第一篇：环境土壤学实验教案
《环境土壤学》实验教案
实验一 土壤样品采集及处理
一、实验目的
土壤样品的采集与制备是土壤分析工作中的一个重要环节。实验方法直接影响分析结果的准确性及应用价值，因此，必须按科学的方法进行采样和制备。通过实验，重点使学生初
步掌握耕层土壤混合样品的采集和制备方法。
二、实验仪器
小铁铲、布袋（或塑料袋）、标签、铅笔、尺子、锤子、镊子、土壤筛（18目、60目）、广口瓶、研钵、盛土盘等。
三、实验步骤
（一）样品采集：根据不同的研究目的，有不同的采样方法。
1．研究土壤肥土
（1）采取混合样品
采样时须按一定的采样路线进行。采样点的分布应做到“均匀”和“随机”；布点的形式以蛇形最好，在地块面积小，地势平坦，肥力均匀的情况下，可采用对角线或棋盘式采样路线，如图示1-1。采样点要避免地埂边、路旁、沟边、挖方、填方及堆肥等特殊地方；采样点的数目一般应根据采样区域大小和土壤肥力差异情况，酌情采集5～20个点。
（2）采样方法
采样点确定后，刮去2～3mm的表土，用土钻或小铁铲垂直入土15～20cm左右。每点的取土深度、质量应尽量一致，将采集的土样集中在盛土盘中，初略选去石砾、虫壳、根系等物质，混合均匀，采用四分法，除去多余的土，直至所需要数量为止，一般每个混合土样的质量约1kg左右。
图1-1土壤采样布点路线
1.对角线布点法
2.棋盘式布点法 3.蛇形布点法
（3）采样时间 如果土壤测定是为了解决随时出现的问题，应随时采样；是为了摸清土壤养分变化和作物生长规律，即按作物生育期定期采样；为了制定施肥计划而进行土壤测定时，在作物收获前后或施基肥前进行采样；若要了解施肥效果，则在作物生长期间，施肥前
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后进行采样。
（4）装袋与填写标签 所采土样装入布袋中，填写标签两份，一份贴在布袋外，一份放入布袋内，标签应写明采样地点、深度、样品编号、日期、采样人、土样名称等。同时将此内容登记在专门的记载本上备查。
2．研究土壤形成发育
在野外先确定区域地形及具体剖面位置，在草图上注明采集位置，在样品袋内写明野外条件：如地形、位置、利用情况、研究目的等。
采样时应分层取样，不得混合，各层采样深度与每个层段深度不一致，采样只选择其中最典型的部分，一般取0-10cm，不取过渡层，过渡层只作野外研究，不作化学分析。采样由下到上，这样可避免采取上层土样时，土块落下干扰下层。每个样品(每层)需采1 kg。特别注意采样深度记载按实际采样深度记，如：土壤剖面的耕作层是0—30 cm，采样部位实际上是5—15cm，记载以后者为准。
研究土壤发育剖面样品，不能在同一类型土壤与性质相近或相同的土壤上采取土样进行混合，只能每个剖面样品独立单独采取，独立分析，以免使土壤的差异在混合的过程中遇到掩盖。
3．研究土壤与植物的关系
即作物营养诊断。每采一个植株样品，同时取该植株的根际土壤。为更好地反应土壤与作物的关系，应在采样后马上分析，不宜久置，大面积采样，应当由多点样品(约l kg)混合，用四分法取得均匀样品约100g左右，小区取样，最后取50g左右。
4．研究土壤障碍因素的取样
大面积毒质危害应多点采样混合，应取根附近的土壤；局部毒质危害，可根据植株生长情况，按好、中、差分别进行土壤与植株样品同时采取。
（二）土壤样品的制备
1.风干剔杂
除速效养分、还原物质的测定需用新鲜样品外，其余均采用风干土样，以抑制微生物活动和化学变化，便于长期保存。
风干土样的处理方法：将新鲜土样铺平放在木板上或光滑的厚纸上，厚约2~3cm，放置在阴凉、通气、清洁的室内风干。严禁暴晒或受到酸、碱气体等物质的污染，应随时翻动，捏碎大土块，剔除根茎叶、虫体、新生物、侵入体等，经过5~7d后可达风干要求。
2.磨细过筛
将风干后的土样平铺在木板上，用木棒碾碎，边磨边筛，直到全部通过1mm（18目）为止。石砾和石块切勿弄碎，必须筛去，少量可弃去，多量时，应称其质量，计算其百分含量。过筛后土样经充分混匀后，用四分法分成两份，一份供pH、速效养分等测定，另一份继续仔细挑弃残存的植物根等有机体，然后磨细至全部通过0.25nm（60目）筛孔，又按四分法取出50g左右供有机质、全氮测定之用。
3.装瓶贮存
过筛后的两份土样分别混合后，分别装入具有磨口塞的广口瓶中，内外各附标签一张，标签上写明土壤样品编号、采集地点、土壤名称、深度、筛孔号、采集人及日期等。在保存期间应避免日光、高温、潮湿及酸碱气体的影响和污染，有效期一年。
四、数据处理
根据土样处理结果，计算土壤砾石百分率。
砾石含量(%)=砾石重量100%
土壤总重量
五、思考题
土壤样品的采集与制备在土壤分析工作中有什么意义？
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实验二 土壤水分及pH的测定
一、实验目的
土壤酸碱度使土壤的重要化学性质，它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性，从而影响土壤肥力状况和作物生长发育。土壤酸碱性与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系，因此，测定土壤pH具有十分重要的意义。
通过实验明确测定土壤酸性的意义和原理，初步掌握测定方法，掌握烘干法和酒精燃烧法测定土壤水分的原理和方法。
二、实验原理
1.烘干法原理
在105℃的温度下吸湿水蒸发，而结构水不会破坏，土壤有机质也不被分解。因此，将土壤样品置于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.酒精燃烧法原理
利用酒精在土样中燃烧释放出的热量，使土壤水分蒸发干燥，通过燃烧前后的质量之差，计算出土壤含水量的百分数。酒精燃烧在火焰熄灭前几秒钟，即火焰下降时，土温才迅速上升到180~200℃。然后温度很快降至85~90℃，再缓慢冷却。由于高温阶段时间短，样品中有机质及盐类损失很少。故此法测定土壤水分含量有一定的参考价值。
3.pH测定原理 用水浸液或盐浸液提取土壤洪水溶性或待换性氢离子，再用指示电极（玻璃电极）和另一参比电极（甘汞电极）测定该浸出液的电位差。由于参比电极的电位是固定，因而电位差的大小取决于试液中的氢离子活度。在酸度剂上可直接读出pH。
三、仪器与试剂
1.仪器
分析天平（感量0.001g）、烘箱、干燥器、铝盒、量筒、无水酒精、滴管、玻棒、酸度计、烧杯（50ml）、量筒（25ml）、天平（感量0.1g）、洗瓶、磁力搅拌器等。2.试剂配制
（1）pH4.01标准缓冲液 称取经105℃烘干2～3h苯二甲酸氢钾（分析纯）10.21g，用蒸馏水溶解后定容至1000ml，即为pH4.01，浓度0.05mol/L的苯二甲酸氢钾溶液。（2）pH6.87标准缓冲液 称取经120℃烘干的磷酸二氢钾（分析纯）3.39g和无水磷酸氢二钠（分析纯）3.53g，用蒸馏水溶解后，定容至1000ml。
（3）pH9.18标准缓冲液 称3.80g硼砂（分析纯）溶于无二氧化碳的蒸馏水中，定容至1000ml，此溶液的pH容易变化，应注意保存。
（4）1mol/L氯化钾溶液 称取化学纯氯化钾74.6g，溶于400ml蒸馏水中，用10%氢氧化钾和盐酸调节pH至6.0左右，定容至1000ml。
四、实验步骤
（一）烘干法操作步骤
（1）取有盖的铝盒，洗净，放入干燥器中冷却至室温，称重（W1），并注意贴好标签，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8h左右。
（4）盖上铝盒盖子，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）。
（二）酒精燃烧法操作步骤
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称取土样5g左右（精确度0.01g），放入已知质量的铝盒中。向铝盒中滴加酒精，浸没土面为止，振摇使土样均匀分布于铝盒中。将铝盒放在石棉铁丝网或木板上，点燃酒精，在即将燃烧完时用玻璃棒轻轻翻动土样，以助其燃烧。待火焰熄灭，样品冷却后，再滴加2ml酒精，进行第二次燃烧，再冷却，称重。一般情况下，要经过3~4次燃烧后，土样才达到恒重。
（三）pH测定操作步骤
1.土壤水浸提液pH测定 称取通过1mm筛孔的风干土样5.0g于50ml烧杯中，用量筒加入无二氧化碳蒸馏水25ml，在磁力搅拌器（或玻璃棒）剧烈搅拌1～2min，使土体充分分散。放置0.5h，待测。
仪器校正：把电极插入与土壤浸提液pH接近的缓冲液中，使标准溶液的pH值与仪器标度上的pH值一致。然后移出电极，用水冲洗、滤纸吸干后插入另一标准缓冲溶液中，检查仪器的读数。最后移出电极，用水冲洗、滤纸吸干后待用。
测定：把电极小心插入待测液中，并轻轻摇动，使溶液与电极密切接触，待读数稳定后，记录待测液的pH值。每个样品测完后，立即用水冲洗电极，并用滤纸将水吸干再测定下一个样品。每测定5～6个样品后用pH标准缓冲溶液重新校正仪器。
2.土壤的氯化钾盐渍提掖pH的测定 对于酸性土，当水浸提液的pH低于7时，用浸提液测定才有意义。测定方法除1mol/L氯化钾溶液代替无二氧化碳蒸馏水外，其余操作步骤与水浸提液相同。
五.数据处理
以烘干土为基数计算土壤水分得百分含量（W%）
土壤水分含量=
W3W1风干土重烘干土重100%=100%
烘干土重W2W1烘干土重W3W1=
风干土重W2W1水分系数（x）=风干土重换算成烘干土重为：
烘干土重=风干土重x=
风干土重
1土壤含水量烘干土重（%）六.思考题
土样烘干时，如果温度低于105℃或高于110℃，实验结果会怎样？为什么？
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实验三
土壤比重、容重及孔隙度的测定
一、实验目的
通过实验，要求学生掌握土壤容重的测定和计算方法；了解容量和孔隙度之间的关系；利用土壤容重数据进行必要的计算和换算。
二、实验原理
土壤容重的测定常用环刀法。环刀是一种特制的圆形钢筒，筒的一端锋利，另一端套有环盖，便于压筒入土，筒的容积约100cm2测定时将环刀垂直压入土壤，切割自然状态的土体，并使其所切的土体尽量与环刀的体积相等，然后将土壤烘干称土重量，计算单位体积的烘干土重量，以求土壤的容量。
三、实验仪器
天平、环刀、恒温干燥器、削土刀、小铁铲、铝盒、酒精、草纸、剪刀、滤纸等。
四、实验步骤
1.检查环刀和环刀托是否配套，并记下环刀的编号，称重（准确至0.1g），同时，将事先洗净、烘干的铝盒称重、贴上标签；带上环刀、铝盒、削土刀、小铁铲到田间取样。
2.在田间选择有代表性的地点，将环刀托套安在环刀无刃口的一端，把环刀垂直压入土中，至环刀全部充满土为止（注意保持土样的自然状态）。
3.用铁铲将环刀周围的土壤挖去，在环刀下方切断，取出环刀，使环刀两端均留有多余的土壤。
4.擦去环刀周围的土，并用小刀细心的沿环刀边缘削去两端多余的土壤，使土壤与环刀容积相同，盖上环刀盖，立即称重
5.在田间进行环刀取样的同时，再同曾采样处取20g左右的土样放入已知重量的铝盒中，用酒精燃烧法测定土壤含水量（或直接从称重后的环刀内取出20g土，测定土壤水分含量）。
五、数据处理
1.土壤容重
土壤容重（d,g/cm3）=（M-G）100
V(100W）
式中：M——环刀及湿土重（g）；
G——环刀重（g）；
V——环刀容积(cm3)W——土壤含水量（%）；
此法测定应不少于三次重复，允许绝对误差＜0.03g/ cm3，取算数平均值。2.土壤孔隙的计算
土壤容量土壤总孔隙度（P1）=(1-)×100%
土壤密度式中：土壤密度采用密度值2.65g/ cm3；
土壤毛管孔隙度（P2）%=土壤田间持水量（水量%）×土壤容重。土壤非毛管孔隙度（P3）%= P1-P2
六、思考题
1、土壤中大、小孔隙比例对土壤的水分、空气状况有什么影响？
2、为什么不同质地的土壤，其容重和总孔度不同。
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实验四 土壤有机质的测定
一、实验目的
土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，它直接影响着土壤的保肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况等因素。对培肥、改土有一定的指导意义。
通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。能比较准确地测出土壤有机质含量。
二、实验原理
在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准FeSO4滴定，由所消耗的硫酸亚铁量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下：
2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O
K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→K2SO4+ Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O 用Fe2+滴定剩余的K2Cr2O7时，以邻啡罗啉（C2H8N2）为指示剂，在滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr3+），至接近终点时变为灰绿色。当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。
三、实验仪器与试剂
1.仪器用具
硬质试管、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计、分析天平、酸式滴定管、移液管、漏斗，三角瓶、量筒、草纸、洗瓶、试管夹。
2.试剂配制
（1）.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液 称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到1 L，摇匀备用。
（2）.0.2mol/L硫酸亚铁或硫酸亚铁铵溶液 称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol/L H2SO41.5ml，用蒸馏水定容到1 L备用。
（3）.硫酸亚铁溶液的标定 准确吸取3份0.1333mol/L K2Cr2O7标准溶液各5.0ml于250ml三角瓶中，各加5ml6mol/L H2SO4和15ml蒸馏水，加入邻啡罗啉指示剂3~5滴，摇匀，然后用0.2mol/LFeSO4溶液滴定至棕红色为止，其浓度计算为：
c=
60.13335.0
V式中：c——表示硫酸亚铁溶液摩尔浓度（mol/L）；
V——滴定用去硫酸亚铁的体积（mol）；
6——6mol FeSO4与1mol K2Cr2O7完全反应的摩尔系数比值。
（4）.邻啡罗啉指示剂
称取化学纯硫酸亚铁0.659g和分析纯邻啡罗啉1.485g溶于100ml蒸馏水中，贮于棕色瓶中。
（5）.石蜡
（固体）或磷酸或植物油2.5kg。
（6）.6mol/L硫酸溶液
在两体积水中加入一体积浓硫酸。（7）.浓H2SO
4化学纯，密度1.84。
四、实验步骤
1.准确称取过60目筛的风干土样0.1000~0.5000g（程量多少依有机含量而定），放入清洁干燥硬质试管中，用移液管准确加入0.1333mol/L重铬酸钾溶液5.00ml，再用量筒加入浓硫酸5ml，小心摇匀。
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2.将试管插入铁丝笼内，放入预先加热至185~190℃间的油浴锅中，此时温度控制在170~180℃之间，自试管内大量出现气泡时开始计时，保持溶液沸腾5 min，取出铁丝笼，待试管稍冷却后，用草纸擦拭干净试管外部油液，冷却。
3.经冷却后，将试管内容物洗入250ml的三角瓶中，使溶液的总体积达60~80 ml，加入邻啡罗啉指示剂3~5滴摇匀。
4.用标准的硫酸亚铁溶液滴定，溶液颜色由橙色（或黄绿色）经绿色、灰绿色变到棕红色即为终点。
5.在滴定样品的同时，同时做两个空白试验。取其平均值，空白试验用石英砂或灼烧的土代替土样，其余操作相同。
五、数据处理
有机质=c（v0-v)0.0031.7241.1100%
风干样重水分系数式中：c——表示硫酸亚铁消耗摩尔浓度（mol/L）； V0——空白试验消耗得硫酸亚铁溶液的体积（ml）； V——滴定待测土样消耗的硫酸亚铁的体积（ml）； 0.003——1/4mmol碳的克数；
1.724——由土壤有机碳换算成有机质的换算系数； 1.1——校正系数（用此法氧化率为90%）。
六、注意事项
1.土壤有机质含量为7%—15%时，可称取0.1000g；2%—4%时可称取0.3000g；少于2%时的，称取0.5000g以上。
2.消煮时计时要准确，因为对分析结果的准确有较大的影响。
3.对含氮化物多的土壤样品，应加入0.1mol/L左右的硫酸银，以消除氯化物的干扰。4.测定水稻土时，磨细样品风干十余天，使还原性物质充分氧化后，再测定。
5.烧煮完毕后，溶液的颜色为橙黄色或黄绿色。若是以绿色为主，说明重铬酸钾用量不足，在滴定时，消耗硫酸亚铁量小于空白1/3时，均应重做，没有氧化完全。
6.土壤样品中存留植物根、茎、叶等有机物时，必须用尖头镊子挑选干净。
7.油浴时，最好选用磷酸代替植物油，他易于洗涤，污染少，同时，也便于观察。
七、土壤有机质含量参考指标
土壤有机质含量（%）
丰缺程度
≤1.5
极低 1.5-2.5
低 2.5-3.5
中 3.5-5.0
高
>5
极高
八、思考题
1、重铬酸钾容量法测定土壤有 质的原理是什么?
2、测定土壤有机质时，加入K2CrO7和 H2SO4 的作用是什么?
第二篇：土壤学教案
绪论
主要教学目标
主要要求学生掌握有关土壤和土壤肥力的基本概念，并通过对土壤特征的了解，能正确认识肥力各要素之间的关系。主要内容
第一节 土壤和土壤学的概念 第二节 土壤肥力 第三节 土壤的特征
第四节 土壤在农林生产中的重要意义 第五节 学习土壤学的目的
讲解内容
第一节 土壤和土壤学的概念
一、“土”与“壤”的区别
1、古代对“土”字和“壤”字的解释 “土”：
汉代郑玄“万物自生焉则曰土” 许慎《说文解字》“土者，地之吐生物者也”
就是说有土就有植物生长，有植物生长的地方叫做土。“壤”：
许慎“壤，柔土也，无块曰壤” 即壤是柔软而疏松的土，没有大块。郑玄：“以人所耕而树艺焉则曰壤”
树艺：是指栽培植物
也就是说 土经过人们耕作后，就变成了壤。
2、对字型的看法
“土”字中的“二”象地之上，地之中，上一横代表表土，下一横代表底土，“|”是植物的地上部和地下部，另外也表示植物从土中生长出来，直立向上的形态。
“壤”是土字的右边加一个“襄”（Xiang），意思是“助”，助的意思是人工培育。
所以壤是人类劳动的产物，土变成壤由外力协助完成。
3、“土”与“壤”可相互转化
土壤作为一个词是在汉代以后出现的，主要凡指各种泥土。对“土”和“壤”并没有严格的区分。土壤一词在古代并无科学解释。只有到了近代，人们把土壤作为研究对象时，才赋予了科学的含义。
二、土壤的概念
1、土壤的概念
出发点不同，定义也不同。
岩石风化的地质学观点认为：土壤是破碎了的陈旧的岩石。
从数学的角度出发，认为：土壤=岩石+外界环境（风吹，日晒，雨打等）。从生态学的角度出发，认为土壤是陆地植物生长的自然介质。
从物质——能量的角度来认识土壤，认为土壤能生长植物，是土壤内在物质和能量通过植物转化的外在表现，凡是具有这种物质和能量生物转化形式的地表物质，就称为土壤。
在农林方面应用较多的，是从生物经济学的角度出发。
前苏联土壤学家威廉斯提出：土壤是地球陆地上能够生产植物收获物的疏松表层。这个概念强调：土壤的基本形态是陆地表面的疏松层；以能否生产植物收获物作为土壤标志性的重要特征。
那么道路、楼顶、水泥地面能否称之为土壤？
2、森林土壤
森林土壤：是在森林植被下发育的土壤，是供给森林植物生活物质的基质。相对草原植被、荒漠植被下发育的土壤而言的，他的三个特有的成土因素：森林凋落物，林木根系，依赖现有森林生存的特有生物。使得森林土壤有农业土壤、草原土壤有区别。
3、林业土壤
林业土壤：相对农业土壤而言，是营林范围内的土壤所涉及的土壤。包括有林地区和无林地区的土壤。
4、园林土壤：根据利用情况，园林栽培土壤可分为三种类型：
城市绿地土壤： 生长园林植物绿化地块的土壤，如：公园，苗圃，街道绿地，行道树及一些专业绿地（居民小区等）。特点是自然土壤层次紊乱，外来侵入体多，物理性状差，人为践踏，有机质缺乏，市政管道设施多。
温室土壤： 玻璃和塑料大棚土壤。由于温度高，蒸发量大，容易造成表层土壤盐分聚集，常采取除去表层土壤的办法，或进行洗盐，深耕，调整施肥等。
盆栽土壤 花卉盆栽或盆景栽培时用土壤，由于根系生长受到限制，要求水肥气热。
三、土地的概念
1、概念：土地是气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等自然要素组成的自然综合体和人类过去和现在生产劳动的产物。
用数学表示为：L（土地）=[C（气候）+G（基础地质）+T（地形）+H（水文）+S（土壤）+V（植被）+M（人类的经济活动）]
2、层次：土地是一个垂直系统，可分为三个表层：地上层、地表层和地下层。它包括地形、土壤、植被的全部，以及影响它的地表水、浅层地下水、表层岩石和作用于地表的气候条件。从立体空间来看，土地上层可到达大气对流层的下部，下层可到地壳一定深度的风化壳。
3、土地资源：是指在一定技术条件和一定时间内，可为人类利用的土地。在一定程度上可以将土地与土地资源同等看待。
土壤是土地资源的重要组成要素，土壤的理化性质及生产能力直接影响甚至决定着土地资源的特性
四、土壤学的概念
1、概念：
土壤学就是研究土壤性状、土壤发生、土壤分类和分布的科学，并且也是研究土壤调查、利用和改良的科学。
2：任务：
最主要的任务是研究土壤肥力发生演变的规律，在此基础上因土制宜地采取提高土壤肥力的有效措施，为培育高产、稳产土壤以及改良低产土壤提供科学依据。
其次是研究土壤的各种物理、化学和生物学属性，了解各种属性与植物生长发育和各种人为生产措施的关系，采取各种具体措施，为各种植物创造一个丰产优质的土壤条件，最终使有限的土壤资源永远成为人类用之不竭的生产资料和财富。
第二节 土壤肥力
一、土壤肥力
植物能够在土壤上生长，其中一个最重要的原因就是土壤具有肥力。土壤肥力是土壤本质的属性。有关土壤肥力的概念也很多。
一些西方土壤学者认为，土壤肥力是土壤供给养料的能力。
1、目前应用较多的是由中国科学院南京土壤研究所提出的：
土壤肥力是土壤为植物的生长供应和协调营养条件和环境条件的能力。
营养条件：土壤水分和养分
环境条件：土壤温度、空气、水分
土壤水既是营养条件，又是环境条件。为什么？
从这一概念可以看出，土壤肥力决定于水、肥、气、热等肥力因素的综合作用，而不是某些孤立的因素。1883年Hellriegel利用沙耕土所进行的大麦生长和土壤含水量关系的试验说明，土壤含水量逐渐增加，每单位水量所产的干物质逐渐降低，超过适量以后产量便急剧下降。这适宜于任何单因子的试验。而BoЛЬНЬ在研究水分问题上重复了Hellriegel的试验。但在结合了肥料、光照等因素，得出的结论是：在水分、肥料和光照的配合下，作物的产量是逐步上升的。因此土壤肥力高低不是某一孤立因素决定的，而是综合作用的结果。目前对肥力的认识，还停留在一般概念上，缺少具体的科学数据加以深入的论证。
2、从物质和能量的角度出发，认为：
土壤肥力是土壤内在的、可被植物利用和转化的物质和能量。土壤肥力的高低取决于土壤内在物质和能量的存在状况以及被植物利用和转化的程度。
二、土壤肥力的生态相对性
土壤肥沃或不肥沃是相对的，因为不同植物对土壤的要求是不同的。
土壤肥力的生态相对性：生态上不同的植物，他们所要求的土壤生态条件是不同的。某种肥沃或不肥沃的土壤只是针对某种（或某些生态要求上相同）植物而言的，而不是针对任何植物的。
在林业生产中，就应当根据林木对土壤的生态要求，把他们种在适宜的土壤上，即林业上的“适地适树”。
三、衡量土壤肥力高低的指标
采用植物的干物质重；
采用上层林木的平均树高；
采用土壤肥力因子。
采用经济林木的平均产量。第三节 土壤的特征
一、土壤是在五种因素下形成的。
岩石、气候、地形、生物和时间。生物在土壤形成中具有特别重要的意义，只有在地球上出现生物，尤其是出现绿色植物后，土壤的形成才具备了产生的条件。
在地质历史上所产生的土壤，至今还在陆地表面存在，这部分土壤常称为古土壤或风化壳。现在一般常见的、广泛分布的土壤，是在现代气候条件下形成的。
二、土壤是一个三相系统
固体由土壤矿物质、土壤有机质和土壤生物组成，其中土壤矿物质约占土壤固相体积的45%～50%。
液体：包括土壤水分以及溶解于水的矿物质和有机质
气相：包括各种气体。气体和液体存在于固体颗粒间的孔隙中。孔隙的体积约占整个体积的50%～55%。
三、土壤是一个多分散系统
土壤中包含着固体土粒、土壤溶液和土壤溶液，三者组成一个复杂的“多元分散系”。一般情况下，土粒是分散相，土壤溶液和土壤空气是分散介质。在土粒中有很多个大小很不相同的颗粒。大颗粒，为几毫米、几厘米甚至几十厘米。小颗粒用微米表示。如胶体颗粒均小于0.001mm。这个地方的颗粒是指经过物理分散或化学分散后所得到的颗粒，与我们日常见到的土块不同。
四、土壤具有巨大的比表面积
比表面积就是可以与气体或液体相接触的面积。在相同的体积内，颗粒越小，比表面积越大。土壤中有大量的粘土矿物，它们的比表面积很大，如1g高岭石的比表面积为30平方米，1g蒙脱石的比表面积为800平方米。在一般情况下，一公顷土壤深25厘米厚的表层土壤内，比表面积可达一万平方公里。
五、土壤是一个生态系统
土壤中有生物，如林木的根系、动物、微生物。他们与生态环境因子如光、温度、水分、养分等相互作用，构成了土壤生态系统。
土壤与土壤母质的区别就在于土壤中有生物存在和活动。
六、土壤的空间位置
土壤在地壳上位于岩石圈的最表层，但土壤并不属于岩石圈，是独立的自然体，自成一圈即土壤圈。实际上土壤圈位于岩石圈、大气圈、生物圈和水圈的交界范围内。
七、土壤中进行着物质和能量的转移和转化过程
土壤内部以及土壤与外界环境因素之间进行着物质和能量的转移和转化过程。
如营养元素的循环，植物从土壤中获取营养物质，经过生长发育构成植物体；随着植物的凋谢和死亡，植物残体归还到土壤经微生物分解形成能被植物重新利用的营养元素。
土壤温度的动态变化，是土壤与大气进行不断转换的过程。
八、土壤具有一定的层次构造
在森林土壤中，表层有腐殖质聚积，用A表示。A层中的物质随渗透水下移，在土层中部沉淀聚积起来，形成淀积层，用B表示。B层下部为风化的母质层或岩石风化层，用C表示。第四节 土壤在农林生产中的重要意义
一、土壤是农林生产的基本生产资料
农林生产的植物产品，是供给人类和动物赖以生存的物质和能量的最根本的源泉。世界上一切陆生植物均以土壤为生产基地。植物生产必须依靠土壤供给各种矿物质。土壤生产出的各种物质，不仅是人类生存的生活资料，而且也是养殖业的物质基础。
二、土壤耕作是农林生产中的重要环节
农林生产根据物质和能量的转化可划分为三个不可分割的环节，这些环节都和土壤有密切的关系。
第一个环节就是种植业。主要生产各种木本和草本植物。但人类利用的各种产品只是一小部分。
第二个环节就是养殖业或称动物生产。就是将第一环节中人类不能利用的产品作为饲料喂养家禽家畜。另外一部分动植物残体和粪肥通过土壤耕作归还到土壤中。
第三环节就是土壤微生物把各种动植物残体分解，结合化肥的施用，补充土壤养分，使农业生产延续不断。
可以说，植物是牲畜的粮食，植物和动物是人类的粮食，人畜的排泄物又成为植物的粮食。营养物质和能量只有通过土壤耕作这个环节才能持续不断。
三、土壤是林业生产的基础
促使林木种子丰产和培育壮苗，必须采用土壤耕作、施肥和灌溉等各项措施。在造林生产过程中，必须准确地掌握土壤的宜林性质，作到适地适树。要使苗木造林后快速生产，在经济条件允许的情况下，也需用各种人为措施。第五节 学习土壤学的目的
一、土壤学的地位
土壤学是林业专业的专业基础课。
二、课程特点
内容涉及面十分广泛，需要记忆的基本知识较多，但难度并不很大。只要努力学习，学好土壤学是比较容易的。
三、学习土壤学的目的
主要解决林业生产中有关土壤利用、和改良的问题。
应用土壤学知识去解决造林工作中的土壤问题，是一个重要任务。
四、应达到的要求
鉴别主要的岩石种类； 识别土壤母质的类型； 独立进行土壤调查；
系统分析土壤物理、化学和生物学性质之间的关系； 掌握主要土壤类型的分布和基本性质以及利用和改良； 掌握林木施肥的基本理论和肥料的施用方法； 掌握土壤常规分析方法。
重点内容：掌握土壤和土壤肥力的基本概念以及土壤的特征。难点内容：土壤肥力概念的理解；土壤与土地的区别。复习思考题：
一、名词解释：
1、土壤；
2、土壤肥力；
3、土壤肥力的生态相对性；
4、森林土壤；
5、林业土壤
二、土壤与土地有什么区别？
三、怎样才能充分利用土壤的肥力？
四、土壤具有哪些特征？
第三篇：土壤学综合性实验教学改革
土壤学综合性实验教学改革 农业基础科学论文
作者：朱林 来源：本站原创 发布时间：2011年03月08日 点击数： 12
5摘要分析传统的土壤学实验教学中存在的问题，提出开展综合设计性实验改革措施，包括改革实验教学内容、优化实验模式、调整实验方式等方面内容，以为培养学生的创新能力与科研能力提供参考。
关键词土壤学；综合性实验；
在长期的传统教学模式中，由于受重理论、轻实践思想的影响，学生动手能力差已成为当前高校教学中的普遍现象。而通过开展综合性实验，能锻炼学生对所学知识的综合应用能力，培养学生分析和解决复杂问题、处理数据以及查阅中外文献资料的能力[1]。针对传统实验教学存在的不足，安徽农业大学从2007年起进行了实践，加大综合性、设计性实验的比例，进行了实验教学改革，开设了新时期学生创新素质培养的新平台。其中，通过土壤学综合性实验教学改革，对提高土壤学课程在各专业中的教学质量具有一定的促进作用，现介绍如下。
1土壤学综合性实验教学现状与问题
目前，安徽农业大学农业资源与环境、农学、烟草、草业、林学、园艺教育、设施园艺、园林、茶学、生态等十余个专业均开设了土壤学课程，作为该课程的实践性环节，各专业实验课对开设内容有一定侧重。其中，仅农业资源与环境专业课时为30学时，其他专业均为10学时。在土壤学课程教学过程中主要存在以下问题。
1.1实验类型单一，内容相互联系性较差
传统土壤学实验课大多属于验证性实验[2]。在实验内容上，只注重巩固学生课程基础知识的验证，以关注教学结果为主。学生仅以完成某个实验项目为目的，既不能站在全局的高度综合考虑问题，无法将每个实验取得的结果相互联系，也没有将已经取得的实验结果与其他学科知识相联系，以致无法综合考虑实际生产生活的问题，使课程与实际生产脱节。
1.2教学手段单一，基本上是教师讲授为主体的“灌输式”教学模式
传通的教学手段单一，以灌输为主的教学始终占据主导地位，教学过程枯燥乏味，学生不能发挥学习的主动性。学生进入实验室看到的是已准备好的实验药品与器材，在实验过程中，往往只是进行简单的机械重复性操作，缺乏积极的思维和创新，也没有探索的方向和目标，甚至有的学生在实验过程中不动手，只作旁观者，在编制实验报告时也有抄袭现象，在实验过程中发现问题和独立解决问题的机会很少。这种单一的实验教学模式，缺乏对学生独立思考能力、丰富想象力、独立动手能力以及知识综合运用能力和创新能力的培养。
1.3实验课时少，很难达到教学目的，学生对实验课不重视
土壤学实验要求学生学习和掌握土壤学的基本实验方法、常用科学仪器的基本原理和操
作技术，从而达到培养学生的动手能力、思维能力和使学生具有综合知识的目的。因此，大部分专业依靠10个学时的实验课则很难达到教学目的。同时，单
一、千篇一律的验证性实验模式，降低了学生的学习热情，学生只要去上实验课，按老师讲的去做，就能完成实验、得到学分，没有压力，进而导致学生对实验课的不重视。
2土壤学综合性实验改革措施
2.1增加实验项目类型，完善实验教学体系
目前，安徽农业大学在实验方式上多是在固定的时间和地点统一组织实验教学，对于农学等十余个专业的众多学生，由于实验资源不足、实验课时太少，暂时还没有开设综合性实验。对资源与环境专业的综合性实验改革尝试中，在不改变原来教学计划和学时的基础上，对以往开设的实验项目进行整合、重新设计，保留部分以基础训练为主的验证性实验，把土壤容重测定、土壤孔隙度测定、土壤自然含水量测定、土壤毛管持水量测定整合为1个实验，并通过计算了解土壤三相比，使学生对土壤的基本物质组成及三相关系有综合性的了解；调整了以往由于考虑课程体系组成，设在土壤农化分析中的土壤阳离子交换量的测定内容，将其并入此次实验改革中，尝试在学生掌握分析样品的采集和制备、土壤机械组成与质地测定、土壤pH值和潜性酸的测定等基本实验的基础上，开设土壤吸收性能差异比较分析试验，让学生观察我国南北方不同土壤类型和不同离子及分子的吸附情况。同时，开设设计性实验——土壤腐殖质分离及主要性状差异比较分析。
学生参与整个实验的过程包括供试土壤材料的选择、课程内容的组合、具体实验项目时间的安排等环节。为完成综合实验，学生还需查阅一定量的相关文献资料，与指导教师共同分析、探讨初步方案的意义、理论与实践的可行性，根据实验室现有仪器、设备满足情况等制定实验方案，组织实验过程，完成实验操作，讨论实验结果和编写实验报告，由此提高了学生的科学思维能力，加强了学生实验设计能力，通过对实验的合理、综合性设计与分析，体现出知识的相关性，直观地验证了理论知识要点，加深了学生的印象，并提高了学习效果。另外，通过学生的自主参与，提高了其动手能力，学习兴趣也大大加强。
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2.2改变教师的主体地位，实现学生自主实验模式
在综合性实验教学过程中，需要转变思想观念，树立以学生为中心、为主体的理念；充分重视学生的需求，尊重学生的学习兴趣和特长，使学生能充分地参与教学；提高学生的主动性、积极性，有意识地锻炼学生的专业意识和团队协作能力。在实验课教学中，改变以“灌输式”为主的教学模式，以“启发式”教学模式为主，改封闭式思维为发散思维[3]。由教师利用多媒体教学设备、教学软件将实验教学内容（特别是实验操作过程中的重点、难点、实验现象及危险过程的注意事项等）在课堂上讲解，为学生的独立动手操作预先指导。教师更加注重掌握学生课前对实验项目的了解程度，有针对性地安排实验，实现教师的角色由讲授、演示向指导、监督方向转变。教师的作用可以形象归纳为“教学搭桥”，在学生独立操作与在指导下进行操作之间架起“桥梁”，可以从认知示范、在学生遭遇困难时给予提示，以帮助学生诊断错误并及时调整。
2.3采取灵活多样的实验方式，优化实验效果
针对实验课时少这一问题，同一实验室将所有验证性实验仪器分类摆好，实现了在同一实验室、同一时间进行不同土壤学基础实验内容的循环式实验方式。对于综合性实验，笔者借鉴指导大学生科技创新基金（SRF）的经验，由指导教师结合课题研究选择成熟的题目[4]，在教师的指导和监督下，学生进行了“沼液施肥肥效及环境容量研究SRF”、“喷施硒肥对植物富硒效果的研究SRF”等研究项目，不再集中做实验。由资源与环境学院基础实验中心实验室提供实验场地和仪器设备，学生根据自己的空闲时间和实验室开放时间安排，随到随做实验，取得了较好的效果。通过把有限的课堂教学时间交给学生自由安排，充分发挥其主动性和创造力。将实验课时间变得灵活机动，使学生积极主动完成实验，实验兴趣也由此加强。
3小结
综上所述，在土壤学综合性实验教学改革中，有以下几点要注意：一是综合性实验的开展中，要求学生独立开展实验，需要开放实验室，对教师和实验技术人员的业务素质和水平也提出了更高的要求。要结合管理体制和分配机制的改革，优化结构，调整和加强实验教学队伍，建立相对稳定的指导教师队伍。二是综合设计性实验较传统实验自由度大，要求教师掌握好平衡点。给学生一定的自由度，充分发挥其聪明才智，并在实验设计前、实验关键时期了解其实验进度给予建议或提示。三是教师应通过情感交流，分享学生成功的喜悦、失败的教训，并从学生课题设计的科学性和创造性、实际操作能力、面对实际操作过程中出现问题的分析解决能力、小组团队的合作能力及在团队中的实际参与度等各方面对其实验能力作出评价，应充分肯定其努力成果，增强学生对综合性实验的学习信心，推进学生综合素质的培养。
4参考文献论文发表
[1] 张起祥.综合性、设计性实验研究[J].黑龙江高教研究，2008，166（2）：165-166.[2] 王金发.探索研究性教学——用心授课[J].中国高等教育，2004（9）：20-21.[3] 李天安，傅英姿.学生自主实验教学模式探索[J].西南师范大学学报：自然科学版，2002
第四篇：环境微生物实验教案
实验一显微镜使用与细菌染色法
一、实验目的
1．学习掌握显微镜的结构、功能和使用方法。2．学习掌握细菌简单染色和革兰氏染色方法。
二、显微镜的结构与功能 1．显微镜的结构
显微镜有机械装置和光学系统两大部分组成。机械装置主要作用是使光学系统，紧固在一个光轴直线上，而且可精确地调节各光学系统部件之间的距离，使显微镜产
生清晰的物象。其组成包括：①镜座和镜臂；②镜筒；③物镜转换器；④载物台；⑤调焦装置（粗调节器和细调节器）。光学系统使显微镜最主要地部分，起分辨和放大目的物地作用。其组成包括：①目镜；②物镜；③集光器；④反光镜；⑤光源（自然光源和电光源）。
光学显微镜基本结构：
1.照明灯(Lamp)2.聚光器(Condenser)3.载物台和切片夹(Mechanical stage and specimenretainer)4.推进器(Mechanicalstage adjustment knob)5.物镜(Objectives)6.粗细螺旋(Course andfine focus knob)7.目镜(Oculars)8.照相机等接口(Connection to camera, etc.)2．显微镜的成像原理
标本得到足够的照明由标本反射或折射出的光线经物镜进入使光轴与水平面倾 斜45 度的棱镜，在目镜的焦平面上，即在目镜的视场光阑处，成放大的侧光实像，该实像在经目镜的接目透镜放大成虚像，所以人们看到的实虚像。3．分辨力与数值孔径
显微镜的光学技术参数包括：数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆 盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好，它们之间是相互联系又相互制约的，在使用时，应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系，但应以保证分辨率为准。1． 数值孔径
数值孔径（又称开口率numerical aperture 简写NA）是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的大小，分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。数值孔径是光线投射到物镜上的最大开口角度一半的正弦，乘上标本与物镜间介质的折射率的乘积。用公式表示如下：NA=nsinu/2 成正比，与焦点的距离成反比。显微镜观察时，若想增大NA 值，孔径角是无法增大的，唯一的办法是增大介质的折射率n 值。基于这一原理，就产生了水浸物镜和油浸物镜，因介质的折射率n 值大于1，NA 值就能大于1。2． 分辨率
显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。其计算公式 是σ = λ/NA 式中σ 为最小分辨距离；λ 为光线的波长；NA 为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA 值与照明光源的波长两个因素决定。NA 值越大，照明光线波长越短，则σ 值越小，分辨率就越高。要提高分辨率，即减小σ 值，可采取以下措施
（1）降低波长λ 值，使用短波长光源。（2）增大介质n 值以提高NA 值（NA=nsinu/2）。（3）增大孔径角u 值以提高NA 值。（4）增加明暗反差。3． 放大率和有效放大率
由于经过物镜和目镜的两次放大，所以显微镜总的放大率应该是物镜放大率和目 镜放大率的乘积。显然，和放大镜相比，显微镜可以具有高得多的放大率，并且通过调换不同放大率的物镜和目镜，能够方便地改变显微镜的放大率。放大率也是显微镜的重要参数，但也不能盲目相信放大率越高越好。显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。4．镜头的识别
低倍、高倍和油镜接物镜的识别方法，可直接读它上面刻的倍数，简便方法是低 倍镜较短，高倍镜较长，油镜更长且上面刻有黑圈。使用时一定要识别清楚，不可认错，否则在转换物镜时会碰压镜头，损坏物镜的危险。放大倍数越高的接物镜它的焦距越小，工作距离也越小，因此油镜观察时镜头和玻片极为接近，使用时应该注意。
三、实验方法
1．用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）作简单染色： 涂片→干燥→固定→染色→镜检
（1）涂片：在玻片中央滴一滴蒸馏水，然后取菌少许，洗入蒸馏水滴中，做成薄薄一层。
（2）干燥：细菌涂片一般应让他自然风干。有时为使它干得快些，可以把涂片小心在酒精灯火焰上微微加热烘干。
（3）固定：细菌涂片常用火焰固定法。即将涂片不快不慢地在火焰上通过2-3 次，菌体受热固着于玻片上。
（4）染色：细菌简单染色常用石炭酸复红或草酸铵结晶紫为染色剂。在已固定的涂片上加一大滴石炭酸复红染色液，使盖住整个涂抹面，静置染色1 分钟。（5）水洗：染色完毕用自来水把玻片上的染色液冲洗干净。
（6）镜检：将染色片晾干，或用吸水纸把多余的水吸去晾干，再用显微镜观察。2．用大肠杆菌(E.coli)和金色葡萄球菌(staphylococcua aureus)作革兰氏染色: 染色方法的要点及原理：先用结晶紫染色，再加碘液固定，酒精处理后用番红复 染。革兰氏阳性菌呈紫色，革兰氏阴性菌呈红色。
染色的具体步骤：涂片→固定→初染→媒染→脱色→复染→镜检（1）取菌按常法涂片、干燥、固定。（2）草酸铵结晶紫染色1 分钟。（3）充分水洗后加碘液处理1 分钟。
（4）水洗后酒精脱色15-20 秒。（用酒精连续滴洗，至不溶出颜色为止）。（5）水洗后加番红染色1 分钟。
（6）充分水洗，吸去余水后晾干，镜检。
四、作业
1．画出你在油镜下观察到的细菌形态并注明放大倍数？ 2．在染色中，固定一步起何作用？酒精脱色一步为何是关键？ 3．用油镜观察应注意哪些问题？滴加香柏油起什么作用？ 4．油镜使用完后应如何处理？
实验二放线菌与霉菌形态观察
一、实验目的
1．学习掌握插片法和水浸片法观察放线菌和霉菌的方法。2．学习掌握低倍镜和高倍镜观察丝状菌体的技能。
二、实验内容
1．用插片法观察绘图放线菌的形态并注意“三丝”分化。将灭菌的盖玻片斜插在涂布放线菌孢子的培养基的平板上，一半露在外面，恒温培养后在培养基表面和盖玻片上部都有放线菌生长，小心取出盖玻片，放在干净的载玻片上，在显微镜下直接观察。
2．用水浸片法观察：青霉（Penicillium.sp）、曲霉（Aspergillus.sp）的形态和分生孢子。根霉（Rhigopus.sp）的假根和孢囊孢子。梨头霉（Absidia.sp）的接合孢子，木霉（Trichederma.sp）的形态，注意分枝形态。
霉菌菌丝一般可从培养体上直接调取，作成水浸片。具体方法：在清洁载玻片中央，加蒸馏水一滴，用解针挑取少量菌丝放入水滴中，这时两手各持针一支，将菌丝分开，不使缠结成团。挑开菌丝后，轻轻加上盖玻片，注意不要产生气泡，先用低倍镜后用高倍镜观察。
三、作业
1．绘图、记录南昌链霉菌、青霉、木霉、曲霉和根霉的形态。2．绘图、记录梨头霉的接合孢子形态。3．用水浸片法观察丝状真菌应注意哪些事项？
实验三污水环境细菌运动性与原生动物、藻类的形态观察
一、实验目的
1．学习掌握用悬滴法观察细菌运动性的方法和技术。2．学习掌握用水浸片法观察原生动物和藻类的形态。
二、实验内容
1．用悬滴法观察污水中细菌的运动性，注意运动方向。2．用水浸片法观察原生动物的形态、运动性并注意分类。（1）鞭毛虫类（Flagellata）：绿眼虫、波豆虫（2）肉足虫类（Sarcoclina）：变形虫、太阳虫
（3）纤毛虫（Ciliata）：草虫、肾形虫、钟虫、豆形虫、漫游虫等 3．用水浸片法观察藻类的形态、种类并注意分类。（1）绿藻：空球藻属（Fudoria）珊藻属（Scendesmus）鼓藻属（Cosmarium）小球藻属（Chlorella）盘星藻属（Pediastrum）
（2）裸藻：眼虫藻属（Euglena）（3）硅藻：舟形藻属（Navicula）直链藻属（Melosira）平板藻属（Tabellaria）
三、作业
1．绘图记录细菌的运动方向，悬滴法观察应注意哪些事项？ 2．绘图记录原生动物、藻类的形态、种类和名称。
实验四 微生物的大小测定与数量的测定
一、实验目的
1．学习了解测微尺的结构，掌握测定微生物大小的方法。2．观察酵母菌的形态，掌握鉴别死活酵母菌的方法。
3．学习了解血球计数板的结构，掌握微生物数量测定的方法。
二、实验内容
1．在低倍镜和高倍镜下求出目镜测微尺的校正值。（1）目镜测微尺和镜台测微尺
目镜测微尺是一块圆形玻片，在玻片的中央刻有一小尺，它是在5 毫米内作50 等分刻制的，每一等份为0.1 毫米。另一规格是5 毫米作100 等分，每等分为0.05 毫米。镜台测微尺是刻在载玻片中央的小尺，它是在1 毫米内作100 等分刻成的，每等分10 微米。
（2）目镜测微尺校正的方法
将镜台测微尺上面的透镜片取下，把目镜测微尺放在光阑上，刻度朝下。把镜台 测微尺置于载物台上，用低倍物镜检视，使测微尺位于视野中央。注意区分视野内两把尺哪个是目镜测微尺，哪个是镜台测微尺。利用推进器或转动目镜使两尺的第一条线（0 线）互相重合，然后找出另一条重合线。如重合线较多选取距0 线最远的重合线。记下两条重合线之间两尺的刻度，依公式算出目镜测微尺的校正值。目镜测微尺校正值（每刻度微米数）= 两重叠刻度间镜台测微尺格数×10 两重叠刻度间目镜测微尺格数
2．用美兰水浸片法观察酿酒酵母（saccharomyces cerevisiac）的形态，注意出芽繁殖
和死活酵母菌的染色形态，并测量大小。3．用血球板计算黑曲霉孢子的数量。（1）血球计数板
利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常见的微生物计总数的方法。因为计 数板载片和盖片间的容积一定，所以可以根据显微镜下观察到的微生物数目来计算单位体积内微生物总数。血球计数板是一只特制载玻片。载片上有两个方格网，每一方 格网共分九个大方格，其中间的一个大方格用来做微生物计数，所以又称为计数室。计数室的刻度一般有两种，一种是每个大方格分成16 个中方格，每中方格又分成25个小方格。另一种是一个大方格分25 个中方格，每个中方格又分成16 个小方格，不论哪一种，一个大方格，都等分成（25×16 或16×25）400 个小方格。因为每个大方格边长为1 毫米，载片与盖片间距离为0.1 毫米，所以每个计数室（1 个大方格）体积为0.1 立方毫米。测出每个中方格菌数，就可以算出一个大方格的菌数，由此推算出1 毫升菌液内所含的菌数。一个大方格是16 个中方格时，应当数4 角4 个中方格（即100 个小方格）的菌数，一个大方格是25 个中方格时，除取4 角4 个中方格外，还要数中央一个中方格（即为80 个小方格）的菌数。计算公式如下： 16×25 计数板：
总菌数/ml= ×400×10000×稀释倍数=每个小方格内菌数×4×106×稀释倍数 25×16 计数板：
总菌数/ml= ×400×10000×稀释倍数=每小方格内菌数×4×106×稀释倍数（2）血球计数板计数方法
①视待测菌悬液浓度，加无菌水适当稀释，以每小格的菌数可数为度。②取洁净的血球计数板一块，在计数区上盖上一块盖玻片。
③将黑曲霉孢子悬液摇匀，用滴管吸取少许，从计数板中间平台两侧的沟槽内沿盖玻片的下边缘摘入一小滴（不宜过多），让菌悬液利用液体的表面张力充满计数区，勿使气泡产生，并用吸水纸吸去沟槽中流出的多余菌悬液。也可以将菌悬液直接滴加在计数区上，不要使计数区两边平台沾上菌悬液，以免加盖盖玻片后，造成计数区深度的升高。然后加盖盖玻片（勿使产生气泡）。
④静置片刻，将血球计数板置载物台上夹稳，先在低倍镜下找到计数区后，再转换高倍镜观察并计数。由于生活细胞的折光率和水的折光率相近，观察时应减弱光照的强度。
⑤计数时若计数区是由16 个大方格组成，按对角线方位，数左上、左下、右上、右下的4 个大方格（即100 小格）的菌数。如果是25 个大方格组成的计数区，除数上述四个大方格外，还需数中央l 个大方格的菌数（即80 个小格）。如菌体位于大方格的双线上，计数时则数上线不数下线，数左线不数右线，以减少误差。
⑥测数完毕，取下盖玻片，用水将血球计数板冲洗干净，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度。洗净后自行晾干或用吹风机吹干，放入盒内保存。
三、作业
1．测量酵母菌的大小（高倍镜）： 菌名 宽（目镜格数）长（目镜格数）平均
2．在不改变目镜和目尺，而改变物镜来测定同一酵母菌时，其结果是否相同，为什么？
3．根据你的操作，用血球计数板计数的误差主要来自哪些方面？应如何尽量减少误差，力求准确？
实验五 培养基的制备与灭菌
一、实验目的
1．学习掌握培养基的制备原理与方法。2．学习掌握玻璃器皿的包扎与灭菌方法。
3．学习掌握高压蒸汽灭菌，干热灭菌的原理与方法。
二、实验内容 1．玻璃器皿的包扎
（1）每4-5 人为一组包扎：直径9 厘米培养皿3 包，每包6 皿，1ml 吸管2 支，5ml吸管2 支，玻璃刮铲3 支。
（2）每一小组制备18×180mm 试管无菌水5 支，每支4.5ml 自来水，250ml 三角瓶带玻璃珠无菌水1 瓶，装自来水45ml，以上塞好棉塞包扎后待灭菌。2．培养基制备
（1）培养基是人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成代谢产物所需要的营养物质的混合物。培养基的原材料可分为碳源、氮源、无机盐、生长因素和水。根据微生物的种类和实验目的不同，培养基也有不同的种类和配制方法。（2）制备流程：称量→溶解→蒸煮→调pH→分装→包扎→灭菌（3）高氏一号培养基配方
可溶性淀粉 20g K2HPO4 0.5g KNO3 1g MgSO4.7H2O 0.5g NaCl 0.5g FeSO4 10mg 琼脂 20g 蒸馏水 1000ml PH 值 7.2—7.4（4）每小组制备高氏培养基250ml，分装15*150mm 试管8-10 支，余液分装250ml 三角瓶2 瓶，塞棉塞包扎待灭菌。（5）关键步骤及注意事项 ①要严格按配方配制。②调pH 不要过头。
③干热灭菌要注意物品不要堆放过紧，注意温度的时间控制，70ºC 以下放物、取物。
④高压灭菌要注意物品不要过多，加热后排除冷空气，到时降压回零取物。3．消毒（disinfection）与灭菌（sterilization）消毒：用化学或物理的方法杀死微生物的营养体。灭菌：用物理或化学的方法杀灭物体上一切微生物。
（1）干热灭菌法：把待灭菌的物品均匀地放入烘箱中，升温至160ºC，恒温1 小时即可。此法适用于玻璃皿、金属用具等的灭菌。
（2）高压蒸汽灭菌法（一般121ºC，30min，适用培养基）：把待灭菌的物品放在一个可密闭的加压蒸汽灭菌锅中进行的，以大量蒸汽使其中压力升高。由于蒸汽压的上升，水的沸点也随之提高。在蒸汽压达到1.055 公斤/厘米2 时，加压蒸汽灭菌锅内的温度可达到121ºC。在这种情况下，微生物（包括芽孢）在15-20 分钟便会被杀死，而达到灭菌目的。如灭菌的对象是砂土、石蜡油等面积大、含菌多、传热差的物品，则应适当延长灭菌时间。
（3）间歇灭菌法：待灭菌的物品放在灭菌器或蒸笼里，每天蒸煮1 次，每次煮沸1h，连续3d 重复进行。在每两次蒸煮之间，将物品（指培养基）放在37ºC 恒温条件下培养过夜，这样可以使每次蒸煮后未杀死残留的芽孢萌发成营养体，以便下次蒸煮时杀灭。
（4）巴氏灭菌法：有些食物会因高温破坏营养成分或影响质量，如牛奶、酱油、啤酒等，所以只能用较低的温度来杀死其中的病原微生物，这样既保持食物的营养和风味，又进行了消毒，保证了食品卫生。该法一般在62ºC，30 分钟既可达到消毒目的。此法为法国微生物学家巴斯德首创，故名为巴氏消毒法。4．棉塞的制作
三、作业
1．高氏一号培养基属于何种性质培养基？有沉淀吗？为什么？
2．高压蒸汽灭菌的过程中，应注意哪些事项，最关键的因素是什么？为什么？
实验六 环境微生物的分离与生理鉴定实验
一、实验目的
1．学习掌握平板稀释法分离环境微生物的技术。2．学习掌握微生物生理生化鉴别的基本方法。3．学习掌握无菌操作技术。
二、实验内容 1．土壤微生物的分离
分离微生物是，一般是根据该微生物对营养、pH、氧气等要求的不同，供给 它们适宜的生活条件，或加入某种抑制剂造成只利于该菌种生长，不利于其他菌 种生长的环境，从而淘汰不需要的菌种。分离方法用稀释平板分离法，其最终目 的是要在培养基上出现欲分离微生物的单个菌落，同时还可以测定分离的微生物 的数量。
（1）方法：将土样随机称取10g，加入至装有90 ml 无菌水带玻璃珠的三角 瓶中，旋转震荡30min，作逐级分离，逐级稀释见下图，用无菌吸管吸取不同稀 释度菌悬液0.1ml 涂布平板。（2）稀释度选择：
①牛肉膏培养基：10 皿(稀释度10﹣4,10﹣5,10﹣6,三个重复,一个备用)； ②高氏一号培养基：10 皿(稀释度10﹣3,10﹣4,10﹣5,三个重复，一个备用)； ③真菌培养基：10 皿(稀释度10﹣3,10﹣4,10﹣5,三个重复,一个备用)；
2．用大肠杆菌和枯草芽孢杆菌分别接种糖发酵培养基、石蕊牛乳培养基、蛋白 胨培养基和淀粉培养基作生理鉴别实验。（1）糖发酵试验
各种细菌由于具有不同的酶系统，致使它们能利用不同的底物，或虽然可 以利用相同的底物，却产生不同的代谢产物，因此可以利用各种生理生化反应 来鉴别细菌。糖发酵是最常用的生化反应，存在于大多数细菌中。不同的细菌 在糖的分解能力上存在很大的差异。有些细菌能分解某种糖并产生酸性物质(如 乳酸、丙酸、醋酸等)和气体(如二氧化碳、氢、甲烷等)，而有些细菌只产生酸 不产生气体。例如大肠杆菌分解乳糖和葡萄糖产酸并产气，普通变形杆菌分解 葡萄糖产酸产气，但不能分解乳糖。酸的产生可利用指示剂来判断。在培养基 中加入溴甲酚紫(pH5．2 为黄色，pH6．8 为紫色)，当发酵产酸时，使培养基由 紫色变为黄色。气体的产生可由发酵试管中倒置的德汉氏小管中有无气泡的出 现来验证。（2）石蕊牛乳试验
牛乳中通常含有蔗糖、乳糖、蛋白质、酪素等成分。微生物对牛乳的利用主 要是指乳糖及酪蛋白的分解利用。牛乳中常加入石蕊作酸碱指示剂和氧化还原指 示剂。微生物对牛乳的利用可分三种情况：①酸凝固作用：微生物发酵乳糖后产 生许多酸，使石蕊变红，同时酸度很高时，可使牛乳凝固。②凝乳酶凝固作用： 某些微生物能分泌凝乳酶，使牛乳中的酪蛋白凝固，这种凝固作用在中性环境中 发生，通常这类微生物还具有水解蛋白质的能力，从而会产生一些碱性物质，是 石蕊变蓝。③胨化作用：酪蛋白被水解变得清亮而透明，胨化作用可以在酸性或 碱性条件下进行，并且一般石蕊色素还原脱色。（3）产氨和产硫化氢试验
某些微生物具有脱氨酶，能使氨基酸在各种作用下脱去氨基而生成氨，氨的 产生可用红色石蕊试纸夹悬于培养试管的棉塞下检验，培养后试纸变蓝，即判为 产氨。
某些微生物能分解培养基中的含硫氨基酸生成硫化氢。可用醋酸铅试纸，接 种试验菌于培养液中，立即将试纸悬夹于棉塞下，纸条下端与液面接近，但不可 接触。如试纸变黑为正反应即产硫化氢。（4）淀粉水解试验
某些微生物具有淀粉酶，可以使淀粉水解为麦芽糖或葡萄糖，而另一些微生 物则没有这种特性。将试验菌在淀粉水解培养基的平板上划“+”接种。培养后打开皿盖，滴加碘液于培养基，轻轻旋转培养皿，使碘液铺满整个平板。因培养基内含淀粉，遇碘立即变兰，但如果供试菌能分解淀粉，则菌落周围淀粉已被水解，此时遇碘不变色，因而菌落外围出现无色透明圈。
三、培养基的配制 1．牛肉膏蛋白胨培养基 牛肉膏 3g 蛋白胨 5g NaCl 0.5g 琼脂 20g 蒸馏水 1000ml PH 值 7.2—7.4 2．高氏一号培养基 可溶性淀粉 20g K2HPO4 0.5g KNO3 1g MgSO4.7H2O 0.5g NaCl 0.5g FeSO4 10mg 琼脂 20g 蒸馏水 1000ml PH 值 7.2—7.4 使用时加1%重铬酸钾溶液0.5ml/250ml 培养基。3．马丁培养基 葡萄糖 10g 蛋白胨 5g KH2PO4 1g 琼脂 20g MgSO4.7H2O 0.5g 自然PH 值
蒸馏水 1000ml 煮溶后加1%孟加拉红3.3ml,搅匀。（8 磅即112℃灭 菌30min）4．糖发酵培养基 牛肉膏 3g 蛋白胨 5g 葡萄糖 5 g 水 1000 ml PH 值 7.2-7.4 加溴甲酚紫1.6%的酒精溶液1ml（8 磅即112℃灭菌30min）
溴甲酚紫1.6%酒精溶液的配制：称溴甲酚紫1.6g 溶于50ml 酒精（95%），再加 入蒸馏水50ml，用滤纸过滤后用三角瓶装，放冰箱备用。5．石蕊牛乳培养基
牛奶（1000g）→煮沸→离心（4500 转/分钟，5 分钟）→去脂→调PH 值 7.2→加入石蕊液使牛奶成兰色→分装15×150ml 试管→8 磅灭菌20 分钟。石蕊液配制：称2.5g 石蕊，加50ml 蒸馏水研磨，研磨石蕊时，先加少许蒸馏水 研磨，研磨过程中慢慢滴加蒸馏水，研磨到无颗粒为止，再进行抽滤。6.淀粉水解培养基 蛋白胨 10g NaCl 5g 牛肉膏 5 g 可溶性淀粉 5g 琼脂 20g 蒸馏水 1000 ml PH 值 7.2 7．产硫化氢培养基 蛋白胨 20g NaCl 5g 牛肉膏 2.5 g 柠檬酸铁铵 0.5g 硫代硫酸钠 0.5g 蒸馏水 1000 ml
三、作业
1．平板稀释分离环境微生物应注意哪些事项？ 2．生理鉴别试验的原理与反应有哪些？
实验七 环境微生物分离与生理鉴定结果检查
一、实验目的
1．学习掌握四大类微生物菌落形态的识别。
2．学习掌握环境微生物生理鉴定结果分析的原理与方法。3．学习掌握微生物纯化培养接种的无菌操作技术。
二、实验内容
1．四大类微生物菌落形态识别
（1）细菌：菌落表面光滑或粗糙，边缘整齐或不规则，奶油状。
（2）放线菌：菌落表面呈绒状，粉状或绒毛状，有些产色素，有同心环，不易 调起。
（3）酵母菌：菌落大而厚，湿润粘稠，易调起，多数呈乳白色，少数红色。（4）霉菌：菌落大而疏松，呈绒毛状、絮状或蜘网状，有色素，比细菌大数倍 到几十倍。
2．土壤中细菌、放线菌、霉菌分离的结果统计 3．生理生化鉴定结果检查 项目 E.coli B.subtilis CK 备注 糖发酵 产酸 产气 产酸 产气 石蕊牛乳 凝固 液化 凝固 液化 蛋白胨 产NH3 产H2S 产NH3 产H2S 产淀粉酶
4．菌落纯培养斜面接种
将分离到的放线菌单菌落，通过无菌操作技术移接到斜面培养基，30℃培养5-7 天。
实验八 水中总大肠菌群的测定－多管发酵法
一、实验目的
结合水净化工程中的细菌检验，掌握水环境监测中和给水水质检验中大肠杆菌群 数的测定方法，同时通过大肠杆菌群的测定，了解大肠杆菌群的生化特性。
二、原理
总大肠菌群可用多管发酵法或滤膜法检验。多管发酵法的原理是根据大肠菌群细 菌能发酵乳糖、产酸产气以及具备革兰氏染色阴性，无芽孢，呈杆状等有关特性，通过初发酵试验、平板分离和复发酵试验等三个步骤进行实验求得水样中的总大肠菌群数。试验结果以最可能数（most probable number），简称MPN 表示。
三、仪器
高压蒸气灭菌器；恒温培养箱；冰箱；生物显微镜；载玻片；酒精灯；镍铬丝接 种棒；培养皿（直径100mm）；试管（18×180mm）；吸管（1、5、10mL）；烧杯；锥形瓶；采样瓶等等。
四、培养基的制备：
1.乳糖蛋白胨培养液：将10g 蛋白胨、3g 牛肉膏、5g 乳糖和5g 氯化钠加热溶解于1000mL 蒸馏水中，调节溶液pH 为7.2—7.4，再加入1.6%溴甲酚紫乙醇溶液1mL，充分混匀，分装于试管中，于115℃高压灭菌器中灭菌20min，贮存于冷暗处备用。
2.三倍浓缩乳糖蛋白陈培养液：按上述乳糖蛋白胨培养液的制备方法配制。除蒸 馏水外，各组分用量增加至三倍。3.品红亚硫酸钠培养基
（1）贮备培养基的制备：于2000mL 烧杯中，先将20—30g 琼脂加到900mL 蒸 馏水中，加热溶解，然后加入3.5g 磷酸氢二钾及10g 蛋白胨，混匀，使其溶解，再用蒸馏水补充到1000mL，调节溶液pH 至7.2—7.4。趁热用脱脂棉或绒布过滤，再加10g 乳糖，混匀，定量分装于250 或500mL 锥形瓶内，置于高压灭菌器中，在115℃灭菌20min，贮存于冷暗处备用。
（2）平皿培养基的制备：将上法制备的贮备培养基加热融化。根据锥形瓶内培 养基的容量，用灭菌吸管按比例吸取一定量的5%碱性品红乙醇溶液（1000mL 培养基约加20mL5%碱性品红乙醇溶液），置于灭菌试管中；再按比例称取无水亚硫酸钠（1000mL 培养基约加5g 无水亚硫酸钠），置于另一灭菌空试管内，加灭菌水少许使其溶解，再置于沸水浴中煮沸10min（灭菌）。用灭菌吸管吸取已灭菌的亚硫酸钠溶液，滴加于碱性品红乙醇溶液内至深红色再退至淡红色为止（不宜加多）。将此混合液全部加入已融化的贮备培养基内，并充分混匀（防止产生气泡）。立即将此培养基适量（约15mL）倾入已灭菌的平皿内，待冷却凝固后，置于冰箱内备用，但保存时间不宜超过两周。如培养基已由淡红色变成深红色，则不能再用。
五、测定水源水总大肠菌群实验步骤
1、初发酵试验
于各装有5mL 三倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的5 个试管中（内有倒管），分别加入 10mL 水样；于各装有10mL 乳糖蛋白胨培养液的5 个试管中（内有倒管），分别加入1mL 水样；再于各装有10mL 乳糖蛋白胨培养液的5 个试管中（内有倒管），分别加入1mL1： 10 稀释的水样。共计15 管，三个稀释度。将各管充分混匀，置于37℃恒温箱内培养24h。（2）平板分离：上述各发酵管经培养24h 后，将产酸、产气及只产酸的发酵管分别接种于品红亚硫酸钠培养基上，置于37℃恒温箱内培养24h，挑选符合下列特征的菌落。
2、平板分离
品红亚硫酸钠培养基上：紫红色，具有金属光泽的菌落；深红色，不带或略带金 属光泽的菌落；淡红色，中心色较深的菌落。取有上述特征的群落进行革兰氏染色：
①用已培养18—24h 的培养物涂片，涂层要薄。②将涂片在火焰上加温固定，待冷却后滴加结晶紫溶液，1min 后用水洗去。③滴加助染剂，1min 后用水洗去。④滴加脱色剂，摇动玻片，直至无紫色脱落为止（约20—30s），用水洗去。⑤滴加复染剂，1min 后用水洗去，晾干、镜检，呈紫色者为革兰氏阳性菌，呈红色者为阴性菌。
3、复发酵试验
上述涂片镜检的菌落如为革兰氏阴性无芽孢的杆菌，则挑选该菌落的另一部分接 种于装有普通浓度乳糖蛋白胨培养液的试管中（内有倒管），每管可接种分离自同一初发酵管（瓶）的最典型菌落1—3 个，然后置于37℃恒温箱中培养24h，有产酸、产气者（不论倒管内气体多少皆作为产气论），即证实有大肠菌群存在。根据证实总大肠菌群存在的阳性管数，查后附表1“最可能数（MPN）表”，即求得每100mL 水样中存在的总大肠菌群数。我国目前系以1L 为报告单位，故MPN 值再乘以10，即为1L 水样中的总大肠菌群数。
例如，某水样接种10mL 的5 管均为阳性；接种1mL 的5 管中有2 管为阳性； 接种1：10 的水样1mL 的5 管均为阴性。从最可能数（MPN）表中查检验结果5-2-0，得知100mL 水样中的总大肠菌群数为49 个，故1L 水样中的总大肠菌群数为 49×10=490 个。对污染严重的地表水和废水，初发酵试验的接种水样应作1：
10、1：100、1：1000 或更高倍数的稀释，检验步骤同“水源水”检验方法。如果接种的水样量不是10mL、1mL 和0.1mL，而是较低或较高的三个浓度的水 样量，也可查表求得MPN 指数，再经下面公式换算成每100mL 的MPN 值。
六、思考题
1、你认为要得到正确的革兰氏染色结果必须注意哪些操作?关键在哪一步?为什么?
2、大肠菌群测定利用了它的哪些生化特性？
表1 最可能数(MPN)表
（接种5 份10mL 水样、5 份1mL 水样、5 份0.1mL 水样时，不同阳性及阴 性情况下100mL 水样中细菌数的最可能数和95%可信限值）
实验九
空气微生物检测（平皿落菌法）
实验目的和原理：用营养琼脂培养基培养细菌；用查氏琼脂培养基培养霉菌；用高氏淀粉琼脂培养基培养放线菌。通过实验了解空气中微生物的分布，学习习近平皿落菌法检测空气微生物。
实验器材：高压蒸汽消毒锅，恒温培养箱，超净工作台，玻璃皿，营养琼脂培养基，查氏琼脂培养基，高氏淀粉琼脂培养基。方法与步骤： 一．培养基制备
1．营养琼脂培养基：牛肉膏1.5g，蛋白胨5g，NaCl 2.5g，琼脂10g，加水至500ml，加热、搅拌至琼脂溶解，调pH7.2~7.4，121℃蒸汽灭菌20分钟。
2．查氏琼脂培养基：NaNO3 1g，KCl 0.25g，K2HPO4 0.5g，MgSO4 0.25g，FeSO4 0.005g，琼脂10g，蔗糖15g，加水500ml，加热、搅拌至琼脂溶解，115℃蒸汽灭菌20分钟。
3.高氏淀粉琼脂培养基：可溶性淀粉10g先用少量冷水调成糊状，在火上加热，然后加水及KNO30.5g，K2HPO4 0.25g NaCl 0.25g，MgSO4 0.25g，FeSO4 0.25g，琼脂10g，加热溶化，调pH7.0~ 7.2，补足水至500ml，121℃灭菌20分钟。二.每组15个平皿灭菌将营养琼脂培养基、查氏琼脂培养基、高氏淀粉琼脂培养基，三种培养基各倒5个平板，冷凝。
2.在一定面积房间或室外，按4角和中央5点，每种培养基每点放一个平板，打开盖，室内放置10分钟，室外放置3分钟后盖盖，营养琼脂培养基在37℃培养24h，查氏和高氏培养基在28℃培养48h。
3.培养结束，观察各种微生物的菌落形态，将微生物种类、菌落数和计算结果记录于下表：
三．计算：空气微生物数(个/m3)=5个皿平均菌落数×50000÷平皿底面积（cm2）÷暴露时间（min）
四．卫生标准：我国还无统一的空气卫生标准，室内一般以500～1000/m3作为参考指标。
地点
采样时间
细菌菌落
霉菌菌落
放线菌菌落
计算结果（个/m3）
细菌数量
霉菌数量
放线菌数量
实验九 菌种保藏
一、实验目的
1.学习并掌握菌种保藏的基本原理。2.掌握常用的几种不同的菌种保藏方法。
二、实验原理
微生物个体微小、代谢旺盛、生长繁殖快，如果保存不妥容易发生变异和杂菌污染，甚至导致细胞死亡等现象。因此，保存好菌种是非常必要和重要的。常用的菌种保藏方法包括传代培养法、载体法、悬液法、冷冻法和真空干燥法
三、试剂与器材
1.材料大肠杆菌、青霉菌、放线菌
2.试剂液体石蜡、甘油、五氧化二磷、95％乙醇、10％盐酸、无水氯化钙、食盐、干冰
3.器材无菌吸管、无菌滴管、无菌培养皿；安额管、冻干管、40目与100目筛子、油纸、滤纸条(0.5X1.2cm)、干燥器、真泵器、真空泵、真空压力表、喷灯、L形五通管、冰箱、低温冰箱(—30℃)、超低温冰箱和液氮罐等。
四、实验内容
1.斜面保藏法 2.液体石蜡法 3.穿刺保藏法 4.砂土管保藏法
5.冷冻真空干燥保存法
五、关键步骤及注意事项
1.清楚各种保藏方法的优缺点，针对不同要求选择适宜的保藏方法。2.熔封安瓶时防止封闭不严。3.液氮冻存操作应防止冻伤。
六、思考题
根据你自己的实验。谈谈1--2种菌种保藏方法的利弊?
第五篇：土壤学复习资料
土壤学复习资料
一、名词解释
1、土壤：土壤是指地球表面上能够生长植物的疏松表层，它的本质特征是具有肥力。
2、土壤肥力：土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力。
3、同晶替代：是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所取代而晶格构造保持不变的现象。
4、土壤有机质：是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，它包括土壤中各种动植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机物质。
5、土壤腐殖质：指除未分解和半分解的动、植物组织和土壤生命体等以外的土壤中有机化合物的总称。
6、土壤腐殖物质：是指经土壤微生物作用后，由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的，新形成的黄色至棕黑色的高分子有机化合物。
7、矿化过程：是指土壤有机质通过微生物的作用分解为简单的化合物，同时释放出矿质养分的过程。
8、腐殖化过程：是指有机质在微生物的作用下，通过生化和化学作用转化为腐殖质的过程。
9、土壤密度：单位容积固体土粒（不包含粒间孔隙的体积）的质量。单位为：克/厘米3。
10、土壤容重：田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量，单位为：克/厘米3。
11、土壤孔度（孔隙度、总孔度）：在一定容积的土体内，土壤孔隙容积占整个土体容积的百分数。
12、粒级：通常根据土粒直径大小及其性质上的变化，将其划分为若干组，称为土壤粒级（粒组）。
13、当量粒径：细粒部分则根据颗粒半径与颗粒在静水中沉降速率的关系（斯托克斯定律）计算不同粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看作光滑的实心球体，取与此粒级沉降速率相同的圆球直径作为其当量粒径。
14、机械组成：是指土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分含量，也称颗粒组成。
15、土壤质地：是根据机械组成划分的土壤类型，一般分为砂土、壤土和粘土三类。
16、土壤结构体：是土粒互相排列和团聚成为一定形状和大小的结构的土块或土团。
17、土壤结构性：是由土壤结构体的种类、数量及结构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。
18、当量孔径：是指相当于一定的土壤水吸力的孔径。
19、毛管持水量：地下水位较浅时，毛管上升水达到最大时土壤的含水量。
20、田间持水量：毛管悬着水达到最大值时的土壤含水量称为田间持水量。
21、土水势：为了可逆地等温地在标准大气压下从指定高度的纯水水体中移动无穷小量的水到土壤水分中去，每单位数量的纯水所需作的功的数量。
22、土壤水吸力：是指土壤水承受一定吸力时所处的能态，简称吸力。
23、土壤水分特征曲线：指土壤水分含量与土壤水吸力的关系曲线。
24、滞后现象：对于同一土壤，即使在恒温条件下，土壤脱湿曲线（由湿变干）与吸湿曲线（由干变湿）不重合的现象，称为滞后现象。
25、萎焉系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎焉时土壤含水量，称为萎焉系数或萎焉点。
26、土壤的热容量：是指单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）1℃所需要（或放出的）热量。
27、土壤的导热率：是指单位厚度（1cm）土层，温度差为1℃时，每秒钟经单位断面（1cm2）通过的热量焦耳数，单位为J/
(cm.s.℃)。
29、永久电荷：同晶置换一般形成于矿物的结晶过程，一旦晶体形成，它所具有的电荷就不受外界环境（如pH、电解质浓度等）影响，故称之为永久电荷、恒电荷或结构电荷。
30、可变电荷：数量和符号随介质pH变化而发生变化的表面电荷。
31、土壤阳离子交换量：是指每千克干土所吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数，以cmol(+)/kg表示。
32、土壤盐基饱和度：就是指土壤中各种交换性盐基离子的总量占阳离子交换量的百分数。
33、活性酸：指的是与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中的H+离子。
34、潜性酸：指吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子(H+和Al3+)，交换性氢和铝离子只有转移到溶液中，转变成溶液中的氢离子时，才会显示酸性，故称潜性酸。
35、土壤退化：指的是土壤数量减少和质量降低。
36、土壤质量：是土壤在生态系统界面内维持生产，保障环境质量，促进动物与人类健康行为的能力
37、富铝化过程:指土体中二氧化硅淋失，而铁铝氧化物相对富集的过程。
38、交换性酸度：用过量的中性盐溶液（如1mol/L
KCl或0.06mol/L
BaCl2）浸提土壤时，土壤胶体表面吸附的H+
或Al3+大部分被交换出来，再以标准碱液滴定溶液中的H+，这样测得的酸度称为交换性酸度，以厘摩尔（+）/千克为单位。
二、填空题
1、五大成土因素是指母质、气候、地形、时间、生物，其中
生物
是主导因素。
2、土壤基本粒级有
石砾、砂粒、粉粒、粘粒。
3、影响土壤阳离子交换能力的因素是
电荷价、离子半径
和
离子浓度。
4、按照吸附机理可以把土壤吸附性能分为
交换性吸附、专性吸附和
负吸附。
5、产生阳离子专性吸附的土壤胶体物质是
铁、铝、锰的氧化物及其水化物，被专性吸附的阳离子主要是
BⅠ、BⅡ族和其它过渡金属离子。
6、土壤钾元素形态可分为
水溶态钾、交换性钾、非交换性钾、矿物态钾。
7、若土壤的容重为1.325g.cm3，质量含水量为20%，则土壤的孔隙度为
50%，空隙比为
1:1，三相比为
固：液：气=50:26.5:23.5。
8、旱作土壤有效水含量为
田间持水量与萎焉系数的差值。
9、良好的土壤结构性，实质上是具有良好的空隙性，即要求
总孔隙大
而且
大小孔隙合理分布，有利于土壤水、肥、气、热状况的调节和植物根系活动。
10、根据土壤胶体表面的结构特点，大致可将土壤胶体表面分为
硅氧烷型表面、水合氧化物表面、有机物表面、等3种类型，2:1型粘土矿物的表面属于
硅氧烷
类型。
11、根据土壤水分所受力的作用，土壤水分类型分为吸附水、毛管水、重力水。
12、土壤三相的导热率顺序是
固>液>气，热容量顺序是
液>固>气。
13、土壤潜性酸包括
交换性酸
和
水解性酸，其中
交换性酸度
更能代表潜性酸度。
14、一个良好的土壤应该能使植物
吃得饱、喝得足、住得好、站得稳。
15、土壤微生物营养类型的多样性包括
土壤微生物类型多样性、土壤微生物种群多样性、土壤微生物营养类型多样性、微生物呼吸类型多样性。
16、土壤胶体电荷产生的原因有
同晶替代、吸附、断键、解离。
17、土壤碱度的液相指标是
总碱度，固相指标
碱化度。
18、土壤水分含量的常用表示方法有
质量含水量、容积含水量、相对含水量、土壤水贮量。
19、1:1型粘土矿物是由
1层硅片和1层铝片结合而成，代表矿物是
高岭石；2:1型粘土矿物由
2层硅片和1层铝片结合而成，胀缩型如
蒙脱，非胀缩型如
伊利石。
20、影响交换性阳离子有效度的因素是
离子饱和度、互补离子
和
粘土矿物种类。
21、酸性土的指示植物有
茶树、映山红、铁芒箕、石松。
22、影响土壤阳离子交换量的因素是
土壤质地、PH、粘土矿物类型。
23、评价土壤质量的参数指标应符合的条件是
代表性、通用性、灵敏性
和经济性。
24、我国将土壤退化分为
土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐碱化、土壤污染、不包括以上各项的土壤性质恶化和
耕地的非农业占用。
25、影响土壤微量元素有效性的因素是
酸碱度、氧化还原电位、有机质、土壤质地。
26、土体内物质的移动按机理可分为
溶迁作用、还原迁移、螯迁作用、悬迁作用、生物迁移。
27、水田土壤中的有效氮以
铵
态氮为主，而旱地土壤中的有效氮则以
硝
态氮为主。
28、土壤团粒形成的粘结团聚过程包括
凝聚作用、无机物质的粘结作用、有机物质的胶结及复合作用
和
有机-矿质复合体、蚯蚓和其它小动物的作用
等过程。
29、土壤微生物营养类型的多样性包括光能自养型、化能自养型、光能异养型、化能异养型。
30、土壤中微量元素的形态有水溶态、交换态、专性吸附态、有机态、铁、锰氧化物包被态、矿物态。
三、简答题
1、比较砂土和粘土的土壤肥力特性。
砂土
粘土
水
透水快，蓄水难
透水慢，蓄水力强
肥
养分缺乏，保肥力差，供肥快
养分丰富、保肥力强、供肥慢
气
透气性强
透气性差
热
温差大
温差小，属冷性土
耕性
易耕作，但耕作质量差
不易耕作
2、简述土壤团粒结构对土壤肥力的意义。
①团粒结构土壤的大小孔隙兼备；②团粒结构土壤中水、气矛盾的解决；③团粒结构土壤的保肥与供肥协调；④团粒结构土壤易于耕作；⑤团粒结构土壤具有良好的耕层构造。
3、简述影响土壤有机质转化的因素。
①有机质组成与状态：物理状态，化学组成，C/N。
②土壤环境条件：湿度与通气状况，温度，酸碱度，重金属及盐分等。
4、比较1:1型和2:1型胀缩型粘土矿物的性质。
1:1型
2:1型
晶格构造
一层硅片和一层铝片
两层硅片和一层硅片
层间作用力
氢键
分子键
同晶替代
少
普遍
CEC
小
大
物理性质
胀缩性，吸湿能力，可塑性等
胀缩性，吸湿能力，可塑性等
5、简述土壤的酸碱缓冲体系主要有哪些？
①碳酸盐体系；②硅酸盐体系；③交换性阳离子；④铝体系；⑤有机酸体系。
6、简述影响土壤酸碱度的因素。
①盐基饱和度；②土壤空气中的CO2分压；③土壤水分含量；④土壤氧化还原条件。
7、为什么我国南方土壤阳离子交换量通常低于北方土壤的阳离子交换量？
我国南方土壤阳离子交换量通常小于北方土壤的主要原因：
①
气候因素。南方高温高湿，矿物风化强烈，物质淋溶也强烈，大量盐基离子被淋失，盐基饱和度小。而北方相对低温低湿，盐基离子淋失较少，有时还相对富集，盐基饱和度大。
②粘土矿物类型。南方主要为1:1型及铁铝氧化物及其水化物，而北方主要是2:1型胀缩型矿物。
③土壤酸碱度。南方土壤通常是酸性或强酸性，而北方土壤通常是碱性或石灰性。
8、什么是土壤分布的纬度地带性？是由什么因素引起的？
土壤的纬度地带性是指地带性土类（亚类）大致沿纬线（东西）方向延伸，按纬度（南北）方向逐渐变化规律。这是由于不同纬度热量状况不同引起植被不同并导致成土过程的差异。
9、简述土壤氧化还原状况与土壤养分有效性的关系。
①土壤氧化还原状况主要影响土壤中变价元素的生物有效性，如高价铁、锰化合物（Fe3+、Mn4+）为难溶性，植物不易吸收。在还原条件下，高价铁、锰被还原成溶解度较高的低价化合物（Fe2+、Mn2+），对植物的有效性增加。②另外，氧化还原状况还影响养分的存在形态，进而影响它的有效性，如土壤Eh>480mV时，以硝态氨为主，适于旱作作物的吸收，当Eh<220mV时，则以铵态氮为主，适合水稻作物的吸收。
10、简述我国土壤酸碱度分布状况，造成这种土壤酸碱度差异的原因是什么？
我国土壤的酸碱性反应大多数在pH4.5~8.5的范围内，在地理分布上有“东南酸西北碱（南酸北碱）”的规律性，即由北向南，pH值逐渐减小。大致以长江（北纬33度）为界，长江以南的土壤多为酸性或强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性。造成土壤酸碱度差异的原因是气候的因素，即南方高温高湿，而北方低温低湿。
11、比较土壤空气和大气的区别。
①土壤空气中的CO2含量高于大气；②土壤空气中的O2含量低于大气；③土壤空气中水汽含量一般高于大气；④土壤空气中含有较多的还原性气体。
12、简述影响土壤氧化还原电位的因素。
①土壤通气性；②微生物活动；③易分解有机质的含量；④植物根系的代谢作用；⑤土壤的pH。
13、比较不同粒级土粒的矿物成分和化学成分的差异。
①矿物组成，颗粒越小，次生矿物越多；颗粒越大，原生矿物越多，如石英、正长石、白云母等。
②化学组成，SiO2含量随颗粒由粗到细逐渐减少，Al2O3、Fe2O3和盐基含量则逐渐增加，SiO2/R2O3的比率随之降低。
14、简要说明物理性砂粒和物理性粘粒的分界线定在0.01mm的科学意义。
粒径大于0.01mm的粒级，一般无可塑性和胀缩性，但有一定的透水性，其吸湿水力、保肥力和粘结力等都很微弱，而小于0.01mm的土粒，则具有明显的可塑性和胀缩性，其吸湿水力、保肥力和粘结力等也都有明显的增加。
15、简述土壤容重的影响因素及其应用。
容重大小受土壤质地、结构和有机质含量、土壤松紧状况以及人工管理措施的影响。
应用：①计算土壤孔隙度；②计算耕作层土壤重量或工程土方量；③估算各种土壤成分储量；④计算土壤储水量及灌水或排水量。
17、简要说明几种常用的土壤含水量的表示方法。
①质量含水量；②容积含水量；③相对含水量；④土壤水贮量。
18、简述有机质在土壤肥力中的作用。
①直接和间接提供作物养分；②促进团粒结构形成，改良土壤物理性质；③增强土壤的保肥性能；④有助于消除土壤中农药残留和重金属的污染；⑤能促进土壤微生物和植物的生理活性。
19、简述土壤阳离子专性吸附的意义。
①由于专性吸附对微量金属离子具有富集作用的特性，正日益成为地球化学领域或地球化学探矿等学科的重要内容。
②氧化物及其水合物对金属离子的专性吸附，对控制土壤溶液中金属离子浓度具有重要作用，因而在调控金属元素的生物有效性和生物毒性有重要作用。
20、简述影响土壤固磷作用的因素。
（1）土壤酸碱度
（2）土壤有机质
（3）土壤淹水
21、为什么土壤淹水后磷的有效度会提高？
土壤淹水后磷的有效性有明显提高，这是由于：
①酸性土壤pH上升促使铁、铝形成氢氧化物沉淀，减少了它们对磷的固定；碱性土壤pH有所下降，能增加磷酸钙的溶解度。
②土壤氧化还原电位下降，高价铁还原成低价铁，磷酸低铁的溶解度较高，增加了磷的有效度。另外，包被于磷酸表面铁质胶膜还原，提高了闭蓄态磷的有效度。
22、简述土壤微量元素有效性的影响因素。
（一）酸碱度
（二）氧化还原电位
（三）有机质含量
（四）土壤质地
23、简述土壤圈的地位及其与其它圈层的关系。
地位：土壤圈处于其它圈层的交接面上，成为它们连接的纽带，构成了结合无机界和有机界——即生命和非生命联系的中心环境。土壤圈被视为地球表层系统中最活跃、最富有生命力的圈层。
关系：①土壤圈与大气圈的关系，土壤与大气间在近地球表面表层进行着频繁的水、热、气的交换和平衡。②土壤与生物圈的关系，地球表面的土壤，不仅是高等动植物乃至人类生存的基底，也是地下部分微生物的栖息场所。③土壤与水圈的关系，由于土壤的高度非均质性，影响降雨在地球陆地和水体的重新分配，影响元素的表生地球化学行为及水圈的化学成分。④土壤是岩石经过风化过程和成土作用的产物，从地球的圈层位置看，土壤位于岩圈和生物圈之间，属于风化壳的一部分。
24、简述土壤氮素损失的主要途径。
（1）淋洗损失
（2）气体损失
①反硝化作用
②氨挥发
③其它形式
25、简述土面蒸发的过程。
①表土蒸发强度保持稳定的阶段
②表土蒸发强度随含水率变化的阶段
③水汽扩散阶段
26、土壤中水稳性结构体数量是否一定越多越好？为什么？
不是。如果是水稳性团粒结构，则是越多越好，但如果是其它的结构体，如核状结构体，则越多结构性越差。
27、土壤水分特征曲线的滞后现象产生的原因是什么？哪种质地的土壤滞后现象更为明显？
原因有：①瓶颈效应，土壤中的大孔隙与小孔隙相连接；②闭塞空气的影响；③土壤的胀缩作用。
在不同质地的土壤中，砂土的滞后现象更明显。
28、简述水田土壤氮素形态转化的特点及调节措施。
水田土壤可分为氧化层和还原层，在氧化层铵态氮通过硝化作用转化为硝态氮，而硝态氮在还原层会通过反硝化作用转化为N2O、N2等气体。
调节措施：将氮肥深施，采取合理的水分管理。
一、名词解释（2分/个、共12分）
BS—盐基饱和度是指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分率；
2、永久电荷—由同晶置换作用而产生的电荷叫做永久电荷。
3、潜性酸—指土壤固相表面吸附态的致酸离子，是活性酸的后背和来源。
4、田间含水量—毛管悬着水达最大时的土壤含水量称田间持水量；
5、土壤质地—依据土壤机械组成相近与否而划分的土壤组合。
O-P—
二、填空题（1分/个、总共42空）
1、盐基离子分为
钾离子、钠离子、镁离子、钙离子，致酸离子有
；铝离子、氢离子。
2、土壤空隙分为：
非活性孔隙、毛管孔隙、非毛管孔隙。
3、五大成土因素：
母质、气候、地形、时间、生物。
4、含水量的表示方法：
重量含水量、体积含水量、水层厚度、先对含水量。
5、水分类型分为：
毛管水、重力水、吸附水
.三、简答题（6分/个、共10个选6个做、共36分）
1、简述土壤空前与近地面大气的主要差异？
答：土壤空气与近地表大气的组成，其差别主要有以下几点：
（1）土壤空气中的CO2含量高于大气；
（2）土壤空气中的O2含量低于大气；
（3）土壤空气中水汽含量一般高于大气；
（4）土壤空气中含有较多的还原性气体。
2、简述有机质在土壤肥力的作用？
答：（1）养分较完全；
（2）促进养分有效化；
（3）高土壤保肥性；
（4）提高土壤缓冲性；
（5）促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质。
3、怎样解释“以水调气，以水调肥，以水调热”的理论依据？
答案要点：水分在土壤四大肥力因素中具有重要作用，可以通过水分来调节其它肥力因素：
（1）以水调肥：
一方面，通过土壤水分调节土壤氧化还原电位，从而影响土壤中某些养分的存在形态和有效性；
另一方面，通过土壤水分影响土壤微生物活动状况，从而影响土壤有机质的矿质化和腐殖化，进影响土壤养分状况。
（2）以水调热：
土壤水分是影响土壤热容量的重要因素，通过灌排水分来协调土壤热容量，进而调节土壤温度。
（3）以水调气：
水气共同存在于土壤孔隙中，水多则气少，水少则气多。
4、为什么说团粒结构在肥力上具有重要作用？
答：团粒结构具有小水库、小肥料库、空气走廊的作用，协调水气状况能力强，因而是理想的结构体。
（1）小水库
团粒结构透水性好，可接纳大量降水和灌溉水，而团粒内部保水性强，天旱时还可防止水分蒸发。
天旱表层蒸发失水后，土体收缩切断与下层毛管连通性，水分不会由大孔隙流向小孔隙而蒸发损失。
（2）小肥料库
具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富。团粒结构表面为好气作用，有利于有机质的矿质化，释放养分。团粒内部则有利于腐殖化，保存养分。
（3）空气走廊
由于团粒之间的孔隙较大，利于空气流通。
5、简述白鳝泥被洗白的原因和黄泥成黄色的原因？
6、试述不同质地的土壤的肥力特征？
答：（1）砂质土类
①水 粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性强而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝；
②气 大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质；
③热 水少气多，温度容易上升，称为热性土，有利于早春作物播种；
④肥 养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，但不持久；
⑤耕性
松散易耕。
（2）粘质土类
①水 粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流,保水抗旱力强，易涝不易旱；
②气 小孔隙多，通气性差，容易累积还原性物质；
③热 水多气少，热容量大，温度不易上升，称冷性土，对早春作物播种不利；
④肥 养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持久，有利于禾谷类作物生长，籽实饱满。早春低温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素；
⑤耕性 耕性差，粘着难耕。
（3）壤质土类
土壤性质兼具粘质土和砂质土的优点，而克服了它们的缺点
。耕性好，宜种广，对水分有回润能力，是较理想的质地类型。
7、为什么禾本科秸秆还田应配施速效化学氮肥？
答、豆科绿肥（三叶草等）
C/N小，施入土壤后能提供N素（N素有效化）。禾本科作物秸秆C/N大，直接还田易造成M与作物争夺N素，造成N素的生物固定。禾本科秸秆还田应配施化学N肥：一般亩施秸秆300－400kg，需要配施化学纯N3－4kg。
四、计算题（10分/个）
有关数据及不清楚了，主要是关于土壤三相比，土壤含水量的计算，土壤施肥量的计算。注意复习相关内容。
一、名词解释（20
分，每小题
分）
1、土壤孔隙：
2、岩浆岩：
3、膜状水：
4、土壤退化：
5、土壤导热率：
6、风化作用：
7、土壤：
8、土壤质量：
9、土壤胶体：
10、致酸离子：
得分
二、填空（10
分，每空
0.5
分）
1、由同晶代换引起的电荷叫（）电荷。
2、由土壤溶液中游离的氢离子所引起的酸度叫
（）由土壤胶体所吸收的氢离子或铝离子所引起的酸度叫，（3、土壤热量的主要来源是（）。
4、土壤中的生物类型按大类可分为（）、土壤（）和土壤（）三类。
5、从温度较高的土层向温度较低的土层传导热量的性能称为土壤的（）。
6、土壤中交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分比叫（）。
7、土壤空气和大气的交换过程有（）和（）。
8、写出
位中外著名的土壤学专家（）（、）（、）（、）（、）。
9、土壤腐殖酸包括（）酸和（）酸。
10、土壤水总是从水势（）处向水势（）处运动。）。
得分
三、判断题（10
分，每小题
分）
1、（2、（3、（4、（5、（6、（7、（8、（9、（10、（）云母的解理为不完全解理。）高岭石属
1：1
型粘土矿物。）土壤物理性质相对最好的土壤结构体类型为柱状结构体。）确定土壤酸碱性所依据的土壤酸度类型是潜在酸。）土壤淹水以后，土壤的Eh的变化方向是降低。）钾在土壤中可分有机态和无机态。）按带负电荷数量排序为水云母＞蒙脱石＞高岭石。）就整个胶体微粒而言是电中性的。）铁铝对土壤胶体的凝聚作用对土壤结构的形成是有利的。）土壤在地球表面是连续分布的。
得分
四、简答题（40
分，每小题
分）
1、土壤质地的概念是什么？按国际制标准它可分为哪几大类型？
2、什么是土壤水分势能值，它包括哪些分势？
3、土壤水、气、热相互关系怎样？
4、土壤为什么具有缓冲作用？
5、我国土壤退化的现状与态势怎样？
6、影响
CEC
因素有哪些？
7、土壤孔隙按当量孔径可分为几类以及每类的具体指标？
8、在计算土壤含水量时为什么以烘干土重为基数？
得分
五、论述题（10
分）
论述土壤团粒结构的形成机制。
得分
六、计算题（5
分）
某地耕层厚度
20cm，土壤容重为
1.2
g/cm，比重按一般常数计算，试计算每亩（667m）土壤重量和土壤总孔度？
得分
七、按土壤剖面示意图写出相应土类。
分，每小题
分）
以下可以删除
一.名词解释
1.土 壤：土壤是地球陆地表面能够生长植物（产生植物收获量）的疏松表层。
2.土壤肥力：土壤为植物生长供应协调营养条件和环境条件的能力。（水、肥、气、热）
3.自然肥力：土壤在自然因子即五大成土因素（气候、生物、母质、地形和年龄）的综合作用下发育而来的肥力。
4.人工肥力：在自然肥力的基础上，通过人为措施的影响（如翻耕、施肥、灌溉、和排水等措施）形成的土壤肥力，也称经济肥力。
5.潜在肥力：在当季节中，不能立即产生经济效益的这部分肥力。
6.土
壤
学：农林科学体系中的一门基础科学，主要论述土壤和农林生产各个环节之间的内在联系：土壤变肥变瘦的一般规律，以及土壤利用和改良的技术。
7.矿 物：矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，分为原生矿物和次生矿物。
8.原生矿物：地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物（如长石云母）。
9.次生矿物：有原生矿物经过化学变化（如变质作用和风化作用）形成的矿物。
10.五大自然成土因素：气候、生物、母质、地形和年龄。
11.岩 石：由一种或多种矿物有规律的组合形成的天然集合体。
12.岩
浆
岩：由地壳深处的熔融岩浆，受地质作用的影响，上升冷却凝固而成的岩石（如灿石、原始岩石）。
13.沉
积
岩：地壳表面早期形成的各种岩石（岩浆岩、变质岩和先形成的沉积岩）经过风化搬运、沉积和成岩等作用，再次形成的岩石。
14.变
质
岩：原有的岩石受到高温、高压和化学活性物质的作用，改变了原有的结构、构造及矿物成分而形成的新岩石。
二.土壤的本质特征？肥力的四大因子？
答：土壤的本质特征是土壤具有肥力；肥力的四大因子是水、肥（营养物质）汽、热（环境）。
三.土壤组成如何？土壤学发展过程的三大学派？
答：
固体颗粒（38%）
固 相（50%）
土壤
有机物（12%）
气相（50%）
粒间空隙（50%）
液相（50%）
土壤学发展过程的三大学派：1.农业化学学派。（提出矿质营养学说）。2.农业地质学派（19世纪后半叶）。3.土壤发生学派（提出土壤是在五大成土因素作用下形成的）。
四.岩石根据生成方式不同分为哪几类？
答：分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
五.岩浆岩的分类方式如何？（生成方式、化学成分）
答：按含二氧化硅的多少分为（1）.酸性岩（二氧化硅含量大于65%）。（2）.中性盐（二氧化硅含量在52%——65%）。（3）.基性岩（二氧化硅含量在45%——52%）。（4）.超基性岩（二氧化硅含量小于45%）。
由构造不同分为（1）.块状构造（2）.流纹构造（3）.气孔构造（4）.杏仁构造。
六.岩石矿物对土壤有何影响？
答：（1）.影响土壤的质地；（2）.影响土壤的酸碱性：（3）.影响土壤中的化学组成。
七.分别举出常见的原生矿物以及次生矿物五六类.答：原生矿物:长石类、角闪石和辉石、云母类、石英、磷灰石、橄榄石;
次生矿物:方解石，高岭石，蛇纹石。
八.举出几种常见的沉积岩及变质岩.答:沉积岩:砾岩.砂岩.页岩.石灰岩.白云岩.变质岩:板岩.千枚岩.片岩.片麻岩.大理岩.石灰岩.一
.名词解释
1.风化作用——是指地表的岩石矿物，遇到了和它形成时截然不同的外界条件而遭到破坏，使其内部的结构、成分和性质发生变化的过程。
2.物理风化——又称机械崩解作用，是指由物理作用（温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川摩擦力等物理因素）使岩石矿物崩解破碎成大小不同形状各异的颗粒，而不改变其化学成分的过程。
3.化学风化——化学风化也叫化学分解作用，主要是指岩石矿物在水、氧、二氧化碳等风化因素参与下，所发生的一系列化学变化过程。
4.生物风化——生物风化是指岩石中矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进行的机械性破碎和化学分解过程。
5.水解作用——岩石矿物在水分、二氧化碳等因素的影响下发生化学的分解，使岩石矿物遭到破坏，并把养分释放出来的这种作用称为碳酸化作用。
6.定积母质——定积母质又称残积物，是指岩石矿物经过风化后残留在原地未经搬运的碎屑物质．
7.坡积物——山坡上部风化的碎屑物质，经雨水或雪水的侵蚀冲刷，并在重力作用下，被搬运到山坡的中、下部而形成的堆积物，称为坡积物，多分布在山坡或山麓地带。
8.冲击母质——指风化碎屑受河流（经常性水流）侵蚀、搬运，在流速减缓时沉积于河床的沉积物。
10.黄土母质——黄土是第四纪的一种特殊沉积物。黄土为淡黄或暗黄色，土层厚度可达数十米，粉砂质地，粗细适宜，通体颗粒均匀一致，疏松多孔，通透性好，具有发达的直立性状，含有10%～15%的碳酸钙，常形成石灰质结核。
二.物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用的作用方式分别是什么？
答：物理风化：1.温度作用或温差效应2.结冰作用或冰劈作用3.风的作用4流水的作用.化学风化：1.溶解作用2.水化作用3.水解和碳酸化作用4.氧化作用5.溶解作用.生物风化：1.机械破坏作用(根劈作用)2.化学破坏作用(主要通过新陈代谢来完成).三.物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用的最终结果如何？
答：物理风化：产生了与原岩石、矿物化学成分相同而粗细不等的碎屑物质覆盖在岩石表面。
化学风化：1.形成可溶性盐类，都是养料成分，为植物提供营养。2.形成了次生粘土矿物，在土壤肥力中作用巨大。3.形成了残留矿物，如：石英在土壤中以粗大砂粒存在。
生物风化：为母质中增加了岩石和矿物中所没有的N素和有机质。
四．影响风化作用的因素有哪些？
答：1.气候条件.2.矿物岩石的物理特性：矿物颗粒大小、硬度、解理和胶结程度.3.矿物岩石的化学特性和结晶构造.五．风化产物的地球化学类型、生态类型分别有哪些？
答：风化产物的地球化学类型:
1.碎屑类型.2.钙化类型.3.硅铝化类型.4.富铝化类型.风化产物的生态类型:1.硅质岩石风化物2.长石质岩石风化物.3.铁镁质岩石风化物.4.钙质岩石风化物.一
.名词解释
1.土壤的的形成过程——土壤的形成过程是指地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。
2.土壤形成因素学说——土壤是在五大成土因素（即气候、母质、生物、地形和时间）作用下形成的，是成土因素综合作用的产物，成土因素在土壤形成中起着同等重要和相互不可替代的作用，成土因素的变化制约着土壤的形成和演化，土壤分布由于受成土因素的影响而具有地理规律性。这就是土壤形成因素学说。
3.土壤相对年龄——相对年龄则是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。
4.土壤绝对年龄——指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，常用年表示。
5.粘化过程——粘化过程是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程，可分为残积粘化和淀积粘化。残积粘化过程多发生在温暖的半湿润和半干旱地区的土壤中，而淀积粘化则多发生在暖温带和北亚热带湿润地区的土壤中。
6.退化过程——退化过程是因自然环境不利因素和人为利用不当而引起土壤肥力下降，植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。
7.熟化过程——土壤熟化过程是在耕作条件下，通过耕作、培肥与改良，促进水肥气热诸因素不断协调，使土壤向有利于作物高产方面转化的过程。
8.潴育化过程——潴育化过程实质上是一个氧化还原交替过程，指土壤渍水带经常处于上下移动，土体中干湿交替比较明显，促使土壤中氧化还原反复交替，结果在土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。该过程又称为假潜育化
9.原始成土过程——从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过程，称为原始成土过程。在高山冻寒气候条件的成土作用主要以原始过程为主。原始成土过程也可以与岩石风化同时同步进行。
10.有机质积累过程——在木本或草本植被下，有机质在土体上部积累的过程。
二.母质因素在成土过程中的作用？
答：母质是形成土壤的物质基础，是土壤的骨架和矿物质的来源。主要表现是：
1．母质的机械组成影响土壤的机械组成。
2．母质的化学成分对土壤形成、性质和肥力均有显著影响，是土壤中植物矿质元素（氮素除外）的最初来源。
三.气候因素在成土过程中的作用？
答：气候决定着土壤形成过程中的水、热条件，是直接影响到成土过程的强度和方向的基本因素。它（水分和热量）对土壤形成的具体作用表现在：
1．直接参与母质的风化和物质的淋溶过程。2．控制着植物和微生物的生长。
3．影响着土壤有机质的累积和分解。4．决定着养料物质生物小循环的速度和范围
四.生物因素在成土过程中的作用？
答：在土壤形成过程中，生物对土壤肥力特性和土壤类型，具有独特的创新作用。其影响及作用可归纳为：
1．创造了土壤氮素化合物，使母质或土壤中增添了氮素养料。
2．使母质中有限的矿质元素，发挥了无限的营养作用。
3．通过生物的吸收，把母质中分散状态的养料元素，变成了相对集中状态，使土壤的养料元素不断富集起来。
4．由于生物的选择吸收，原来存在于母质中的养料元素，通过生物小循环，更适合于植物生长需要，使土壤养分品质不断改善。
五.地形因素在成土过程中的作用？
答：1．影响大气作用中的水热条件，使之发生重新分配。如坡地接受的阳光不同于平地，阴坡又不同于阳坡；地面水及地下水在坡地的移动也不同于平地，从而引起土壤水分、养分、冲刷、沉积等一系列变化。
2．影响母质的搬运和堆积。如山地坡度大，母质易受冲刷、故土层较薄；平原水流平缓、母质容易淤积、所以土层厚度较大；而洪积扇的一般规律则是顶端（即靠山口处）的母质较粗大、甚至有大砾石；末端（即与平原相接处）的母质较细，有时开始有分选。顶端坡度大、末端坡度小，以及不同部位的沉积物质粗细不同，亦会造成土壤肥力上的差异。
一.名词解释：
1.侵入体——位于土体之中，但不是土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，而是外界加入到土体中的物 体．（如：砖块，瓦片等．）
2.新生体——土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，它们具有一定的外形和界限．（如：石灰结核，石灰假菌丝体，铁锰斑点，锈纹锈斑，铁锰胶膜等．）
3.诊断层——以土壤分类为目，并能定量说明的土层。
4.发生层——凡是发育完善未经翻动的土壤剖面，常可划分出性质上有明显差异的许多层次，这些层次是土壤发育的结果．
5.土壤剖面构造——土壤剖面构造就是指土壤剖面从上到下不同土层的排列方式。
6.土壤剖面——土壤剖面是指从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面，深度一般在两米以内。
8.钙积与脱钙过程——钙积过程是干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐发生移动积累的过程。在季节性淋溶条件下，易溶性盐类被水淋洗，钙、镁部分淋失，部分残留在土壤中，土壤胶体表面和土壤溶液多为钙（或镁）饱和，土壤表层残存的钙离子与植物残体分解时产生的碳酸盐结合，形成重碳酸钙，在雨季向下移动在剖面中部或下部淀积，形成钙积层，；与钙积过程相反，在降水量大于蒸发量的生物气候条件下，土壤中的碳酸钙将转变为重碳酸钙从土体中淋失，称为脱钙过程。
二.研究土壤剖面的意义
答：他不仅能够反映土壤的特征，而且还可以了解土壤的形成过程，发展方向和肥力特征；为鉴别土壤类型，确定土壤名称提供了科学依据。
三.说明下列符号的土壤学含义:
答：Bk为钙积层
Bt为粘化层
Bca
钙积层
C母质层
D母岩层
G潜育层
W潴育层
T泥炭层;
Cc表示在母质层中有碳酸盐的聚积层;
Cs表示在母质层中有硫酸盐的聚积层。
A—D
原始土壤类型；A—C
幼年土壤类型；A—B—C
发育完善的土壤类型。
一.名词解释
1.微生物——肉眼看不见的体形细微构造简单的一类生物体.2.自养型细菌——不依靠分解氧化有机质取得碳和能量，而是直接摄取空气中的二氧化碳作为碳源，吸收无机含氮化合物和各种矿物质作为养分，利用光能或通过氧化无机物质获得能量，合成自身物质，进行生长和繁殖。属于这一类土壤细菌的有：亚硝酸细菌、硝酸细菌，硫磺细菌.3.异养型细菌——它们只能利用有机质作为碳源和能源。
4.菌根菌——许多真菌还能发育在高等植物根部表面，或者深入植物根部组织内部，与植物发生共生的关系，这些真菌统称为菌根菌.5.菌根——有菌根菌生长的植物根称为菌根.6.灰分物质——植物残体燃烧后所遗留下的灰烬称为灰分物质。灰分中主要为钙、镁、钾、钠，磷、硅、硫、铁、铝、锰等，此外还含有碘、锌、硼、氟等元素.7.土壤有机质的转化过程——各种动、植物有机残体进入土壤后，在水分．温度．土壤微生物等因素的作用下，发生极其复杂的变化过程.8.有机质的矿质化过程——进入土壤的有机质，在植物残体和微生物分泌的酶作用下，使有机物分解为简单有机化合物，最后转化为二氧化碳、氨、水和矿质养分（磷、硫、钾、钙、镁等简单化合物或离子），同时释放出能量的过程.9.有机质的腐殖化过程——从简单到复杂，积累保蓄养分的过程。
10.矿化率——每年因矿化而消耗的有机质量占土壤有机质总量的百分数．（１－４℅）.11.氨化过程——氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下，进一步分解成氨，这种从氨基酸中进行脱氨的作用叫做氨化作用.12.硝化过程——在通气条件良好时，氨在土壤微生物作用下，可经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化成硝酸，这个由氨经微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。硝化作用是由亚硝酸细菌和硝酸细菌共同作用的结果.13.腐殖质化系数——每斤新鲜的有机物质加入到土壤后所产生的腐殖质的斤数。
二.问答题
1.简述土壤有机质的作用？
答：
土壤有机质是植物营养的重要来源，同时对土壤水、肥、气、热起重要的调节作用：
（1）植物营养的重要库源；（2）提高土壤保水保肥能力和缓冲性能；（3）改善土壤物理性质；
（4）增强土壤微生物活动；（5）活化土壤中难溶性矿质养料；（6）刺激、促进植物的生长发育。
2.富里酸（FA）与胡敏酸(HA)性质上的区别？
答：（1）溶解性：FA＞HA；（2）酸性：FA＞HA；（3）盐：HA一价溶于水二三价不溶，F
A全溶；.（4）分子组成：式量HA＞FA，HA含碳氮多，含氢氧少，FA相反；（5）颜色：HA深（又名黒腐酸），FA浅（又名黄腐酸）；（6）在土壤剖面中的迁移能力：FA强。
3.有机残体的碳氮比如何影响土壤有机物分解过程？
答：一般认为，微生物每吸收一份氮，还需吸收五份碳用于构成自身细胞，同时消耗20份碳作为生命活动的能量来源。所以，微生物分解活动所需有机质的C/N大致为25﹕1
当有机质地C/N接近25﹕1时，利于微生物的分解活动，分解较快，多余的氮留给土壤，供植物吸收；
如果C/N大于25﹕1，有机质分解慢，同时与土壤争氮；
C/N小于25﹕1，有利于有机质分解，并释放大量的氮素。
4．土壤有机物分解的速度主要取决于哪两个方面：
答：土壤有机物分解的速度主要取决于两个方面；内因是植物凋落物的组成，外因是所处的环境条件。
①外界条件对有机质转化的影响：外界条件通过对土壤微生物活动的制约，而影响有机质的转化速度，这些外界因素主要有土壤水分、温度、通气状况、土壤pH值，土壤粘力等。
②残体的组成与状况对有机质转化的影响：有机残体的物理状态，化学组成，及碳氮比影响。
5．土壤有机质的腐殖化过程可分为几个阶段：
答：①第一阶段（原始材料构成阶段）：微生物将有机残体分解并转化为简单的有机化合物，一部分经矿质化作用转化为最终产物（二氧化碳、硫化氢、氨等）。其中有芳香族化合物（多元酚）、含氮化合物（氨基酸或肽）和糖类等物质。
②第二阶段（合成腐殖质阶段）：在微生物作用下，各组成成分，主要是芳香族物质和含氮化合物，缩合成腐殖质单体分子。在这个过程中，微生物起着重要作用，首先是由许多微生物群分泌的酚氧化酶，将多元酚氧化成醌，然后醌再与含氮化合物缩合成腐殖质。
6．土壤有机质的类型及来源：
答：一、土壤有机质的类型：
进入土壤中的有机质一般呈现三种状态：
①基本上保持动植物残体原有状态，其中有机质尚未分解；
②动植物残体己被分解，原始状态已不复辨认的腐烂物质，称为半分解有机残余物；
③在微生物作用下，有机质经过分解再合成，形成一种褐色或暗褐色的高分子胶体物质，称为腐殖质。腐殖质是有机
质的主要成分，可以改良土壤理化性质，是土壤肥力的重要标志。
二、土壤有机质的来源：
①动植物和微生物残体；
②动植物和微生物的代谢产物；
③人工施入土壤的有机肥料。
7．土壤微生物在土壤中的作用：
答：土壤微生物对土壤性质和肥力的形成和发展都有重要的影响。
1．参与土壤形成作用：
２促进土壤中营养物质的转化： ３增加生物热能，有利调节土壤温度：
４．产生代谢产物，刺激植物的生长： ５．产生酶促作用，促进土壤肥力的提高：
8．土壤微生物分布的特点：
答：①物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面。
②植物根系周围存在着种类繁多的微生物类群。
③物在土体中具有垂直分布的特点。
④微生物具有与土壤分布相适应的地带性分布的特点。
⑤壤微生物的分布具有多种共存、相互关联的特点。
9．菌根菌的类型及特点：
答：菌根菌的类型：根据菌根菌与植物的共栖特点，菌根可分为外生菌根、内生菌根和周生菌根。
①外生菌根在林木幼根表面发育，菌丝包被在根外，只有少量菌丝穿透表皮细胞。
②内生菌根以草本最多。如兰科植物具有典型内生菌根。
③周生菌根即内外生菌根。既可在根周围形成菌鞘，又可侵入组织内部，这种菌根菌发育在林木根部。
特点：①菌根菌没有严格的专一性；同一种树木的菌根可以由不同的真菌形成。
②菌根对于林木营养的重要性，还在于它们能够适应不良的土壤条件，为林木提供营养。
③在林业生产中，为了提高苗木的成活率和健壮率，使幼苗感染相适应的菌根真菌，是非常必要的。
④最简单的接种方法，就是客土法，即选择林木生长健壮的老林地土壤，移一部分到苗床或移植到树穴中，促使苗木迅速形成菌根。
10．调节土壤有机质的途径：
答：①增施有机肥料。②归还植物（林木、花卉）凋落物于土壤。③种植地被植物、特别是可观赏绿肥。
④用每年修剪树木花草的枯枝落叶粉碎堆沤，或直接混入有机肥坑埋于树下，有改土培肥的效果。
⑤通过浇水，翻土来调节土壤的湿度和温度等，以达到调节有机质的累积和释放的目的。
一.名词解释：
1.导温率：单位体积土壤吸收热量后升高的温度，单位为cm2/s。
2.导热率：在单位截面（1cm2）、单位距离（1cm）相差1℃时，单位时间（1s）内传导通过的热量（单位J/cm·s·℃）。
3土壤热容量：土壤温度的升降不仅决定于热量的得失，而且决定于热容量的大小。土壤热容量分为重量热容量和容积热容量两种。重量热容量是使1g土壤增温1℃所需的热量（J/g·℃）。容积热容量是使1cm3土壤增温1℃所需的热量（J/cm3·℃）。容积热容量和重量热容量之间的关系是：容积热容量＝重量热容量×容重
4土壤通气量：是指单位时间通过单位土壤截面、单位土壤厚度的气量，通常以ml/s·cm2·cm或ml/s·cm3表示。它是一种量度土壤空气扩散常数的方法。一般多采用CO2作为指示气体，使它在一规定的时间内通过一定容积的土壤而求得其通气量，通气量大，表明土壤通气性好。
5全蓄水量：土壤为重力水饱和，即土壤全部孔隙（包括毛管孔隙和非毛管孔隙）都充满水时的土壤含水量叫全蓄水量（最大持水量）。
6萎蔫系数：当植物表现永久萎蔫时的土壤含水量叫萎蔫系数（凋萎系数）。
7有效水最大贮量：(A=F－W)即田间持水量－萎蔫系数,当此值最大时,即有效水最大贮量。(全溶水－多余水)。
8土壤水分特征曲线：土壤水分特征曲线对同一土样并不是固定的单一曲线。它与测定时土壤处于吸水过程（如渗透过程）或脱水过程（蒸发过程）有关。从饱和点开始逐渐增加土壤水吸力，使土壤含水量逐渐减少所得的曲线，叫脱水曲线。由干燥点开始，逐渐增加土壤含水量，使土壤水吸力逐渐减小所得的曲线，叫吸水曲线。脱水曲线和吸水曲线是不重合的。同一吸力值可有一个以上的含水量值，说明土壤吸力值与含水量之间并非单值函数，这种现象称滞后现象。
9土壤水吸力：不是土壤对水的吸力，而是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态，简称为吸力、张力或负压力。
10土水势：土壤水在各种力（土粒的吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，自由能的变化（主要降低），称土水势。
11田间持水量：悬着毛管水达到最大量时土壤的含水量。
12毛管持水量：土壤中毛管上升水的最大量称为毛管持水量。它是吸湿水、膜状水和毛管上升水的总和。
13毛管悬着水：从地表下渗进入土体的这一部分水分。
14毛管上升水：在地势低洼地区，地下水位浅，地下水借助毛管作用而上升吸持保存在毛管中的水分。
15毛管水：是指存在于土壤毛细管孔隙中，由毛管力吸持的水分。
16最大分子持水量：膜状水的最大量，叫最大分子持水量。（包括膜状水和吸湿水）。
17膜状水：指吸附在吸湿水层外面的液态水膜。
18最大吸湿量：干土从相对湿度接近饱和的空气(≥98％)中吸收水汽的最大量。
二，简答题。
1土水势的特点。
答：土壤中的水分受到各种力的作用，它和同样条件（温度和压力等）下的纯自由水的自由能的差值，用符号Ψ表示，所以，土水势不是土壤水分势能的绝对值，而是以纯自由水作参比标准的差值，是一个相对值。
土水势由:基质势（Ψm）
溶质势（Ψs）
重力势（Ψg）
压力势（ΨP）
等分势构成。
2土壤空气特点。
答：ａ．二氧化碳的含量很高而氧气含量稍低。二氧化碳超过大气中的10倍左右，主要原因是由于土壤中植物根系和微生物进行呼吸以及有机质分解时，不断消耗土壤空气中的氧，放出二氧化碳，而土壤空气和大气进行交换的速度，还不能补充足够的氧和排走大量的二氧化碳的缘故。
b.土壤空气含有少量还原性气体。在通气不良情况下，土壤空气中还含有少量的氢、硫化氢、甲烷等还原性气体。这些气体是土壤有机质在嫌气分解下的产物，它积累到一定浓度时，对植物就会产生毒害作用。
c.土壤空气水气含量远高于大气。除表土层和干旱季节外，土壤空气经常处于水汽的饱和状态。
d.土壤空气组成不均匀。土壤空气组成随土壤深度而改变，土层越深，二氧化碳越多，氧气越少。
3土壤气体交换的方式有几种？哪一种最重要？
答：有两种方式：即气体的整体流动和气体的扩散，以气体的扩散为主。
4土壤空气对林木生长的影响。
答：土壤空气影响着植物生长发育的整个过程，主要表现在以下几方面：
（1）土壤空气与根系发育（2）土壤空气与种子萌发（3）土壤空气与养分状况（4）土壤空气与植物病害
5土壤热量的来源有哪些？
答：1、太阳辐射能
2、生物热
3、地球的内能
6土壤热量状况对林木生长的影响？
答：土壤热量状况对植物生长发育的影响是很显著的，植物生长发育过程，如发芽、生根、开花、结果等都只有在一定的临界土温之上才可能进行。
1.各种植物的种子发芽都要求一定的土壤温度 2.植物根系生长在土壤中，所以与土温的关系特别密切
3.适宜的土温能促进植物营养生长和生殖生长 4.土壤温度对微生物的影响
5.土温对植物生长发育之所以有很大的影响，除了直接影响植物生命活动外，还对土壤肥力有巨大的影响
7土壤水汽扩散的特点。
答：土壤空气中水分扩散速度远小于大气中水分扩散速率.①土壤孔隙数量是一定的，其中孔隙一部分被液态水占有，留给水汽扩散的空间就很有限。
②土壤中孔隙弯弯曲曲，大小不一，土壤过干过湿都不利于扩散（土壤湿度处于中等条件下最适宜扩散）
8土壤蒸发率（概念）的阶段？
答：土壤蒸发率：单位时间从单位面积土壤上蒸发损失的水量。阶段性：
a．大气蒸发力控制阶段（蒸发率不变阶段）b．土壤导水率控制阶段（蒸发率下降阶段）
c．扩散控制阶段（决定于扩散的速率）
一.名词解释：
1.土壤的可塑性:土壤在湿润状态下,受外力作用塑造成各种形状.当外力消失或干燥后，仍能保持其性状的性能.2.土壤粘结性:土粒之间相互粘结在一起的性能.3.土壤粘着性:
是指土壤在湿润状态下,土壤粘着于其他物体的性能.4.土壤耕性:土壤在耕作时反映出来的一切性质
5.适耕期:适于土壤耕作的土壤水分含量所能保持的时间长短.6.土壤结构体:土壤胶结物(有机质,碳酸钙,氧化铁)的作用下,相互团聚在一起形成大小,形状,性质不同的土团.7.土壤结构性:土壤中单粒,复粒的数量,大小,形状,性质及其相互排列和相应的空隙状况等综合特性.8.土壤孔隙度:单位体积内土壤空隙所占的百分数.9.适宜容重:指耕性良好的土壤（适宜于耕作和植物生长）的容重。
10.极限容重:即土壤密度。
11.土壤容重:单位体积自然状态土壤(含粒间孔隙)的重量.12.土壤比重:土壤密度与4℃时纯水密度之比.13.土壤质地:按土壤颗粒组成进行分类,将颗粒组成相近而土壤性质相似的土壤划分为一类,并给予一定名称.14.土壤颗粒组成:土壤中各级土粒的百分含量.15.土壤密度:单位体积固体土粒(单位体积全被土粒占据,不包括粒间孔隙)的质量.(影响因素:矿物组成,有机质含量,土壤质地)
16.硅铝铁率:又称“saf值”,土壤颗粒部分SiO2与R2O2分子数之比,以SiO2／R2O2表示.17.硅铁率:又称
“sa值”,土壤颗粒部分SiO2与Al2O2分子数之比,以SiO2／Al2O2表示.18.当量孔径:与土壤水吸力相当的孔隙直径.19.孔隙比:孔隙体积／土粒体积.20.团粒结构体:具有小水库,小肥料库,空气走廊的作用，调节水气状况能力强,因而是理想的结构体.二.简答题
1.衡量土壤耕性好坏的标准是什么?
答:
土壤宜耕性是指土壤的性能.①耕作难易:耕作机具所受阻力的大小,反映出耕后难以的程度,直接影响劳动效率的高低.②耕作质量:耕作后能否形成疏松平整,结构良好，适于植物生长的土壤条件.③宜耕期的长短:土壤耕性好一般宜耕期长.2.试论述团粒结构的肥力意义?
答:
1小水库:团粒结构透水性好可接纳大量降水和灌水,这些水分贮藏在毛管中.2小肥料库:具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富,团粒结构表面为好气作用，有利于有机质矿质化,释放养分，团粒内部有利于腐殖质化,保存营养.3空气走廊:团粒之间孔隙较大，有利于空气流通。
3.团粒结构形成的条件是什么?
答:①大量施用有机肥 ②合理耕作 ③合理轮作 ④施用石膏或石灰 ⑤施用土壤结构改良剂
4.砂土,粘土,壤土的特点分别是什么?
答:1.砂质土类:
①水→粒间孔隙大,毛管作用弱,透水性强而保水性弱,水汽易扩散,易干不易涝.②气→大孔隙多,通气性好,一般不会积累还原性物质.③热→水少汽多,温度容易上升,称为热性土,有利于早春植物播种.④肥→养分含量少,保肥力弱,肥效快,肥劲猛,但不持久,易造成作物后期脱肥早衰.⑤耕性→松散易耕,轻质土.2.粘质土类:
①水→粒间孔隙小,毛管细而曲折,透水性差,易产生地表径流,保水抗旱能力强,易涝不易旱.②气→小孔隙多,通气性差,容易积累还原性物质.③热→水多汽少,热容量大,温度不易上升,称为冷性土,对早春植物播种不利.④肥→养分含量较丰富且保肥能力强,肥效缓慢,稳而持久,有利于禾谷类作物生长,籽实饱满,早春低温时,由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素.⑤耕性→耕性差,粘着难耕,重质土.3.壤质土类:土壤性质兼具砂质土,粘质土的优点,而克服了它们的缺点.耕性好,宜种广,对水分有回润能力,是理想的土壤类别.5.影响阳离子凝聚能力强弱的因素?
答：土壤胶体通常有负电荷，带负电的土壤胶粒，在阳离子的作用下，发生相互凝聚。
a高价离子凝聚能力大于低价离子。
b水化半径大的离子凝聚能力弱，反之较强（离子半径愈小，水化半径愈大）
c增加介质中电解质浓度也可以。以及有机质，简单无机胶体。
d比表面积越大凝聚能力越强。
一．名词解释：
1土壤胶体:土壤中颗粒直径从1－100um,具有胶体性质的颗粒部分.土壤胶体比普通胶体:①粒径范围扩大②成分更复杂
2净电荷：所带正负电荷的代数和（通常指净负电荷）。
3永久电荷：结晶性的次生粘土矿物发生同晶置换作用而产生的电荷。(比较稳定，难以改变)
4可变电荷：这种电荷的数量和性质随着介质的pH值而改变。
5同晶置换作用:矿物晶体在形成过程中,晶体中某个质点被性质相似的质点所置换,而晶体结构保持不变的现象.特点:大小相近,性质相似，以低代高.6胶粒由胶核，双电层两部分组成：
胶核：是胶粒的基本部分，由粘土矿物，含水氧化物和腐殖质等组成。
双电层的形成：a是由溶液中吸附离子而形成。b是由微粒核表面分子本身解离而产生。双电层由决定电位离子层和补偿电位离子层构成。
7土壤腐殖质的负电荷：主要是于腐殖质的羧基，和酚羟基的氢解离所导致。
8土壤胶体带电的原因：a表面解离释放离子
b同晶置换作用
c边面棱角断键
d吸附离子
9土壤胶体的性质：a具有巨大的比表面积和表面能。
b胶粒的带电性。c土壤胶粒具有分散性和凝聚性。
d土壤胶体对离子有吸附交换作用。
10决定电位离子层：存在于土壤胶体表面，决定着胶体颗粒所吸附的离子电荷种类和电量多少的一层。又称内离子层。
11补偿电位离子层：存在于决定电位离子层外围，于决定电位离子层电荷电位相反，数量相等的一层离子。又称外离子层。
12凝聚的速度与强度决定于：①电解质浓度，浓度↑，凝聚越快。
②电解质的种类，主要是与阳离子价数有关价数↑，凝聚能力越强：
a高价大于低价
b同价离子：（与水化半径有关，H离子几乎不水化）
③带相反电荷的胶体相互作用，也可以发生凝聚作用。
④干燥，脱水，可以使胶体水膜变薄，也可以发生凝聚。
⑤时间过久，胶体陈化作用亦发生凝聚。
13阳离子交换作用：胶粒扩散层中的阳离子，能与土壤溶液中的其它阳离子进行交换，对于这种能使相互交换的阳离子，称为交换性阳离子，而这种交换作用叫阳离子交换作用。
氢离子，铝离子为致酸离子，土壤胶体吸附的其他阳离子叫盐基离子。
14土壤阳离子交换量(CEC):在一定pH值时,土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每Kg土壤的一价离子的厘摩尔数表示,即Cmol(+)/Kg.(pH为7的中性盐溶液)
我国土壤阳离子交换量：由南→北，由西→东，逐渐升高的趋势。
一种土壤阳离子交换量的大小,基本上代表分了该土壤保存养分的能力.即通常说的饱肥性的高低.交换量大的土壤,保存速效养能力大,反之则小.可作为土壤供肥蓄肥能力的指标.15土壤盐基饱和度(BSP):交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分率.答:
我国土壤盐基饱和度:南→北↑,西→东↓
16交换性阳离子的有效度:
答:1根系←→溶液←胶粒
离子交换
2根系←→胶粒
接触交换
17互补离子(陪伴离子):与某种交换性阳离子共存的其他交换性阳离子.18土壤的吸收性能:土壤具有吸收保留土壤溶液中的分子离子，悬液中的悬浮颗粒，气体以及微生物的能力.19互补离子效应:与某种交换性阳离子共存的其他交换性阳离子,又称陪伴离子.对一种离子而言,若其互补离子与胶粒之间的吸附力越大,则越能提高这种离子的有效度.一.影响阳离子交换能力的因素:
答:①电荷电价有关 ②离子半径及水化程度 ③离子浓度 ④土壤pH值 ⑤T的高低
二.影响阳离子交换量的因素:
答:①质地(土壤质地越粘重,含粘粒越多,交换量越大)
②腐殖质,含量↑,交换量↑
③无机胶体的种类,粘粒的硅铁铝率↑,交换量↑(腐>蒙>伊>高>非晶质含水氧化物)④土壤酸碱性
三.阳离子交换作用的特征:
答:
特征：a可逆反应
b等价离子交换
c反应受质量作用定律支配
四.土壤吸收养分作用方式有几种?
答:①土壤离子代换吸收作用（即，物理化学吸收作用）:对离子态物质的保持。
②土壤机械吸收作用:对悬浮物质的保持。是指疏松多孔的土壤能对进入其中的一些团体物质,进行机械阻留。
③土壤物理吸附作用:对分子态物质的保持。是指土壤对可溶性物质中的分子态物质的保持能力。
④土壤吸附作用:对可溶性物质的沉淀保持。是指由于化学作用，土壤可溶性养分被土壤中某些成分所沉淀，保存于土中。
⑤生物吸附作用:植物和土壤微生物对养分具有选择吸收的能力。从而把养分吸收，固定下来，免于流失。
五.土壤胶体的类型（按成分及来源）有哪些?
答：成分:
①无机胶体(各种粘土矿物)
②有机胶体(腐殖质)
③有机无机复合体(存在的主要方式)
来源：
一.影响阳离子交换能力的因素:
答:①电荷电价有关 ②离子半径及水化程度 ③离子浓度 ④土壤pH值 ⑤T的高低
二.土壤阳离子交换量(CEC):在一定pH值时,土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每Kg土壤的一价离子的厘摩尔数表示,即Cmol(+)/Kg.(pH为7的中性盐溶液)
我国土壤阳离子交换量：由南→北，由西→东，逐渐升高的趋势。
一种土壤阳离子交换量的大小,基本上代表分了该土壤保存养分的能力.即通常说的饱肥性的高低.交换量大的土壤,保存速效养能力大,反之则小.可作为土壤供肥蓄肥能力的指标.三.影响阳离子交换量的因素:
答:①质地(土壤质地越粘重,含粘粒越多,交换量越大)②腐殖质,含量↑,交换量↑③无机胶体的种类,粘粒的硅铁铝率↑,交换量↑(腐>蒙>伊>高>非晶质含水氧化物)④土壤酸碱性⑤
四.土壤盐基饱和度(BSP):交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分率.我国土壤盐基饱和度:南→北↑,西→东↓
五.交换性阳离子的有效度:
答:
1根系←→溶液←胶粒
离子交换
2根系←→胶粒
接触交换
六.互补离子(陪伴离子):与某种交换性阳离子共存的其他交换性阳离子.七.土壤吸收养分作用方式有几种?
答:①土壤离子代换吸收作用（即，物理化学吸收作用）:对离子态物质的保持。
②土壤机械吸收作用:对悬浮物质的保持。是指疏松多孔的土壤能对进入其中的一些团体物质,进行机械阻留。
③土壤物理吸附作用:对分子态物质的保持。指土壤对可溶性物质中的分子态物质的保持能力。
④土壤吸附作用:对可溶性物质的沉淀保持。是指由于化学作用，土壤可溶性养分被土壤中某些成分所沉淀，保存于土中。
⑤生物吸附作用:植物和土壤微生物对养分具有选择吸收的能力。从而把养分吸收，固定下来，免于流失。
八.粘土矿物的基本构造单元是什么?
答：是硅氧四面体和铝水八面体。
第八章.土壤酸碱性及缓冲性
1土壤缓冲性:就是土壤的pH值在自然条件下,不因土壤酸碱条件的改变而产生激烈的变化。
2缓冲量:指土壤溶液每改变一单位pH值时，所需一定浓度的酸液或碱液量。
3指示植物:对pH反应非常敏感，只能生长在特定环境下。
Na碱化度（ESP）:交换性钠离子的数量占阳离子交换量的百分数。
5总碱度:是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根，重碳酸根的总量。
6活性酸度:由于土壤溶液中游离的H离子,所表现的酸度。大小决定于土壤溶液中H离子浓度.7潜性酸度:土壤胶体上吸附的H离子和Al离子所引起的酸度.一.土壤酸性的形成:
1.土壤中氢离子的来源:①水的解离
②碳酸的解离
③有机酸的解离
④无机酸
⑤酸雨
2.土壤中铝的活化。
二.土壤碱性的形成机理（即土壤中OH根的来源）:土壤溶液中氢氧根的来源主要是钙、镁、钠、碳酸盐和重碳酸盐以及土壤胶体表面吸附的交换性钠水解的结果:
1.碳酸钙水解 2.碳酸钠水解 3.交换性钠的水解
三.土壤酸度的指标:土壤酸性一方面是由土壤溶液中的氢离子引起的,另一方面也可以由被土壤胶体所吸附的致酸离子(氢,铝)所引起.前者为活性酸,后者潜性酸.酸性强度排列:潜性酸＞水解酸＞代换性酸＞活性酸
四.土壤碱性的指标:指总碱度和碱化度（见名词解释）
五.土壤缓冲性产生的原因:
①土壤具有代换性,可以吸附H,K,Na等很多阳离子②土壤中存在许多弱酸及其盐类,构成缓冲系统
③土壤中有许多两性物质,可中和酸碱
④在酸性土壤中,Al离子能起缓冲作用.六.土壤缓冲性的强弱指标及其影响因素:
强弱指标即缓冲量,影响因素有①粘粒矿物类型②粘粒的含量③有机质的影响
七.土壤酸碱性差异的原因:
八.石灰改良酸性土的作用?
①中和土壤酸性②增加土壤中钙素营养，有利于微生物活动促进有机质分解③改良土壤结构
石灰用量=土壤体积×容重×阳离子交换量×(1－BSP)
单位:Kg/公顷
土壤计算题：
1.已知某田间持水量为26%,土壤容重为1.5,当土壤含水量为16%,如灌一亩地使0.5m深的土壤水分达到田间持水量,问灌多少水?
解：（26－16）%×1.5×667×0.5=50（m3/亩）
2.容重为1.2g/cm3的土壤，初始含水量为10%，田间持水量为30%，降雨10mm，全部入渗，可使多深土层达到田间持水量？
解：10%×1.2=12%
30%×1.2=36%
土层厚度=10/（36%－12%）=41.7mm
3.一容重为1g/
cm3的土壤，初始含水12%，田间持水量为30%，要使30cm厚的土层含水达到80%，需灌水多少？
解：12%×1=12%
30%×80%=24% 24%－12%=12%
12%×0.3×667=24
m3
4.某红壤的pH值5.0，耕层土重2250000kg/hm2，含水量位20%，阳离子交换量10cmol/kg，BSP60%，计算pH=7时，中和活性酸和潜性酸的石灰用量。
解：2250000×20%×（10-5－10-7）=4.455molH+/hm2
4.455×56÷2=124.74g/hm2
2250000×10×1%×40%=90000mol
H+/hm2
90000×56÷2=2520000g
5.一种石灰性土壤，其阳离子交换量为15
cmol（+）/kg，其中Ca2+占80%，Mg2+占15%，K+占5%，则每亩（耕层土重15万kg/亩）土壤耕层中Ca2+，Mg2+，K+的含量为多少？
解：150000×15×1%=22500mol
22500×80%÷2×40=360000g
22500×15%÷2×24=40500g
22500×5%×39=43875g
6.土壤容重为1.36t／立方米，则一亩（667平方米）地耕作层，厚0.165m的土壤重量是多少？该土壤耕层中，现有土壤含水量为5％，要求灌水后达到25％，则每亩灌水定额为多少？
解：667×0.165=110.055t 110.055÷1.36×(25－5)％=16.185立方米
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