实验实习指导书.doc

《土壤侵蚀原理》 实验实习指导书 （水土保持与荒漠化防治专业适用） 水保与水利工程系 2008年4月 前 言 《土壤侵蚀原理》是水土保持与荒漠化防治科学研究的基础，在水土保持科学中具有十分重要的地位。 《土壤侵蚀原理》是水土保持与荒漠化防治专业本科生一门必修的骨干性专业基础课程。通过本课程的学习，主要使学生具备土壤侵蚀方面的基本知识，认识土壤侵蚀的基本规律，并掌握水土资源管理及土壤侵蚀监测、调查和评价的基本技能，同时为本科生后续课程学习，如流域管理学、荒漠化防治工程学、水土保持工程学、林业生态工程学等专业课程，以及今后独立解决水土保持与荒漠化防治中的具体问题，奠定坚实的认知基础、理论基础和技术基础。 为巩固和深化土壤侵蚀原理课程所讲内容，不断提高学生动手能力，完成本课程实习实验是教学中的重要环节之一。 目前本课程的实习实验分为室内和野外两个部分。根据安排的实验课时、实验室条件和经费投入情况，可全部或选择其中部分内容进行。 编者 2008.04 室内实验 室内实验地点在山西农业大学林学院水保与水利工程系土壤侵蚀实验室、土力学实验室、水土保持规划实验室。 实验一 土壤自然含水量的测定方法原理 将采回一定量的新鲜土样在1052℃烘至恒重（约68h），求出土壤失水重量占烘干土重的百分数。通常以干土中含水多少来表示。在进行土壤理化分析时，需要先在105℃下烘干以测定风干土样的吸湿水含量，并以烘干样品重为相对统一的计算标准使各项各次分析结果可互相比较。 2测定步骤 风干土壤吸湿水的测定取编有号码的水分皿或小铝盒需打开盒盖烘干后冷却在电子天平上称得其恒重（W），平铺入约5g风干土样，再准确称重（W），放入烘箱中，在105110℃烘烤8取出，加盖后放在干燥器内冷却至室温，立即称重（W），必要时重复烘烤。冷却称重，以验证是否恒重（两次重量之差不大于3mg）结果计算：（以烘干土壤为基础的水分%） ⑵新鲜土壤水分测定 取大的水分皿或大铝盒在田间钻取代表性土样，挖取土钻中部土样20g左右迅速装入已知重量（W1）的铝盒，带回实验室再称重（W2）。同测定土壤吸湿水步骤相同。立即烘烤，冷却称重（W3），依上式计算土壤水分%。 土壤容重的测定 1概念 土壤容重是指土壤在未破坏自然结构的情况下，单位容积的干土重，以gcm3表示。土壤容重及孔隙度是土壤松紧状况的反映，而它们和土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关，并可作为判断土壤肥力高低的一项重要指标。测定土壤容重的方法很多，如环刀法蜡封法用于求不规则样的体积水银排开法γ射线法，常用的是前两种方法。现介绍常用的环刀法，此法操作简便，结果比较准确，且能反映田间实际情况。方法是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。 2主要仪器环刀、环刀托、削土刀、铁铲、天平感量0.1、白瓷盘、滤纸。 3 测定方法 先在田间选择挖掘土壤剖面位置，然后挖掘土壤剖面，观察面向阳，挖出的土放在土坑两边，挖的深度一般是或见到地下水为止。如测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次，分层采样，每层重复三次。将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍擦凡士林。将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。若土壤层坚实，可用手锄慢慢敲打，环刀压入时要平稳，用力一致。用修土刀切开环刀周围的上样，取出已装土的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土。同时，在同层采样处，用铝盒采样，测定自然含水量。把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重精确到0.01，并记录。将装有样品的铝盒烘干称重精确到0.01，测定土壤含水量，或直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。 4 结果计算 环刀容积按下式计算 V=π r2h式中：V环刀容积3）；r为环刀内半径h为环刀高度按下式计算土壤容重 式中：ρs土壤容重3）；g为环刀内湿样重V为环刀容积3）；W为样品含水量 ⑶允许误差 此法允许平行绝时误差0.03（g/cm3），取算术平均值。 如不测定土壤自然含水量，则环刀内的土壤全部无损地移入已知重量的大铝盒中，烘干至恒重。 按下式计算土壤容重。 式中：ρs土壤容重3）；Ws为烘干土重V为环刀容积3）。 实验三 不同粒径沙粒休止角测定 1 实验目的 维持坡面物质稳定的力主要由四个方面组成，一是组成坡面物质的休止角；二是坡面物质间的摩擦阻力；三是坡面物质之间的粘结力；四是穿插在土体中植物根系的固结作用力。 本实验就是在排除（不考虑）后三种作用力的情况下，探讨组成坡面物质的休止角与坡面稳定之间的相关关系。 2 实验原理 沙粒的休止角大小受三方面影响： 一是随其水分含量的变化而发生变化，水分含量升高时，其休止角变小，二者呈现负相