一圆形开口钢管,上部系柄架,根据工作需要可用不同管径的管形土钻。将土钻钻入土中,在一定土层深度处,取出一均匀土柱。管形土钻取土速度快,又少混杂,特别适用于大面积多点混合样品的采取。但它不太是用于沙性大的土壤,或干硬的粘重土壤。普通土钻:普通土钻使用起来也是比较方便的,但它一般只是用于湿润土壤,不适于很干的土壤,同样也不适用于砂土。另外普通土钻容易混

土壤含水量测量实验报告

土壤水分的测定实验 一、实验目的 1、了解土壤的实际含水情况,以便适时灌排,保证植物生长对水分的需求。 2、风干土样水分的测定,是各项分析结果计算的基础。土壤水分含量的多少,直接影响土壤的固、液、气三相比例,以及土壤的适耕性和植物的生长发育。 二、实验原理 土壤水分大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类。自由水是可供植物自由利用的有效水和多余水,可以通过土壤在空气中自然风干的方法从土壤中释放出来;吸湿水是土壤颗粒表面被分子张力所吸附的单分子水层,只有在105-110℃下才能摆脱土壤颗粒表面分子力的吸附,以气态的形式释放出来,由于土粒对水汽分子的这种吸附力高达成千上万个大气压,所以这层水分子是定向排列,而且排列紧密,水分不能自由移动,也没有溶解能力,属于无效水;而化学结合水因为参与了粘土矿物晶格的组成,所以是以OH-的形式存在的,要在600--700℃时才能脱离土粒的作用而释放出来。 土壤含水量的测定方法很多,如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等,其中烘干法是目前国际上土壤水分测定的标准方法,虽然需要采集土样,并且干燥时间较长但是因为它比较准确,且便于大批测定,故为常用的方法。 将土壤样品放在105℃±2℃的烘箱中烘至恒重,求出土壤失水重量占烘干重量的百分数。在此温度下,包括吸湿水(土粒表面从空气中吸取活动力强的水汽分子而成的一种水分)在内的所有水分烘掉,而一般土壤有机质不致分解。 三、实验器材 铝盒、烘箱、干燥器、天平、小铲子、小刀。 四、实验步骤 1、在室内将铝盒编号并称重,重量记为W0 。 2、用已知重量的铝盒在天平上称取欲测土样15—20克,称量铝盒与新鲜土壤样

试验五土壤容重比重和孔隙的测定

实验五 土壤容重、比重和孔隙的测定 土壤容重是指土壤在未破坏自然结构的情况下,单位体积的土壤重量(以克/立方厘米表示)。土壤容重的大小与土壤质地、结构、有机质含量和土壤紧实度等有关。土壤比重是指土壤固体部分的重量与在4℃时同体积的水重之比。土壤比重的大小与土壤的矿物组成、有机质含量以及母岩、毋质的特性等有关。利用土壤的比重和容重可以计算土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、三相比和孔隙比等项目。因此,它们是土壤物理性质重要测定项目和指标。 一、土壤容重的测定(环刀法) 1.方法原理。利用一定体积的环刀切割自然状态的土壤,使土壤充满环刀。烘干后称重、计算。 测定土壤容重的方法很多,如环刀法、蜡封法等。本次实验采用环刀法. 2.仪器设备。 (1)环刀(用无缝钢管制成,一端有刀口,便于压入土中(图14)。 (2)环刀托(上有两个小孔,在环刀采样时,空气由此排出)。 (3)削土小刀(刀口要平直)、小铁铲、木锤等。 (4)天平(感量 0.1克和 0.01克)。 3.操作步骤。 (1)测量并计算环刀之容积(A )(A =πr 2 h ,式中r 为环刀的内半径,h 为环刀高度),并称重(B ),准确至0.1克(记录环刀号码)。 (2)选择好土壤剖面后,按土壤剖面层次,自上至下用环刀在每层的中部采样,均衡地用力把环刀托垂直压入土中(土壤较硬,可用木锤轻轻敲打环刀托把),待整个环刀全部压入土中后停止下压。用铁铲把环刀周围土壤挖去,并使其下方留有一些多余的土壤,取出环刀,用削土刀刮去粘附在环刀壁上的土壤,并削平环刀两端的土面,使之适与刃口齐平。并在同一地点采土样约100克置于铝盒之中,带回测定土壤比重之用。 (3)用干布擦净粘附于环刀外面的土壤,称重(C ),并放入烘箱内在 105℃下烘6一8 小时,冷却后称重(D )。 测定表层土壤容重要做5个重复,底层做3个,测定表层土壤含水量要做3个重复,底层做2个。 4.结果计算。 土壤容重= A B D (克/立方厘米) 图14 环刀采样示意图

土壤容重的测定

土壤容重的测定 土壤容重是指土壤在未受到破坏的自然结构的情况下,单位体积中的重量,通常以克/厘米3 表示。土壤容重的大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关。砂土容重较大,粘土容重较小。一般腐殖质多的表层容重较小。耕作土壤中,耕层容重 一般为-1.3克厘米3,土层越深则容重越大,可达-1.6克厘米3 。沼泽土的潜育层容重可达 -1.9克厘米3 或更大。土壤容重不仅用于鉴定土壤颗粒间排列的紧实度,而且是计算土壤孔隙度和空气含量的必要数据。 测定土壤容重的方法很多,如环刀法、蜡封法、水银排开法等。环刀法是常用的方法之一。 实验原理: 利用一定容积的环刀切割未搅动的自然状态的土样,使土样充满其中,称量后计算单位体积的烘干土重量。本法适用于一般土壤,对坚硬和易碎的土壤不适用。 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G 0。 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G 1。将样品带回室内,放在 105℃烘箱内烘干至恒重,称量烘干土及铝盒重量,记为G 2。 测定土壤表层容重要做5个重复,底层做3个重复,测定表层土壤含水量要做3个重复,底层做2个重复。 结果计算 ?= (G1-G0)100 土壤容重(dv )V(100+W) 2r h π环刀容积(V )= 式中W 指土壤含水量(计算过程见土壤含水量) H 指环刀高度 R 指环刀有刃口一端的内半径 V 指环刀的容积 G 0指铝盒的重量 G 1指铝盒及湿土的重量 实验仪器及试剂: 环刀 铝盒 记号笔 削土小刀 小铁铲 托盘天平 烘箱 凡士林

土壤学实验报告第一组

土壤学实验 —河南理工大学土壤质量调查报告小组成员:刘宏伟、姜艳敏、江开晶、何炳衫、徐庭良、张春华、王恒、王鹏 摘要: 土壤学实习是土壤学教学中非常重要的一个环节,本次实习通过对河南理工 大学测绘学院周围的土地进行取样、测定,分别得出其容重、PH值、有机质含量、凋萎系数、体积含水量、总孔隙度、最大吸湿量,再通过分析数据得到所测 量土地的现状,从而为学校有关部门对校园土地进行规划、管理提供依据。通过 本次实习,从理论联系实际,使我们掌握对野外土壤的观察研究方法,也能更好 的把学习到的知识应用到实际。除此之外,在本次实习过程中,我们小组内成员 互帮互助,增进了彼此间的友谊,也加我们的强团队协作能力。总之,本次实习 不仅帮助我们获取相应的知识,还增强了我们的动手能力和团队协作能力。Abstract: The practice of soil science is a significant part of soil science teaching.In this practice,our group was decided to make a survey about the land which is surrounding the school of Geodesy and Geomatics,Henan Polytechnic University.And then we got a lot of data about soil volume-weight,PH,content of soil organic matter,wilting coefficient of soil,volumetric water content,total soil porosity and maximum hygroscopicity.From the data we can get some information about the status quo of land resources and help our school manage and plan the land.Besides, we put the theory and reality together in this practice,which help us grasp the method to make a survey about the soil and these experiences give us the chance to practice what we learn in the school in real business.In addition to this,the members of our group always help each other in this practice.Then it promotes friendship and strengthens teamwork ability between us.In a word,this practice not only helps us acquire knowledge,but also helps us strengthen operational ability and teamwork ability. 关键词: Key words: 土壤学实习The practice of soil science 河南理工大学测绘学院the school of Geodesy and Geomatics,Henan Polytechnic University 土地现 状the status quo of land 容重(soil)volume-weight 有机质含量content of soil organic matter 凋萎系数wilting coefficient of soil

土壤含水量测量方法

土壤含水量测量方法 ( 1 )称重法(Gravimetric) 也称烘干法,这是唯一可以直接测量土壤水分方法,也是目前国际上的标准方法。用土钻采取土样,用0.1g 精度的天平称取土样的重量,记作土样的湿重 M,在 105℃的烘箱内将土样烘 6~8 小时至恒重,然后测定烘干土样,记作土样的干重 Ms 土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质 量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100% ( 2 )张力计法(Tensiometer) 也称负压计法,它测量的是土壤水吸力测量原理如下: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(陶土头处)的吸力值,也即为忽略重力势后的基质势的值,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 ( 3 ) 电阻法(Electricalresistance) 多孔介质的导电能力是同它的含水量以及介电常数有关的,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 ( 4 ) 中子法(Neutronscattering) 中子法就是用中子仪测定土壤含水率中子仪的组成主要包括:一个快中子源,一个慢中子检测器,监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣,测试用硬管等。快中子源在土壤中不断地放射出穿透力很强的快中子,当它和氢原子核碰撞时,损失能量最大,转化为慢中子(热中子),热中子在介质中扩散的同时被介质吸收,所以在探头周围,很快的形成了持常密度的慢中子云

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