土壤顆粒分析

土壤是固液體的三相體系。固體部分除2～10%的有機質(zhì)外，其從簡90～98%全為土壤礦物質(zhì)。礦物質(zhì)顆粒大小懸殊，大到石塊，小到粘粒。根據(jù)它們的理化性質(zhì)，將這些顆粒人為地劃分為各個粒級，土壤顆粒分析（土壤機械分析或土壤機械組成）的測定，乃是測定各粒級的百分含量，即土壤的機械組成,目的在于鑒定土壤質(zhì)地.土壤質(zhì)地強烈地影響著土壤的水、肥、氣、熱狀況，如保水保肥，供水供肥，通氣透水等等。在選擇造林樹種、苗木培育等方面，它是主要的參考因素。

土壤顆粒分析方法很多，目前常用的有吸管法和比重計法兩種。后者又可分為常用比重計法和簡易比重計法。吸管法操作手續(xù)較繁，但較精確，適用于精度要求高的工作，常用比重計法操作較吸管法簡隨，但仍費力費時，精度較差，適用于一般分析之用。簡易比重計法操作簡單，速度也較快，但精度遠不及前兩者。但為了鑒定土壤質(zhì)地，其可靠性一般還是很大的，適用于生產(chǎn)上大批樣品的質(zhì)地鑒定工作，本實驗采用簡易比重計法。

一、方法原理

土壤顆粒分析對粒徑較粗的土粒（＞0.25mm），一般采用有一定篩過篩，逐級篩分出來，對粒徑較細的土粒，這樣做有困難，而且也不易精確。需要先把土粒充分分散，然后讓土粒在一定容積的懸粹中自由深降，顆粒愈大沉降俞快。根據(jù)司篤克欺斯（Stokes,1845）定律，計算出某一粒徑的土粒沉降至一深度所需要的時間。在不同時間下，用鮑氏比重計（也稱甲種比重計）測定懸液的比重。比重計的讀數(shù)直接指示出懸浮在比重計所處深度的懸液中某一粒級的土粒含量，也就是說，可從比重計上直接讀出每升懸液中所含某一粒級土粒的重量。簡易比重計法讀數(shù)4次，直接測出＜0.05，＜0.01，＜0.005，＜0.001mm的土粒含量。根據(jù)比重計讀數(shù)，計算出各粒級百分含量，進行質(zhì)地命名。

二、試劑與儀器

1、試劑（1）0.5mol·L^-1氫氧化鈉液：稱取20g氫氧化鈉（化學純），加蒸餾水溶解后，定容至1000mL，搖勻。

2、0.5mol·L^-1草酸鈉溶液：稱取33.5g草酸鋼（化學純），加蒸餾水溶解后，定容至1000mL，搖勻。

3、0.5mol·L^-1偏磷酸鈉溶液：稱取51g的六偏磷酸鈉（NaPO₃）₆（化學純），加蒸餾水溶解后，定容至1000mL，搖勻。

（4）異戍醇（化學純）

2、儀器

鮑代比重計，天平（1/10）；土篩（0.25mm）量筒1000mL；洗瓶；蒸發(fā)皿；砂?。ɑ螂姛犭姲澹?/span>）。

三、操作步驟

1、稱樣稱取通過1毫米篩孔的風干土樣50g（精確到0.1g），置于150mL燒杯中。

2、樣品分散，根據(jù)土壤pH，分別選用下列分散劑；

石性土壤（50g土樣）：加0.5mol·L^-1六偏磷酸鈉60mL；

中性土壤（50g土樣）：加0.5mol·L^-1草酸鈉20mL；

酸性土壤（50g土樣）：加0.5mol·L^-1氫氧化鈉40mL；

加入分散劑后，還必須進行土樣物理處理，以保證土粒充分分散，常用的處理法有煮沸法、研磨法、振蕩法。本實驗采用研磨法。

研磨法設備簡單，需時短，適用于野外，但不能同時處理多個樣品。方法是在稱好的樣品中（150mL燒杯中），加一部分分散劑使之呈糊狀（余量在研磨完畢后再加），靜止半小時，使分散劑充分作用，然后用帶橡皮頭的玻璃棒研磨。研磨時間，粘質(zhì)土壤不少于20分鐘，壤質(zhì)及砂質(zhì)土壤不少于15min。

3、篩分砂粒（1～0.25mm顆粒）及制備懸液：將孔徑為0.25mm的小銅篩放在1000mL量筒上。將燒杯中的懸液全部沖洗，使＜0.25mm的土粒全部進入量筒，直至篩下流出的水呈清液為止，但總水量不能超過1000mL。

將留在小銅篩上的＞0.25mm砂粒洗入蒸發(fā)皿，傾去上部清液，在電熱板上烘干。

4、測定懸液比重將盛有懸液的量筒定容至1000mL，放置在晝夜溫差彎化小的室內(nèi)平穩(wěn)桌面上，并準備比重計，溫度計、攪拌棒等。測定懸液溫度。前三次讀數(shù)的間隔短，每次讀數(shù)測一次液溫即可；第四次讀數(shù)時，測三次，即攪拌后、中間、測定前，取其平均值代表土粒沉降過程中的懸液溫度。

用攪拌棒攪拌懸液1min（上下各約30次）。攪拌時，應先把沉入量筒底部的土粒全部攪起，再以每分鐘上下30次的均勻速度攪拌，攪拌棒向下時應觸及量筒底部，回上時金屬片不能露出水面，應在液面下約3～5cm處。記錄沉降開始時間（攪拌結束為準），按表1中所列的溫度、時間和粒徑的關系，根據(jù)所測液溫和待測的粒級將比重計輕輕插入懸液中，勿使其左右搖擺，浮泡不能與筒壁接觸，應置于筒中心。到了測定時間即測記比重計讀數(shù)（以懸液灣液面上緣為準）。如液多泡沫，可加數(shù)滴異戍醇以去除之，讀數(shù)經(jīng)必要的校正計算后，即代表直徑小于所選定的毫米數(shù)的土粒累積含量。按照上述步驟，即可分別測出＜0.05，＜0.01，＜0.005，＜0.001毫米等各級土粒的比重計讀靈敏（累積含量）。

每次讀數(shù)后，均需將比重計取出，放入盛有水的量筒中以備用。一次測定讀數(shù)，應重新測定懸液溫度，重新攪拌和記時，特別是第二次讀數(shù)時，沉降時間很短，讀數(shù)時間應嚴格掌握。在同時進行的一批樣品測定時，可從＜0.01mm開始攪拌一次后連續(xù)測定，但放入和取出比重計須小心謹慎，應手持比重計上部，輕輕放入懸液。至懸液彎液面上緣略低于前一次讀數(shù)時，慢慢放松手指，使比重計自由穩(wěn)定地浮于懸液中。

四、結果計算

1、風干土重換算成烘干土重

2、各級砂粒含量的計算細砂粒（0.25～0.05）%

細砂粒（0.25～00.5）%=100%—（粗、中砂%+粗粉粒%+中粉粒%+細粉粒%+粗粒%）

或100%—（＞0.25mm砂粒%+＜0.05mm土粒%）

3、各級粉粒的含量計算

校正后比重計讀數(shù)=比重計讀數(shù)+溫度校正值—分散劑校正值如下：

酸性土：0.5mol·L^-1氫氧化鈉40mL，分散劑校正值為0.80

中性土：0.5mol·L^-1六偏磷酸鈉60mL，分散劑校正值為0.67

石灰性土：0.5mol·L^-1六偏磷酸鈉60mLl，分散劑校正值為3.06

溫度較正值見表1。

也可用一步校正，即把比重計放入沒有土壤樣品的介質(zhì)中，測出比重計的讀數(shù)，如果是正值，計算時減去，反之，則加上。

粗粉粒（0.05～0.01mm）%=＜0.05mm土粒%—＜0.01mm土粒%

中粉粒（0.01～0.005mm）=＜0.01mm土粒%—＜0.005mm土粒%

細粉粒（0.05～0.01mm）%=＜0.05mm土粒%—＜0.001mm土粒重

4、粘粒含量計算

5、計算物理性砂?；蛭锢硇哉沉：?/span>

物理性粘粒＜0.01mm土粒的含量，根據(jù)第二次讀數(shù)結果即可算出。

根據(jù)土壤顆粒結果，確定土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地分類制很多，目前我國常用的是卡慶斯基制。根據(jù)石礫含量，在質(zhì)地名稱前冠以“多石質(zhì)”、“少石質(zhì)、”等字樣