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土壤学实习报告

土壤学实习报告

引言

土壤是固态地球表面具有生命活动、处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层。

它既是独立的历史自然体,也是最易受人类活动影响、为人类提供食物的自然资料。

土壤和人类的关系十分密切,因为人类生存必须发展农业,以取得食物。

农业生产,首先是绿色植物的生产,是以土壤为物质基础的。

各种作物都是在土壤里扎根立足,并通过根部从土壤里取得养分和水分,才能生长繁茂。

其次,人们饲养动物,也必须以植物为饲料。

很明显,没有土壤,也就没有农业。

为了发展农业生产,人们必须重视土壤资源的开发、利用改良。

科学地开发和利用土壤在国民经济建设,特别是在农业生产和改善环境中具有重要作用。

土壤学作为主要研究土壤中的物质运动规律及其与环境间相互关系的科学,是农业科学和资源环境科学的基础学科之一。

土壤学在农业生产、环境保护以及工程建设中发挥着直接而又重要的作用,特别是土壤学的研究成果在农业生产上所做出的重大贡献,为土壤学的进一步发展奠定了基础。

土壤学实习,是土壤学教学的重要环节之一,通过实习,一方面把课堂教学与野外实际结合起来,印证、巩固、充实和提高课堂所学的理论;另一方面通过对野外土壤观察研究,初步掌握土壤调查的基本技能和方法,并通过课程论文写作,培养学生初步科研能力;同时使学生认识到土壤学的重要性并激起学生对土壤学的兴趣和热爱。

基于以上理由,作为学习土壤学的学生,我们于2005年12月12日至16日期间,对珠江三角洲土壤进行了一次详细地实习考察。

一、实习概况与记录

实习概况:

实习时间:

2005年12月12日—16日

指导老师:

资源环境学院院长李华兴教授,卢瑛副教授,刘远金高级实验师,郭彦彪讲师。

实习工具:

铁锹、镐、PH指示剂、口盅、瓷块两块、卷尺、比色卡、采样袋两个、刀。

我们的行程为三天,路线是:

中山民众镇—中山五桂山—中山三乡镇—珠海香洲区—广州火炉山—广州茶山—华南农业大学农场。

在这三天中,我们挖掘了各个地点的土壤剖面进行观察、分析了其土壤类型及性质、探讨了其土壤形成因素、采集了一些土壤样品、考察了一些土壤侵蚀的情况、并了解到了各个地点土壤的综合利用方式。

我们对各个地点和老师们的讲解都作了详尽的记录。

第三天下午,我们听取了李华兴院长的关于土壤学发展现状和展望的专题讲座,获益匪浅。

第四天我们在实验室里制备土壤样品和精确测定它的PH值。

第五天我们将各组的记录做成报告,进行了总结交流。

原始记录:

地点一:

中山市民众镇千禧草场

时间:

12月12日上午

经纬度:

22°38’01’’N113°28’36’’E

基本特点:

该点为草地,没有显著的土壤侵蚀情况。

排水情况良好。

土壤剖面层理性明显,底部长期浸水。

该地的植被为草本,草本植物的须根比较发达,可使根层形成良好的土壤结构,促进肥力的提高,形成较深厚的土壤有机质层,而且品质较好,盐基饱和度高。

表一

剖面性状(分3层):

层次

淋溶层(I)

淀积层(II)

潜育层(III)

深度(cm)

0~6

6~13

>13

干湿状况

较干,有一定的水分,但不多。

较干,与I层差不多

很湿

颜色

青灰色

腐殖质

质地

中壤

粘土

结构

团粒

团粒

团粒

坚实度

孔隙度

新生体

侵入体

根系

细根,多

细根,仅上层稀少分布

酸碱度

7~8,偏8

6~7,偏7

6~7,偏6

石灰质

其他

地点二:

中山市五桂山

时间:

12月12日上午

经纬度:

22°24’45’’N113°25’05’’E

成土母质:

花岗岩

土壤类型:

赤红壤

基本特点:

该点的土壤类型为赤红壤,土壤层很深,剖面层次分异明显。

该点的地形为丘陵,高度>=500m,此处环山,为盆地地貌。

农民因地制宜,综合利用此处的特殊地形,发展立体农业。

从山上到山脚,植被分别为:

马尾松-台湾相思-茶树-菜田,并于山脚处挖塘养鱼。

表二

剖面性状:

(分3层,测量地点为山丘底部的剖面层)

层次

腐殖质层(I)

淀积层(II)

母质层(III)

深度(cm)

5

5~200

>200

干湿状况

颜色

灰褐

肉红

浅红

腐殖质

不高

质地

中壤

砂壤

砂壤

结构

单粒/块状

块状

块状

坚实度

松,但较I实,用指甲可以弄碎

松,但较I实,用指甲可以弄碎

孔隙度

新生体

Fe、Mn结核(黑斑块)

侵入体

根系

多根,且根土缠结,有粗根

无根

无根

酸碱度

4.5~5,偏5。

(5cm处)

4.5(1m处)

5.8(2m处)

石灰质

其他

地点三:

中山市三乡镇菜地

时间:

12月12日中午

经纬度:

22°28’01’’N113°28’36’’E

土壤类型:

酸性硫酸盐土

基本特点:

位于路边,地势平坦,为菜园地。

质地很粘,由于农民大量使用石灰,导致原本应呈酸性的土壤呈碱性。

地点四:

中山市三乡镇稻田

时间:

12月12日下午

经纬度:

22°21’36’’N113°26’55’’E

土壤类型:

酸性硫酸盐土

基本特点:

地势平坦,为水稻地。

质地很粘。

表三

剖面性状:

层次

耕作层(I)

犁底层(II)

氧化还原层(III)

木屎层(IV)

深度(cm)

0~13

13~18

24~50

>50

干湿状况

颜色

浅褐

青灰,有黄斑和褐黄斑

青灰

腐殖质

质地

结构

团状

团状

团状

团状

坚实度

疏松

孔隙度

新生体

有硫磺,铁管生成

侵入体

有磁片

根系

酸碱度

石灰质

其他

地点五:

珠海市香洲区水土保持站

时间:

12月12日下午

经纬度:

22°17’55’’N113°31’36’’E(于最后没有治理的崩岗处)

成土母质:

花岗岩

观察内容:

观察崩岗侵蚀治理前后的情况。

(土壤侵蚀-水土流失-割沟-崩岗;有植被的地方有根系所以土壤得以保持;地表有一些柱状体,其顶部为石英砂砾)

治理方法:

上拦下堵中间削。

上拦:

选择耐旱的植物种植,绝大部分为次生植被;下堵:

建坝;中间削:

削成梯田状。

待整个侵蚀情况稳定后,崩岗中部的沟才可以种植一些植物。

地点六:

火炉山

时间:

12月13日上午

成土母质:

花岗岩

经纬度:

23°11’04’’N113°23’07’’E

土壤类型:

赤红壤

1、土壤侵蚀

(1)、观察的地点为火炉山的两条防火林带

(2)、第一条防火林带种植的乔木为荷木,无灌木层和草本层。

各种的成土作用显著,但由于该地坡度大,在水流的冲刷下,土层积累难,成土母质裸露。

该防火林带位于山脊,分水作用显著,所以土壤侵蚀现象不明显。

(3)、第二条防火林带位于山沟,是积水带,有因水流冲刷而形成的沟,土壤侵蚀明显。

该处除了种植乔木外,还种了一些着火点较高的灌木,以保持水土。

2、剖面所处的地形为约200~300m高丘陵。

植被以次生植被为主。

脱硅富铝化和腐殖质化作用强烈。

表四

剖面性状:

层次

枯枝落叶层

腐殖质层

过渡层

淀积层

深度(cm)

3

3~9

9~62

>62

干湿状况

颜色

灰褐

橙黄

腐殖质

质地

轻壤

中壤

重壤

结构

团粒

坚实度

疏松

疏松

较坚实

很硬

孔隙度

新生体

侵入体

根系

有,大小不一

有大根

酸碱度

4~4.5,偏4,比III酸

上层和下层相差不大,均是处于4~4.5,偏4

4.5~5,偏5

石灰质

其他

地点七:

茶山

时间:

12月13日下午

茶山为一矮小的丘陵,其北坡的成土母质主要是花岗岩、石英岩,南坡是砾岩和红色砂页岩。

样一:

(23°09’00’’N113°20’53’’E)

位于丘陵北坡的中部,植被以次生的为主,长有大量的芒萁。

表五

层次

新腐殖质层

新淀积层

原腐殖质层

原淀积层

深度(cm)

1~5

5~25

25~30

>30

干湿状况

颜色

深灰

橙灰

灰褐

腐殖质

薄,中

质地

结构

坚实度

松,较I实

实,较II松,较I实

最实

孔隙度

新生体

侵入体

根系

酸碱度

4.5左右

石灰质

其他

样二:

(23°08’58’’N113°20’56’’E)

位于茶山山顶。

成土母质为石英岩,由于其难风化,所形成的土壤很薄。

表六

层次

堆积层

腐殖质层

深度(cm)

1~22

>22

干湿状况

颜色

灰褐

棕褐

腐殖质

质地

轻壤

结构

坚实度

较松

孔隙度

新生体

侵入体

塑料膜

根系

酸碱度

4.5

石灰质

其他

有岩石碎块

样三:

(23°08’55’’N113°20’55’’E)

位于茶山南坡,母质为砾岩,风化产物颗粒较大,土壤含碎屑,颜色淡红。

表七

层次

堆积层

腐殖质层

淀积层

母质层

深度(cm)

15

1

16~40

>40

干湿状况

颜色

褐红

褐黄

浅橙

腐殖质

质地

中壤

结构

坚实度

最松

孔隙度

新生体

侵入体

根系

酸碱度

其他

有石块

地点八:

华南农业大学农学院实验基地

时间:

12月14日上午

土壤类型:

水稻土

特点:

因为冬季寒冷干燥,所以土地干裂坚硬,耕地硬化,地下水位较深,潜育层较深,剖面有锈纹,由上到下逐渐软化。

观察抽取地下0—40米的土壤样本,可以看到耕作层(赤红色),犁地层(土黄色),氧化还原层(浅黄),岩石圈(花岗岩),各层的土样中均含有一些细小的岩石矿物。

表八

层次

耕作层

犁底层

氧化还原层

深度(cm)

0~20

20~27

>27

干湿状况

颜色

褐黄

锈红色中夹杂着细小的白斑

腐殖质

质地

中壤

重壤

粘土

结构

团粒

坚实度

孔隙度

新生体

锈红,锈斑

侵入体

线,塑料膜

陶瓷片

根系

酸碱度

5.7

5.7

锈红:

5.9,朱古力色土:

6.3

石灰质

其他

有一大块朱古力色的身份未明的土壤。

二、实习内容与分析

我们的实习内容主要有八个方面,下面是就八个方面对实习记录的归类和分析。

当然,其中有自己的体会和收获。

1、华南主要成土岩石:

华南地区的成土岩石主要有:

岩浆岩(花岗岩、玄武岩),沉积岩(砾岩、砂岩、页岩、石灰岩),变质岩(石英岩)。

我们的观察点中山五桂山、珠海香洲区水土保持站、广州火炉山、广州茶山北坡的成土岩石均为花岗岩。

花岗岩构成的矿物为石英、长石和云母,它们受热的膨胀系数差异大,当昼夜温度有较大变化时,容易破裂、分离而风化,形成的风化层比较厚,而结构明显地分为表土层、心土层、半风化层和半风化砾石层,都含大量石英砂,颗粒粗细不一。

华南花岗岩风化形成的地形,比较平缓,土壤中砂粒和粘粒均有一定数量,酸性大。

花岗岩发育形成的赤红壤地区在华南分布极广,我们的观察点中山五桂山、珠海香洲区水土保持站、茶山北坡均为赤红壤。

华南大部分地区高温多雨,化学风化强烈,流水侵蚀严重,尤以花岗岩发育形成的赤红壤地区极为普遍。

如中山五桂山,因水土流失严重造成3333公顷寸草不生的光秃山,每遇大雨,泥沙黄泥如田,致使山建、三乡、环城、南望等地2000公顷农田受害,有些已变成沙滩地失去农用价值。

茶山顶部是受花岗岩入侵而成的石英岩。

石英岩是华南常见的变质岩之一,是砂岩经高温高压变质而成,这时石英砂已重新结晶,成隐晶质状结构、块状结构。

风化困难,故石英岩风化形成的地形,坡度较陡,所发育的土壤,土层较浅,石砾较多。

茶山南坡则分布着红色砾岩和砂岩。

2、岩石风化的特点:

风化作用是地表矿物、岩石由于温度变化、水、大气以及生物的作用而发生崩裂、粉碎、分解和产生新矿物的现象。

岩石风化的程度和特点一方面决定于矿物、岩石本身的化学成分和结构,另一方面也取决于外界环境条件。

风化作用类型有物理风化、化学风化(溶解作用、水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化作用)、生物风化。

物理风化、化学风化和生物风化作用的综合产物是风化壳。

华南气候炎热而潮湿的地区,化学风化作用的速度最快,裸露的岩石只需几年便因风化而变得疏松,风化层可厚达几十米。

中山五桂山和珠海香洲水土保持站均有很厚的花岗岩风化层。

3、不同成土条件对土壤性质的影响:

在土壤学中,将影响土壤形成的各种自然条件,归纳为地形、气候、成土母质、植被、成土年龄等五大因素,称为土壤形成因素,或简称成土因素。

也就是说,地球陆地表面的任何一种土壤,都是在这五种因素的共同作用下形成的。

但是,在不同的地区,各因素的具体内容和特点不同,各因素还以不同作用强度相配合,从而形成各种各样的土壤。

上述五大成土因素,并不是各自孤立地去作用于土壤,去影响土壤形成的方向和土壤性质。

相反,它们之间也在相互影响,相互作用,以它们的综合起来的特点去制约土壤形成的方向的。

除了上述的自然成土因素外人为作用也是影响土壤形成的重要因素。

所谓人为因素的影响,主要是指人类生产活动通过不同的土地利用方式,对土壤形成方向的改变和对土壤性质的改造。

在各种土地利用方式中,以农业利用方式对土壤的影响最为深刻。

但是,人为因素与其他自然因素不能等同看待,它们之间虽然有密切关系,并且人为作用尚不能在许多方面摆脱自然因素的影响和制约。

但是对影响土壤形成过程来说,人为因素与自然因素毕竟有着本质上的区别。

人类是根据自己的需要,按照自己的意图,以一定的方式和措施,参与土壤形成和改造土壤,使土壤朝着有利于人类发展生产的方向演变,这是自然因素所不可比拟的。

如果土地利用不合理。

那么,生产活动对土壤的影响就会是不良的和破坏性的。

例如,滥伐森林、陡坡开荒、过度放牧,等等,都会造成土壤水蚀或风蚀。

土壤侵蚀的结果,不仅使土壤肥力下降,甚至完全破坏了土壤,而且蚀去的泥沙还会淤塞沟渠、河道,埋没农田,造成很难补救的不良后果,这是必须高度警惕的。

成土因素与土壤类型的关系

成土因素

自然因素

生物、气候

温润

森林土壤

淋溶土、铁铝土

地带性土壤

显域土、自成土

干旱

草原土壤

钙层土

地形

高原

高山土壤

高山草甸土、高山草原土

非地带性土壤

隐域土

母质

岩成土

紫色土、石灰岩土

地下水

地表水

水成土

沼泽土

地下水

半水成土

潮土、草甸土

时间

初育土

粗骨土

泛域土

人为因素

旱耕

人工土

菜园土

水耕

水稻土

各个观察地点成土因素分析:

各个观察地点均在珠江三角洲,因此其成土因素有一个相似的大的背景,表现为气候的相似性和成土母质的连续性。

珠江三角洲,包括西江、北江三角洲和东江三角洲,总面积12000平方公里。

三角洲河口河网密布,海岸曲折,岛屿列布。

珠江三角洲平原成陆历史可分为两部分:

大致以黄埔、顺德、江门一线为界,该线以北为古三角洲,距今5000千年新石器文化时代就有人开垦,称为围田区;此线以南,是以后河流泥沙淤积冲填海湾而成,属于沙田区。

珠江三角洲原是一个多岛屿的古海湾,海湾的西、北、东三面被古兜山、罗浮山、鼎湖山等断续的山地和丘陵环绕。

由于西江、北江、东江等河流夹带的泥沙在湾内不断填充、堆积,逐渐形成了三角洲平原,那些岛屿成为平原上的山丘,例如:

西樵山等。

广州区域属于古三角洲,所以火炉山、茶山、农场均在围田区内;中山珠海则属于沙田区。

而各个观察地点由于位置的不同,其成土因素中,植被、地形、成土年龄和人为因素又有很大的差异性。

中山市民众镇千禧草场:

此地母质为冲积母质;地形平坦;植被为草本;属于沙田区;受人为因素影响较小。

中山五桂山:

此地母质为残积母质,为古岛屿残积而成;地形为丘陵;植被木本为主,兼有草本;此地立体农业,受人为因素影响较大。

珠海香洲水土保持站:

此地母质为残积母质;地形为丘陵;植被草木本兼有;人为影响不大。

广州火炉山:

残积母质;山地;人为种植木本居多;人为影响较大。

华农大农场:

农场东边有山丘,北边有河流沿农场南流,故其成土母质由河流冲积物和红色砂页岩发育而来的坡积物混合而成;平地水稻田;由于耕作,故人为影响极大。

4、采集和制备土壤样品的技术和方法:

通过对各个地点土壤样品采集的实践,较好地掌握了采集土壤样品的技术和方法。

之后在实验室里进行的土壤分析实验,也令我们较好地掌握了制备土壤样品的方法。

A、样品采集的方法,应根据研究、分析目的来确定。

如果是为了研究土壤的发生、发育情况,就应按照剖面层次来取样。

如果是为了研究某地土壤的肥力特性,通常是把土壤分为若干不同的类型,再在同一类型的土壤地段中,选择一些有代表性的地块,采取混合样品。

如果是为了某一特定目的,如研究高产田、高产园或低产田低产园,或分析某一土壤的障碍物质,则在特定的田块中选择有代表性的位置采取混合样品。

取样必须在有代表性的地方进行,如植株生长特殊的地方、路旁、水沟边、土丘较低洼部位或放置过肥料的地方都应避开。

B、制备样品步骤:

从田间采回的土壤样品,应及时进行风干,以免发霉引起土壤性质的改变。

用木槌压散土块,捡出杂质。

混匀土壤,准确称取300克。

将称好的土壤用木槌压散(勿将石砾打碎),通过3毫米孔径的土筛(不能通过的石砾,在称重后可弃去,但要计算其所占的百分比)。

从通过3毫米筛的土壤中称取100克土,使之全部通过1毫米的土筛。

不能通过者,用研钵反复研磨,使之全部通过。

各种样本制备完毕后,分别将其放入大中小广口瓶后塑料袋保存,并写上标签,其内容有:

样本编号、土壤名称、采样地点、采样深度、通过筛孔大小、制备实践及制样人的姓名和专业等等。

5、挖掘剖面的原则和方法:

我们在每个观察地点都挖掘剖面来进行观察,因此很好地掌握了其原则和方法。

土壤剖面是指从地面向下挖掘后露出来的垂直切面。

不同的土壤有着不同的外部形态特征,它是土壤形成、发展和人类活动的结果。

通过对土壤剖面的选定、挖掘和观察,可以初步了解该土的特性,鉴定其肥力,再结合室内分析作为合理利用、施肥、改良土壤的参考。

挖掘土壤剖面是在野外调查研究土壤的基本手段。

对土壤剖面进行认真的、细致的观察研究,就能帮助我们了解土壤的肥力特性及其变化情况。

因此,首先在有代表性的地点(不能靠近路旁或刚施过肥的地方)挖掘土坑,土炕的深度按实际需要而定,一般要有80—100公分,挖出的表土、心土分别放置两旁,挖好土坑后,把向阳的坑壁垂直削平,用为观察的一面,观察面上保持原状,不要践踏及堆放土壤。

观察完毕后,将心土及表土依次分别放回土坑中压实填平。

6、土壤剖面形态的观察和描述:

土坑挖好后,用刀或铁铲把剖面削成垂直状态后,即可进行观察和记录。

观察剖面时,应先从上而下划分出若干层次(一般以颜色、质地、松紧度、结构、根系分布等作为划分层次的依据)然后按层次观察土壤的形态、特征,并作好记录。

观察项目主要有:

土层厚薄、干湿度、颜色、质地、结构、松紧度、酸碱度、新生体、侵入体以及根系情况等等。

7、土壤侵蚀的危害和水土保持的重要性:

我们去珠海香洲区水土保持站的主要目的就是观察土壤侵蚀。

通过对此地的详细观察和老师的讲解,使我们深刻地认识到了土壤侵蚀的危害和水土保持的重要性。

而次日的火炉山之行,更让我们加深了对水土保持的认识。

土壤侵蚀是指在水、风和重力等外营力的作用下,土壤发生破坏、分散、搬运和堆积的过程。

它是自然因素和人类活动的综合结果,由于人口膨胀和人类对土地资源的掠夺性利用,如滥垦、滥伐和滥采等已使它成了危及到人类生存的重要自然灾害。

土壤侵蚀最明显的恶果之一是土地生产力迅速下降,如果任其发展而不设法加以阻止,将有可能是地球变成生产力日益贫乏、地面荒芜、气候反常、人类的生活生存环境日益退化的境地。

土壤侵蚀主要发生在西北黄土高原和南方山地丘陵。

广东省现有坡地侵蚀面积约11.14×104km2,占水土流失总面积的79.174%。

严重的水土流失造成坡地土壤退化,主要表现在耕层变薄、土壤贫瘠化、沙质化、干旱和植被退化等,其结果严重制约了坡地的可持续利用。

影响坡地侵蚀的主要因素是降雨、厚层风化壳、坡度和人类不合理的利用,其中人为因素是主要原因。

广东省坡地土壤侵蚀分为面蚀、沟蚀和崩岗三大类。

崩岗侵蚀是华南水土流失区最严重的一种土壤侵蚀类型。

崩岗由崩壁、崩积堆和冲积扇3部分组成,其侵蚀过程包括崩壁的崩塌后退、崩积堆的再侵蚀及沟床侵蚀。

当把花岗岩风化土体当作均质体看待时,因崩壁失稳而发生的片状崩落,其临界高度干燥时理论上可达8~9m,而饱和状态时则下降到2~3m;风化土体中节理、裂隙等软弱结构面的存在,致使崩壁往往发生滑塌和倾倒,崩壁失稳的临界高度同样降至2~3m。

崩积堆的再侵蚀主要是雨滴溅蚀和细沟侵蚀。

当侵蚀基面下降时,沟床下切严重并危及崩壁和崩积堆的稳定。

珠海香洲区水土保持站土壤侵蚀类型就是崩岗。

为什么广东坡地会发生如此严重的土壤侵蚀呢?

原因如下:

1、气候与降雨侵蚀力

广东地处热带亚热带季风气候区,高温多雨的气候促进了地表岩石的风化,所形成的巨厚风化壳为土壤侵蚀的发生提供了物质基础。

降雨是土壤侵蚀的主要动力。

广东省年平均降雨量1500mm~2000mm,降雨集中,70%~85%的雨量集中在4月~9月。

降雨持续时间较长,年降雨日数多在140天以上,短历时暴雨多,降雨强度大,这为坡地土壤侵蚀的发生发展提供了强大的动力。

2、风化壳与侵蚀的地质基础

厚层风化壳是坡地土壤侵蚀的地质基础。

广东坡地大多具有厚层风化壳,并有变质岩、花岗岩、玄武岩、砂页岩、红色岩系和喀斯特等不同岩性之分,多分布在山地、丘陵台地上,其中花岗岩山地丘陵坡地在本区面积最大,分布最广。

广东的气候极有利于花岗岩风化壳的发育。

地表岩石经风化作用后,岩体由表及里崩解剥离,风化介质随着裂隙的不断扩大,逐渐进入岩体深部,经过漫长的发育,最后形成厚层风化壳。

厚层风化壳在坡地侵蚀发育演化中具有特殊的作用。

花岗岩风化壳岩石结构已破坏,强度降低,岩体表层发育成松散的残积层,抗蚀性减弱,易于受到降雨和径流的侵蚀,当地表植被遭到破坏后,往往造成严重的水土流失。

由于风化壳山体具有二元结构,上部为松散的风化带,下部为坚硬的微风化基岩,厚层风化壳存在的山坡,具有形成面蚀-沟蚀-崩岗的特殊演化规律。

因此,花岗岩山地丘陵坡地成为本区水土流失最严重的地方。

3、地形

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