土壤是由粒径不同的各粒级颗粒组成的,各粒级颗粒的相对含量即颗粒组成,对土壤的水、热、肥、气状况都有深刻的影响。土壤颗粒分析即是测定土壤的颗粒组成,并以此确定土壤的质地类型。本实验采用比重计法测定土壤颗粒组成,同时练习手测质地方法。 一、方法原理 土样经化学和物理方法处理后充分分散为单粒,并制成5%悬浮液,让土粒自由沉降。经不同时间,用土壤比重计(又称甲种比重计或鲍氏比重计)测定悬浮液比重,比重计读数直接指示比重计悬浮处的土粒重量(克/升)。根据不同沉降时间的比重计读数,便可计算不同粒径的土壤颗粒含量。 二、操作步骤 1、称样:称取通过1毫米(卡氏制)或2毫米(国际制)筛孔相当于50克(精确到0.01克)干土重的风干土样,置于400毫升烧杯中。 2、样品分散:根据土壤酸碱性质,分别选用下列分散剂:石灰性土壤(50克样品,下同),加0.5molL-1六偏磷酸钠60毫升;中性土壤加0.25molL-1草酸钠20毫升;酸性土壤加0.5molL-1氢氧化钠40毫升。 称取土样加入适当分散剂20毫升后,用带橡皮头的玻棒搅拌成糊状。静置过夜(或半小时)。以带有橡皮头的玻棒研磨土样(粘质土不少于20分钟,壤质土及砂质土不少于15分钟),其后再加入剩余的分散剂研磨均匀。 3、制备悬液:将分散后的土样用软水洗入1000毫升的沉降筒中,加软水至刻度,即为5%的悬浮液。放置于平稳桌面上。 4、测定悬液比重 (1)搅拌:先测定悬液温度。然后用特制搅拌棒上下均匀搅拌悬液1分钟(30次),使悬液中颗粒均匀分布,搅拌时,如悬液发生气泡,迅速加入1—2滴异戊醇消泡。 (2)读数:搅拌停止立即取出搅拌棒,并记录时间(土粒开始沉降的时间),按表1所列温度、时间和粒径的关系,选定测比重计读数的时间,分别测出<0.05、<0.01、<0.001毫米等各粒级的比重计读数。每次读数前30秒,将比重计轻轻放人悬液中,使其不要上下浮动,时间一到迅即读数。读数后取出比重计,以免影响土粒继续下沉。 注意:只搅拌一次,读三次数。 5、空白校正:另取一沉降筒,加入与处理土样等量的分散剂,用软水稀释至1000毫升,比重计读数即为空白校正。 三、结果计算 1、比重计校正读数 比重计校正读数=比重计原读数-空白校正值 (注:空白校正值包括分散剂校正值和比重计校正值) 表1 在不同温度时各粒级颗粒的比重计测定时间表(卡氏制) file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.giffile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
2、各级土粒含量计算 (1)卡氏制 50—0.05mm颗粒的校正读数 砂粒(1-0.05mm)%= — ——— — — — — — — — — ——— — — ×100 50 <0.01mm颗粒的校正读数 物理性粘粒(<0.01mm)%=—————— — — — — — — —— ——— ×100 50 48小时的校正读数 粘粒(<0.001mm)%=———————————————×100 50 粗粉粒(0.05-0.01mm)%= 100—砂粒(%)—物理性粘粒(%) 中、细粉粒(0.01-0.001mm)%=物理性粘粒(%)—粘粒(%) 表2 在不同温度时各粒级的比重计测定时间表(国际制) file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.giffile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
(2)国际制 50—<0.02mm颗粒的校正读数 砂粒(2-0.02mm)%=— — ———— —— — ————— —— ————×100 50 <0.002mm颗粒的校正读数 粘粒(<0.002mm)%=— —— — — — — — — — — ———— — — ×100 50 粉粒(0.02-0.002mm)%= 100—砂粒(%)—粘粒(%) 四、质地分类及定名 1、卡氏制 根据各级颗粒的百分含量,划分质地类型。 根据物理性粘粒含量,划分大的质地类型,标准如下: 表1 卡庆斯基制土壤质地分类标准 2、国际制:按表2标准划分质地类型。 国际制土壤质地分类标准要点如下: (1)砂土及壤土类以粘粒含量在15%以下为其主要标准;粘壤土类以粘粒含量在15-25%为其主要标准;粘土类以含粘粒25%以上为其主要指标。 (2)当土壤粉砂粒含量达45%以上时,在各类质地的名称前,冠以“粉砂(质)”字样。 (3)当砂粒含量为55-85%时,则冠以“砂(质)”字样;85-90%,称为壤质砂土,90%以上者称砂土。 五、药品配制 1、软水:取2%碳酸钠220毫升加入15000毫升自来水中,静置过夜,上部清液即为软水。 2、2%碳酸钠溶液:称取20.0克碳酸钠加水溶解稀释至1升。 3、0.25molL-1草酸钠溶液:称取33.5克草酸钠,加水溶解稀释至1升。 4、0.5molL-1氢氧化钠溶液:称取20.0克氢氧化钠,加水溶解后,定容至1升、摇匀。 5、0.5molL-1六偏磷酸钠溶液:称取51.0克六偏磷酸钠[(NaPO3)6]加水溶解后,定容至1升,摇匀。 表2 国际制土壤质地分类标准
例如:根据测定计算结果,物理性粘粒含量73%,定为轻粘土,而粘粒含量33%,中细粉粒含量40%,粗粉粒含量12%,砂粒含量15%,其详细质地等级为:粘粉质轻粘土。(卡氏制命名举例)
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