上篇 基础篇
　　第一章 土壤样品采集与制备
　　土壤样品采集是土壤学研究工作中最重要、最关键的环节之一，不当的样品采集方法可能会导致完全错误的结论。本章介绍土壤样品采集方法、采样点选取原则，以及样品的制备方法和注意事项等内容。
　　第一节 土壤样品的采集
　　土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松表层，也是人类活动最为频繁的圈层。土壤圈与自然地理中的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈紧密相连。准确地认识和掌握土壤主要的物理性质、化学性质和生物性质，不仅能加深对土壤形成过程和组成成分的认识，更能深刻地理解土壤圈物质循环及其与其他各圈层的相互作用关系。土壤样品采集是土壤学实验研究的关键环节。本节介绍土壤样品采集的相关方法和注意事项。
　　一、土壤样品采集的目的
　　当需要对某一区域或田块的土壤进行研究时，不可能对全部土壤进行分析。通常的做法是从该区域或田块选取合适的土壤采样点，采集具有代表性的土壤样品。所采集的土壤样品要能够最大限度地反映该区域或田块土壤的实际情况，也就是要具有代表性和科学性。不科学的土壤采样导致的误差要远远大于室内分析的误差，所以科学的土壤样品采集是土壤研究的关键。首先需要制定一个合理、科学的采样计划，这个计划必须包括(但不仅局限于)：采样目的、采样地点、采样时间、采样方法、采样步骤、室内处理步骤、保存方法等，以便于后续工作的开展和后人的查阅。
　　土壤样品采集的目的主要有以下4个。
　　1.检测土壤肥力
　　这是最常见的目的。通常来讲，就是不定期地对某个区域或田块的土壤肥力性质进行系统地测定，主要包括土壤中常量和微量的养分、酸碱性( pH)、有机质及一些相关的土壤物理性质等指标，使用这些指标能够初步评价土壤肥力状况，并提出相应的应对措施。这类采样一般集中于耕层(根系密集区)，也有少部分的深层土壤(如为了了解某些重要元素的供需或迁移情况)。这类土壤剖面样品的采集通常是按人为设定的固定层次进行，如0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm等，一般不严格按照土壤的发生层次划分采样深度。
　　2.土壤制图
　　这类研究必须严格按照土壤类型和土壤的发生层采集土壤剖面样品，分析的项目通常比较全面，包括化学性质、矿物性质、生物性质和物理性质。编制某个区域的土壤图，需要挖掘一系列的土壤剖面，从各发生层采集土壤样品，或用土钻获取某一层次的土壤样品，有时还需要采集原状土壤样品。这类研究的取样通常是一次性的。
　　3.某种法律或法规的仲裁需要
　　该类土壤样品采集的目的是确定某一特定区域或地块的土壤是否受到某种物质的污染，以及污染的程度和范围、污染物质来源等。这类采样需事先明确采样地点和采样点密度。一般来讲，只采集表层土壤样品，并且只分析特定目标物质的含量和性质。如果涉及的目标物质在土壤中有较大的移动性，则需要采集深层土壤样品。
　　4.安全性评价或其他
　　评价某一地区某种对人类健康或生态环境有潜在危险的物质的污染状况，需要对该地区进行土壤样品采集和分析。此外，还有为了明确未知地块现在和将来的使用前景，对其进行土壤样品采集和分析，如对绿色食品生产基地的审定。一般来讲，这类采样都需根据特定条件来制定采样计划，而且采样点通常比较多。
　　二、土壤样品采集应注意的原则
　　土壤样品采集是土壤分析工作中关键的一环，所采集的土壤样品应尽可能地反映其代表区域或田块的实际情况。应注意以下两个原则：
　　(1)时空变异性原则。土壤既具有水平方向和垂直方向上的空间变异性，又具有季节和年际间的时间变异性。要基于研究目标，确定恰当的采样方法。在确定采样方法时，应事先了解目标区域或田块的变异可能，主要包括自然变异和人为变异。自然变异主要是由土壤成土过程造成的，如一个土壤剖面不同层次间的变异；人为变异主要是由土壤耕作、施肥等田间管理措施造成的，如集中施用肥料时所造成的某些施肥点或条带。在一些地区，平整土地造成底土裸露，土壤性质会在很短的水平距离内有巨大的变异，给采集“代表性”土样造成巨大困难。
　　(2)样品代表性原则。一个土壤样品只能代表一种土壤条件，由两个差异极大的土壤样品混合而成的混合样品，其所得到的分析结果并不能简单地代表两种情况下土壤性质的“平均值”。在这种情况下，必须分开采样。
　　三、土壤样品采集的类型与方法
　　(一)土壤样品采集的类型根据不同的研究目的，土壤样品的采集一般可以分为以下几种类型(图1.1)。
　　图1.1土壤样品
　　1.扰动型土壤样品采集
　　不要求保持土壤的原有结构，适用于大部分土壤测定项目。
　　2.原状土壤样品采集
　　这类样品采样的方法和工具都要求能最大限度地保持土壤的原有结构，主要适用于对土壤物理(如土壤容重)、生物等性质及某些特定化学性质(如氧化还原性质)的测定。通常将采集的样品置于铝盒中，避免其受到挤压变形，并带回室内进行处理。
　　3.土壤剖面样品采集
　　一般按土壤发生层次采集土壤剖面样品，也有按等距离分层的采样方法，如0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm等。在挖好的土壤剖面上分层次自下而上依次采集每层土壤样品，以免上层样品对下层样品的混杂污染。土壤剖面样品可以是扰动型样品，也可以是原状土样。而对于每一种土壤类型，至少需要挖掘3个重复剖面，各重复剖面的同一层次样品不得混合，每个样品一般不应少于0.5kg，采集的土壤样品分层装入事先做好标签(注明采样地点、采样层次、采样时间、采样人等信息)的土壤样品袋中，运回室内进行处理。由于土壤剖面挖掘工作量大，且破坏性较大，所以，除非必要，否则应尽量减少挖掘剖面采样，尤其是在长期的
　　田间试验小区采样，通常采用土钻钻取土壤剖面样品。
　　(二)土壤样品采集的方法
　　1.单点样品采集方法
　　每个样品只采一个点，包括扰动型土壤样品、原状土壤样品和土壤剖面样品。
　　2.混合样品采集方法
　　每个样品由多个相邻近采样点的样品混合而成，只适用于采集扰动型土壤样品，大部分测定项目都是采用此类样品。混合样品的采集方法、采样点的数目和分布，应根据目标区域或田块的形状、大小、土壤肥力状况、研究目的不同而有所不同。通常按照“随机、等量、多点混合”的原则进行耕作层土壤(0～15 cm或0～20 cm)或一定深度(随栽培植物的根系深度而定)土壤的多点取样。
　　(1)混合样品采集需要注意以下几点：①每个采样点取土的体积和上下厚度应该一致，并事先估计采样总量，以估算每个采样点的采土量。②每个采样区内的采样点不能太少。③尤其要注意，土壤混合后不能对样品的代表性有任何影响。
　　(2)混合采样法采样点数量的确定。混合采样法可以大大减少分析量和分析成
　　本，并较准确地获得采样区所研究的土壤性质的平均值。一般来讲，有足够多的采样点数量才能使混合样品的误差降到最低。一个采样区要设置多少采样点才能满足精度的要求呢？这取决于所研究的土壤性质的变异程度和要达到的精度，通常用以下公式计算混合采样法需要的采样点数量。如果同一样品要测定多项指标，则整体上需要的采样点数量取决于需要最大采样点数的指标。
　　式中，n为需要的采样点数； t为在设定的自由度和概率条件下的 t值(查 t表获得)；
　　S2为方差，S2=(R/4)2(R为全距，即研究区内所研究的土壤性质的最大值与最小值之间的差距)； D为研究者希望所研究的土壤性质围绕平均值的变异范围。

目录
“地理科学专业土壤学课程系列教材”前言
前言
上篇 基础篇
第一章 土壤样品采集与制备 3
第一节 土壤样品的采集 3
一、土壤样品采集的目的 3
二、土壤样品采集应注意的原则 4
三、土壤样品采集的类型与方法 5
四、土壤采样点选取原则 8
五、土壤采样的时间和工具 9
六、其他注意事项 11
第二节 土壤样品的制备与储存 13
一、土壤样品制备的目的 13
二、土壤样品的干燥 14
三、土壤样品的研磨和过筛 14
四、土壤样品的储存 15
第二章 土壤含水量测定 17
第一节 土壤质量含水量 17
一、实验目的 17
二、测定方法与原理 17
三、实验仪器、器皿和试剂 18
四、操作步骤 18
五、结果计算 19
六、注意事项 20
七、实验案例 20
第二节 土壤田间持水量 22
一、实验目的 22
二、测定方法与原理 22
三、环刀法测定土壤田间持水量 23
四、围框淹灌仪器法 25
五、实验案例 28
第三章 土壤孔隙度和质地分析 29
第一节 土粒密度 29
一、实验目的 29
二、测定方法与原理 29
三、实验仪器、器皿和试剂 30
四、操作步骤 30
五、结果计算 31
六、注意事项 32
七、土粒密度的影响因素 32
第二节 土壤容重 33
一、实验目的 33
二、测定方法与原理 34
三、实验仪器、器皿和试剂 34
四、操作步骤 35
五、结果计算 35
六、注意事项 36
七、实验案例 37
第三节 土壤孔隙度 37
一、实验目的 38
二、测定方法与原理 38
三、注意事项 38
四、计算实例 39
五、实验案例 39
第四节 土壤颗粒组成分析 40
一、实验目的 40
二、测定方法与原理 40
三、实验仪器、器皿和试剂 42
四、操作步骤 43
五、计算过程 45
六、注意事项 48
七、实验案例 49
第四章 土壤电化学性质分析 50
第一节 土壤酸碱性的测定 50
一、实验目的 50
二、测定方法与原理 50
三、实验仪器和试剂 51
四、操作步骤 52
五、注意事项 53
六、实验案例 53
第二节 土壤氧化还原电位的测定 54
一、实验目的 55
二、测定方法与原理 55
三、实验仪器和试剂 55
四、操作步骤 57
五、结果计算 58
六、注意事项 58
七、实验案例 58
第三节 土壤阳离子交换量的测定 59
一、实验目的 59
二、测定方法与原理 59
三、实验仪器和试剂 60
四、操作步骤 61
五、结果计算 62
六、注意事项 62
七、实验案例 63
第五章 土壤有机质和氮含量测定 65
第一节 土壤有机质含量 65
一、实验目的 65
二、测定方法与原理 65
三、实验仪器、器皿和试剂 67
四、操作步骤 67
五、结果计算 68
六、注意事项 68
七、实验案例 69
第二节 土壤全氮分析 70
一、实验目的 70
二、测定方法与原理 70
三、实验仪器、器皿和试剂 71
四、操作步骤 72
五、结果计算 74
六、注意事项 75
七、实验案例 75
第三节 土壤水解性氮测定 76
一、实验目的 76
二、测定方法与原理 76
三、实验仪器、器皿和试剂 77
四、操作步骤 78
五、结果计算 79
六、注意事项 79
七、实验案例 79
第四节 土壤铵态氮测定 80
一、实验目的 81
二、测定方法与原理 81
三、实验仪器、器皿和试剂 81
四、操作步骤 82
五、结果计算 83
六、注意事项 83
七、实验案例 83
第五节 土壤硝态氮和亚硝态氮测定 84
一、实验目的 84
二、测定方法与原理 85
三、实验仪器、器皿和试剂 85
四、操作步骤 87
五、结果计算 88
六、注意事项 88
七、亚硝态氮浓度测定 88
八、实验案例 89
下篇 拓 展 篇
第六章 土壤水势和水分特征曲线测定 93
第一节 土水势的测定 93
一、实验目的 93
二、测定方法与原理 93
三、实验仪器与设备 95
四、操作步骤 95
五、结果计算 96
六、注意事项 97
七、土水势定量表示与单位换算 97
第二节 土壤水分特征曲线 98
一、实验目的 99
二、测定方法与原理 99
三、实验设备与装置 99
四、操作步骤 100
五、结果计算 101
六、注意事项 102
七、实验案例 102
第七章 土壤有机质组分测定 105
第一节 土壤有机质的化学分组 105
一、实验目的 105
二、测定方法与原理 105
三、实验仪器、器皿和试剂 106
四、操作步骤 106
五、注意事项 107
六、实验案例 107
第二节 土壤有机质的物理分组 108
一、实验目的 109
二、测定方法与原理 109
三、实验仪器和试剂 109
四、操作步骤 109
五、注意事项 110
六、实验案例 110
第八章 土壤磷和钾分析方法 112
第一节 土壤全磷分析方法 112
一、实验目的 112
二、测定方法与原理 112
三、实验仪器、器皿和试剂 113
四、操作步骤 113
五、结果计算 114
六、注意事项 115
七、实验案例 115
第二节 土壤有机磷分析方法 116
一、实验目的 117
二、测定方法与原理 117
三、实验仪器、器皿和试剂 117
四、操作步骤 117
五、结果计算 118
六、注意事项 118
第三节 土壤有效磷测定 119
一、实验目的 119
二、测定方法与原理 119
三、实验仪器、器皿和试剂 120
四、操作步骤 120
五、结果计算 121
六、注意事项 121
七、实验案例 122
第四节 土壤全钾测定 123
一、实验目的 123
二、测定方法与原理 123
三、实验仪器、器皿和试剂 124
四、操作步骤 124
五、结果计算 124
六、注意事项 125
七、实验案例 125
第五节 土壤速效钾测定 126
一、实验目的 126
二、测定方法与原理 127
三、实验仪器、器皿和试剂 127
四、操作步骤 128
五、结果计算 128
六、注意事项 128
七、实验案例 128
第九章 土壤微生物性质测定 130
第一节 土壤微生物生物量的测定 130
一、实验目的 131
二、测定方法与原理 131
三、实验仪器和试剂 132
四、操作步骤 135
五、结果计算 136
六、注意事项 137
七、实验案例 138
第二节 土壤微生物数量的测定 139
一、实验目的 139
二、测定方法与原理 139
三、实验仪器、器皿和试剂 139
四、操作步骤 140
五、结果计算 143
六、注意事项 144
七、实验案例 144
第三节 土壤微生物的PCR 检测 144
一、实验目的 145
二、测定方法与原理 145
三、实验仪器、器皿和试剂 146
四、操作步骤 148
五、结果计算 150
六、注意事项 150
七、实验案例 151
第十章 土壤-大气温室气体交换通量测定 152
一、实验目的 152
二、测定方法与原理 152
三、实验仪器、器皿和试剂 153
四、操作步骤 155
五、结果计算 160
六、注意事项 164
七、实验案例 165
主要参考文献 167