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实验二
土壤含水量的测定(烘干法、酒精燃烧法)

一、风干土样吸湿水含量的测定

(一)实验目的

风干土样仍保持有一定的水分,其数量由大气的相对湿度和土壤组成决定。土样的各项分析测定结果都要以无水的干土为计算基础,即以占烘干土质量的百分数表示,而不以风干土为计算基础,因为风干土的含水量因土壤组成不同而差异很大,难以相互比较。因此,分析测定的土样,必须测定其吸湿水含量。

土壤中的吸湿水含量测定是在 105℃ ~ 110℃的温度下,将土壤中的水汽化去除,使土壤成为无水的干土。如温度过高,虽然所需时间短,但会使土壤中的某些成分(如有机质和碳酸盐等)挥发掉,使结果偏高;温度过低,则难以除净吸湿水。

(二)仪器、工具

铁锨、花铲、折尺、土钻、土袋、标签、牛皮纸、台秤、镊子、表面皿、广口瓶、橡皮垫、木棒、分析天平、小铝盒、称量皿、坩埚钳、烘箱、干燥器。

(三)测定方法及步骤

在分析天平上称取风干土样(5 g ~ 10 g)两份,分别放入已知质量的小铝盒或称量皿中,称量时将盖子盖上;放入烘箱内,将盖打开斜放在旁边或盒底。调节烘箱温度至 105℃ ~110℃,连续烘烤 8 h (烘烤期间不要随意打开烘箱,以免影响烘箱内温度,使土壤产生吸湿现象,影响最后的实验结果)。8 h后打开烘箱,用坩埚钳将盖子盖好,迅速放入干燥器内冷却,至室温后称重。然后再打开盖,重新放入烘箱内,继续烘烤 2 h,取出→冷却→称重。两次称重达到恒重(即两次称重相差不超过 0. 003 g)即可;如未达恒重,则需反复烘烤,直至恒重。然后按最后一次称重,计算其吸湿水含量(占干土重的百分数,准确至小数点后两位)。

二、土壤自然含水量的测定

(一)实验目的

土壤墒情用来表示土壤水分含量状况,是土壤肥力因素之一。土壤墒情好坏不仅影响土壤的物理、化学和生物化学的变化过程,而且直接影响土壤肥力、耕作性状和作物的生长发育。因此,需要及时进行土壤墒情监测,了解土壤水分含量和补给状况,以便采取相应措施调节土壤墒情,满足作物生长的要求。

(二)土壤含水量的测定——烘干法

1.测定方法要点

将从田间取回的土样,置于 105℃ ±2℃的烘箱中烘至恒重,求出土壤失水质量占烘干土样质量的百分数。

2.主要仪器

土钻、小刀、铝盒、台秤、恒温干燥箱、干燥器(内盛无水CaCl 2 或变色硅胶)。

3.操作步骤

在田间用土钻钻取有代表性的土样,用小刀刮去钻中浮土,挖取土钻中部土样 20 g左右,迅速装入已知质量( W 1 )的铝盒(直径 45 mm,高 30 mm)中,盖好盒盖,装入木箱(注意铝盒不可倒置,以免样品撒落),带回室内,在天平上称重( W 2 ),每个样品至少重复测 3 份。将打开盖子的铝盒(盖子放在铝盒旁侧)放在 105℃ ±2℃的恒温干燥箱中烘 6h后,盖好盖子,置铝盒于干燥器中 30min左右,冷却至室温,称重。如无干燥器,亦可将盖好的铝盒放在磁盘中,待到不太烫手时称重。然后打开盒盖再烘3h,冷却,称重( W 3 )。土样含水量高时,前后两次称重相差不得超过 0. 05 g;含水量中等或低时(或砂土),不得大于 0. 03 g。土壤含水量测定记录见表 2-1。

表 2-1 土壤含水量测定记录

单位: g

4.结果计算

式中, W 1 ——铝盒质量(g);

W 2 ——铝盒+湿土样品质量(g);

W 3 ——铝盒+烘干土样品质量(g)。

最后,根据测定结果,结合实际,判断土壤墒情是否适耕、适播,或根据作物发育阶段和表层土壤(0 cm~20 cm)、底层土壤(21 cm~50 cm)、深层土壤(51 cm~100 cm)墒的含量与补给情况,以确定调节墒情的措施。土壤水分含量测定记录见表 2-2。

表 2-2 土壤水分含量测定记录

注:①在砂土地区如遇到因土干、土钻取不出土样时,在表层 20 ~ 30cm处也可以先用土铲或铁锨直接挖穴分层取土,然后在原穴上用土钻取 20~ 30cm以下的土样;

②在钻孔中要防止杂土混入,每钻都要除去混入的杂土;

③同一取样深度内如有两种质地,应分别记录取样;

④在缺乏电源和烘箱设备时,也可以用其他方法代替,如酒精灼烧法、铁锅炒干法等,可以因地制宜,就地取材,但对精确度则有一定影响。

(三)酒精燃烧法

1.方法原理

利用酒精和水能相互溶解以及酒精易燃烧的特点,加酒精于供试土样中,使其中所含水分浸出,而后利用酒精燃烧作用及燃烧所产生的热来蒸发它。根据烧前的土样质量及燃烧后所损失的质量计算土壤水分含量。

2.测定步骤

(1)称取湿土 10~15 g,放入已知质量的蒸发皿中(准确至 0. 01 g)。注意勿将大的植物根、石砾等杂物混入。

(2)用滴管滴入酒精,充分湿润土壤,直至蒸发皿中呈现自由液面为止。将蒸发皿底轻轻在桌上敲击 1 min (砂土 15 s即可)。

(3)点燃酒精,待土面发白后,用玻璃棒徐徐搅拌,燃烧至火焰熄灭(将粘附在玻璃棒上的土粒仔细刮回皿中)。

(4)冷却 1 min后,重新滴入酒精,点燃,重复 2 ~ 3 次。最后一次火焰熄灭后,稍冷却,立即称重。

3.结果计算

式中, W 1 ——铝盒质量(g);

W 2 ——铝盒+湿土样品质量(g);

W 3 ——铝盒+烘干土样品质量(g)。

作业思考题:

1.为什么要测定吸湿水?测定原理和方法是什么?

2.吸湿水包括哪几种水分形态?计算当地土壤吸湿水含量。

3.根据测定数据计算自然土壤含水量。

4.根据土壤含水量分析土壤墒情对土壤耕作、播种及作物生长是否适宜? Yh8z96mvpQLZvFyKZOzlV4UPQPBj1CF5DAM2gbUGLqLkA+BrZjPeXK5nBVz5MpKd

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