土壤农作学实验指导书最终概要.docx

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土壤农作学实验指导书最终概要

土壤学与农作学及微灌工程技术

试验指导书

新疆农业大学水利与土木工程学院

农业水利工程及水土保持教研室

实验规则

1.做好实验前的预习及准备。

每次实验前务必将指定项目的实验指导仔细阅读，熟悉每项实验的目的、原理、方法和操作程序，并复习教材或笔记中有关部分，使实验进行时能独立操作及分析实验结果

2.保特室内安静，在实验中不得随意走动或谈话，以免影响他人实验。

3.要爱惜国家财物。

每一位同学应本着爱护国家资财及节约的精神，对器具谨慎使用，如有损坏，应立即报告指导教师，并进行登记。

4.遵守仪器、器具使用规定。

贵重仪器使用时，应有教师在旁指导，未明了正确使用方法前，切勿乱动，以免损坏仪器。

凡属公用器具及药品，不得拿到自己桌上，用后应放回原处，以便他人使用。

5.保特室内的清洁卫生。

实验室不准随地吐痰或乱掷废纸屑。

每次实验结束后，每组负责清洗并整理本组的实验器具及桌面，以养成良好的工作习惯；值日生应负责扫地、抹桌、倒污水等工作，以保特实验室的整洁。

6.认真做好实验观察及实验报告。

当实验有继续观察必要时，应按时观察。

凡需同学负责照管的实验，必须按规定管理。

7.实验完毕后，应按规定格式书写实验报告，并按指定日期交给指导教师批阅。

实验报告内容应包括：

实验日期；实验题目；实验目的；实验基本原理；实验材料、仪器设备、药品；实验方法与步骤；实验结果与分析。

8.实验结果应根据自己实验所得如实记录，不得擅自修改。

如因不严格按实验操作规程进行实验，而导致实验失败时，必须重做。

试验一土壤水分的物理性质的测定

土壤水分常数，是农田灌溉中，控制灌水上下限的重要土壤水分指标，因此对于农业水利工程专业，掌握土壤水分常数，特别是田间持水量的测定方法显得尤为重要。

通常田间持水量的测定方法通常分为田测法和室内法（环刀法）。

本节试验共分3个试验，包括：

田间持水量、最大毛管持水量、全持水量的测定。

一、试验目的：

通过试验，掌握田间持水量、最大毛管持水量、全持水量的测定方法。

二、试验仪器及步骤

1环刀法测田间持水量的测定

（1）仪器用品：

电子天平（感量0.01g）、环刀（100cm3）、土壤筛（筛孔1mm）、烘箱、铝盒、干燥器、滤纸、搪瓷盘等。

（2）方法步骤：

1）用环刀采回原状土样，带回室内。

在有孔的底盖中铺一层滤纸，盖在环刀的一端，并将此端向下，放在白糖磁盘中。

向盘内加水，水面保持在距环刀上缘1～2mm处，切勿使环刀面上淹水。

2）在相同的图层中采土，风干后通过1mm筛孔，装入另一个环刀中，装时要轻拍击实，并稍装满一些。

3）将经饱和的湿土环刀底盖打开，连同滤纸一起放在装有同类风干土的环刀上，为使其接触紧密，可在环刀上加压重物。

4）两环刀接触8小时后，从原状土中取土10～20g，至于铝盒中，立即称重，计为m盒+湿土，将铝盒置于烘箱中，在105~110℃条件下，烘至恒重（6～8h），再称重，计为m盒+干土，根据公式计算出土壤质量含水量，此即为接近土壤的田间持水量。

本试验要进行2~3次重复，重复间允许误差为1%。

2毛管持水量的测定

（1）仪器用品：

电子天平（感量0.01g）、环刀（100cm3）、烘箱、铝盒、干燥器、滤纸、搪瓷盘等。

（2）方法步骤：

1）用环刀采回自然土样2～3个（取土方法同土壤容重测定取土法），将两端切齐，带回室内。

2）将环刀有孔盖的一端垫上滤纸，直立放入盛有薄水层（内放湿毛巾）的搪瓷盘内。

盘内水层维持在2～3mm左右。

水分通过毛管作用沿毛管孔隙上升，使环刀内土面呈现湿润（约12个小时左右可达到饱和）时，进行称重（准确到0.1g）

3）称重后再将环刀放入盘内，继续吸水2小时左右，取出再称重，直至达到恒重为止。

4）从环刀中心取土15～20g，放入铝盒，称重（精确到0.01g）。

5）将铝盒放入105～110oC烘箱中烘干至恒重（精确到0.01g）。

再按照烘干法计算含水量。

3全持水量测定

（1）仪器用品：

电子天平（感量0.01g）、环刀（100cm3）、削土刀、烘箱、滤纸、大烧杯等。

（2）方法步骤：

1）用环刀采回自然土样2～3个（取土方法同土壤容重测定取土法），将两盘切齐，带回室内。

将环刀有孔盖的一端垫上滤纸，直立放入盛水的大烧杯中，使杯中的水面几乎与环刀筒面一样高度（但不能淹没环刀筒面，以免封闭空气，影响饱和水量），放置4～12小时，直至土壤表面现水为止。

2）从杯内取出环刀，擦干称重，再放入盛水的烧杯内2～4小时，再取出称重，直至恒重。

3）将环刀内的土样全部取出，仔细混合，然后从中取出一部分土样，用烘干法测定出含水量，即为土壤的全持水量。

烘干法测定土壤含水量记录表

盒号

盒重

（g）

盒+湿土重（g）

盒+干土重（g）

干土重（g）

水分重（g）

含水量（%）

试验二小液流法测定作物液水势

科学实验证明：

作物水分不足时，首先会灵敏地反映在水分生理上，利用各种水分生理指标指导灌水，能及时合理地保证作物生长发育对水分的需要，从而获得更高的产量。

水分生理指标主要有叶水势、细胞液浓度和气孔开度等。

植物体内的生理生化活动与其水分状况密切相关，而植物组织的水势是表示植物水分状况的一个重要生理指标。

目前，植物组织水势的测定主要有几种方法：

小液流法、折射仪法、压力室法、露点法、热电偶法。

前两种方法虽然简便，但精确性差。

压力室法较适于测定枝条或叶柄导管的水势。

露点法、热电偶法较适宜测定柔软叶片的水势，且精确度高，可在一定范围内重复测定叶片的水势，是较好的水势测定方法。

植物的水势可作为制定灌溉的生理指标。

一、试验目的：

掌握作物的叶水势测定原理和测定方法，本次试验主要讲述小液流法。

二、方法原理

将待测的作物叶组织浸入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，作物叶组织便开始与蔗糖溶液进行水分交换。

若叶组织的水势小于外界糖液的渗透势，则叶组织就会从糖液中吸水，而使糖液浓度变大。

反之，则向外排水而使糖液浓度降低。

若二者相等则浓度不变，说明叶组织中溶液与糖液间的水分交换成动态平衡，亦即等渗浓度。

故可根据糖液浓度的变化来测定作物组织的水势。

小液流法又称浓度不变法。

因糖液浓度的变化和比重有一定的相关性。

将浸过叶组织的一系列不同浓度的糖溶液，经染色后，分别滴入相应浓度的未浸过叶片的糖液中，由于浓度和比重不同，使滴出的液滴出现向上或者向下的现象，而液滴不作上下流动的浓度，即为等渗浓度。

据此可计算出被测叶组织的水势。

三、材料、设备及试剂

1.材料：

植物叶片；马铃薯块茎等。

2.仪器设备：

钻孔器、毛细滴管、量筒、试管、试管架、试剂瓶、小滴瓶、温度计等。

3.试剂：

1mol·L－1蔗糖液；次甲基蓝。

四、实验步骤

1.系列糖浓度配制

1.1取干燥洁净试管6支，贴上标签，编号，用1mol·L－1蔗糖母液配成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mol·L－1浓度的糖液，各管总量为10ml，并塞上塞子（防止浓度改变），作为甲组。

1.2另取干燥洁净的小瓶6个，标明0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mol·L－1浓度，分别从甲组取相应浓度糖液1ml盛于小瓶中，随即塞上塞子，作为乙组。

2.取样及测定

2.1选取生长一致的叶片，用直径为0.5cm的打孔器钻取圆片，在玻璃皿内混匀，然后用镊子把圆片放进乙组小瓶中，每瓶放15～20片，（若采用植物块茎如马铃薯，先用打孔器钻取圆条，然后切成约1mm厚圆片，每瓶放5片），立即塞紧塞子，放置40min左右，其间轻轻摇动几次，以加速平衡。

2.2到预定时间后，各小瓶加入几粒次甲基蓝染色，摇匀，用毛细滴管，分别从乙组中取出溶液，插入甲组原相应浓度蔗糖溶液的中部，轻轻挤出毛细滴管内的溶液，使成小液滴，并小心地抽出毛细滴管（注意勿搅动溶液），注意观察哪些管的小液滴往上移动，哪些管的小液滴往下移动，那一管的小液滴静止不动。

如果某一管中的小液滴悬浮不动，则说明该管溶液与小液流的密度相等，也即植物组织与该浓度糖液间未发生水分净交换，植物组织的水势等于该糖液的水势，根据公式算出该糖液水势也即得出植物组织水势。

若前一浓度溶液小液流下沉，而后一浓度溶液中上浮，则组织的水势值介于两糖液水势之间，可取平均值计算。

2.3结果记录

记录表如下：

叶组织水势记录表

糖液浓度（mol/L）

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

小液流方向（用箭头表示）

叶组织水势（105Pa）

2试剂用品

（1）次甲基蓝

（2）蔗糖溶液：

取蔗糖342g溶于1L水中，此为1mol/L的蔗糖溶液。

然后根据需要再稀释成各种不同浓度（如依次相差0.1或0.5mol/L）的一系列糖溶液备用。

（3）用品：

钻孔器、毛细滴管、量筒、试管、试管架、试剂瓶、小滴瓶、温度计等。

3操作步骤

（1）将不同浓度的蔗糖溶液，分别以1ml和4ml，置于两组干燥洁净的试管中，塞好瓶塞，贴上标签，标明浓度。

（2）用钻孔器钻取待作物一定部位（如棉花一般是株顶部第四功能叶）的叶片（如没有钻孔器，用剪刀取同样大小的叶片也可），取相同的数量，分别投入盛有1ml蔗糖溶液的一组试管中，并使全部浸没于溶液中。

（3）经过30～40min后（此期间经常摇动试管），分别取微量的次甲基蓝粉末投入试管中，使溶液染色。

（4）用毛滴细管（也可用1ml的移液管代替）吸取着色溶液（按顺序由底浓度到高浓度），分别放入相应浓度的4ml糖液的一组试管中。

放时应注意将滴管尖端置于糖液的中央，缓缓滴出，并仔细观察着色溶液的小液流的运动方向。

若液流运动方向向下，说明该溶液由于叶组织吸水而变浓，比重变大；若液流向上，则说明该溶液由于叶组织中排水而变稀，比重变小；如果在某一浓度的溶液中小液滴静止不动，说明该溶液的浓度没有发生改变，此即等渗浓度。

如果小液流在前一浓度的溶液中下沉，而在后一浓度的溶液中上升，则等渗浓度介于此两种浓度之间。

4结果结算

找出等渗溶液浓度后，叶组织的水势就可以按照下式进行计算：

ψw叶（105Pa）=-C糖RTi×1.013

式中：

C糖——糖溶液的浓度（mol/L）；

R——气体常数=0.082；

T——绝对温度=实验时温度+273；

i——等渗系数，蔗糖的等渗系数=1；

1.013——将以大气压为单位换算成以105Pa为单位的系数

实验三

作物细胞液浓度的测定

作物组织细胞液浓度大小与作物的水分代谢、生长和抗性以及外界水分条件有密切关系。

细胞液浓度愈大，说明作物组织中的水分愈少，外界的供水状况差。

因此，测定细胞液浓度可得知作物的需水情况，作为灌溉的生理指标。

实验目的：

掌握利用阿贝折射仪测定细胞液浓度的原理和方法。

1方法原理

根据光学原理，当光线从某种透光介质射入另一种透光介质时，其方向便发生改变（即折射或折光）。

由于折光率不同（入射角正弦值与出射角的正弦值之比）随介质的种类及浓度而异，亦随温度而变化。

因此，在同一温度下，可以鉴别不同物质或同一物质的不同浓度。

作物组织细胞液浓度在不同浓度的情况下，其折光率也不同。

选取待测作物一定部位的叶片（或块根，多汁果实等）榨出细胞液汁液，置于阿贝折射仪（或手持糖量计）中观察，根据折光率的大小可迅速而简便地测出细胞液浓度。

2仪器用品

阿贝折射仪（或手持糖量计）、榨汁钳、打孔器、温度计、拭镜纸、小滴管等。

3操作步骤

（1）在开始测定前，必须先用蒸馏水或用标准试样校对读数。

如用标准试样则对折射棱镜的抛光面加1—2滴溴代萘，再贴上标准试样的抛光面，当读数视场指示于标准试样上之值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差则用螺丝刀微量旋转小孔内的螺钉，带动物镜偏摆，使分界线相位移至十字线中心。

通过反复地观察与校正。

使示值的起始误差降至最小（包括操作者的瞄准误差）。

校正完毕后，在以后的测定过程中不允许随意再动此部位。

（2）榨取汁液。

如待测作物样品为多汁的大型果实（如番茄、梨等）或块根、块茎，可将表面的泥土洗净，用打孔器在待测部位打出圆柱状组织，切下适当的小块，置于榨汁钳上榨汁。

小型多汁材料直接榨汁即可。

如测定作物叶片汁液浓度，则最好在田间进行，选取有代表性植株，将待测叶片上的尘土擦净，取下后迅速将叶片叠成方块状，用榨汁钳榨出汁液。

（3）用干净滴管吸取刚榨出来的汁液，滴2～3滴于折射棱镜表面，并将进光棱镜盖上，用手轮锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。

打开遮光板，合上反射镜，调节目镜视度，使十字线成相清晰，此时旋转手轮并在目镜视场中找到明暗分界线的位置，再旋转手轮使分界线不带任何彩色，微调手轮，使分界线位于十字线的中心，再适当转动聚光镜，此时目镜视场下方显示的示值即为被测液体的折射率。

视场中示值上半部读数，即为蔗糖溶液质量分数。

（4）观察记录完毕后，用蒸馏水将棱镜上的汁液冲洗干净，用拭镜纸擦干。

鉴于一般仪器均系标准温度（20oC）设计而成，在非标准温度测量时，若果要获得准确数据，则应进行修正。

即利用温度修正表（见仪器说明书中的附表），在原有的读数上，加上（大于20oC）或减去（小于20oC）测定温度时的修正值，既得正确读数。

手持糖量计的设计原理与阿贝折射仪相同，具体使用方法可参看说明书。

用这种仪器进行测定，精度不如阿贝折射仪的。