土壤颗粒分析及手测质地

土壤颗粒及手测质地 土壤颗粒分析及手测质地 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、土壤颗粒分析(比重计速测法) (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） ＜0.05 ＜0.01 ＜0.001 ＜0.05 ＜0.01 ＜0.001 分 秒 分 小时 分 秒 分 小时 4 1 32 43 48 22 55 25 48 5 1 30 42 48 23 54 24 30 48 6 1 25 40 48 24 54 24 48 7 1 23 38 48 25 53 23 30 48 8 1 20 37 48 26 51 23 48 9 1 18 36 48 27 50 22 48 10 1 18 35 48 28 48 21 30 48 11 1 15 34 48 29 46 21 48 12 1 12 33 48 30 45 20 48 13 1 10 32 48 31 45 19 30 48 14 1 10 31 48 32 45 19 48 15 1 8 30 48 33 44 19 48 16 1 6 29 48 34 44 18 30 48 17 1 5 28 48 35 42 18 48 18 1 3 27.30 48 36 42 18 48 19 1 0 27 48 37 40 17 30 48 20 56 26 48 38 38 17 30 48 21 56 26 48 39 37 17 48 40 37 17 48 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) ＜0.02 ＜0.002 ＜0.02 ＜0.002 分 秒 时 分 分 秒 时 分 5 9 30 17 36 18 6 37 12 14 6 9 14 17 5 19 6 28 11 56 7 8 58 16 35 20 6 17 11 3 8 8 42 16 5 21 6 8 11 2 9 8 26 15 36 22 5 59 11 5 10 8 10 15 9 23 5 51 10 50 11 7 56 14 43 24 5 43 10 35 12 7 43 14 19 25 5 35 10 20 13 7 31 13 55 26 5 28 10 7 14 7 19 13 33 27 5 20 9 53 15 7 8 13 12 28 5 13 9 40 16 6 57 12 52 29 5 7 9 28 17 6 47 12 33 30 4 59 9 16 （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。 第一步：根据物理性粘粒含量，划分大的质地类型，如下： 物理性粘粒 （%） 0-5 5-10 10-20 20-30 30-45 45-60 60-75 75-85 >85 质地类型 松砂土 紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 第二：按优势粒级细分和定名。粗粉粒为粗粉质，中细粉粒为粉质，砂粒为砂质，粘粒为粘质。具体命名时取第二优势粒级，如下表： 第一优势粒级 第二优势粒级 详 细 命 名 中细粉粒 粘 粒 粘 粉 质 粘 粒 中细粉粒 粉 粘 质 砂 粒 中细粉粒 粉 砂 质 中细粉粒 砂 粒 砂 粉 质 砂 粒 粘 粒 粘 砂 质 粘 粒 粗 粉 粒 粗粉粘质 粗 粉 粒 粘 粒 粘粗粉质 粗 粉 粒 砂粒或中细粉粒 粗 粉 质 砂 粒 粗 粉 粒 砂 质 中细粉粒 粗 粉 粒 粉 质 表3 国际制土壤质地分类标准 质 地 名 称 颗 粒 组 成（mm,%） 粘 粒 （<0.02） 粉 粒 （0.02-0.002） 砂 粒 (2-0.02) 砂 土 1、砂土及壤质砂土 0-15 0-15 85-100 壤 土 2、砂质壤土 0-15 0-45 55-85 3、壤土 0-15 30-45 40-55 4、粉砂质壤土 0-15 45-100 0-55 粘壤土 5、砂质粘壤土 15-25 0-30 55-85 6、粘壤土 15-25 20-45 30-55 7、粉砂质粘壤土 15-25 45-85 0-40 粘 土 8、砂质粘土 25-45 0-20 55-75 9、壤质粘土 25-45 0-45 10-55 10、粉砂质粘土 25-45 45-75 0-30 11、粘土 45-65 0-35 0-55 12重粘土 65-100 0-35 0-35 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） 2、国际制：按表3标准划分质地类型。 国际制土壤质地分类标准如下： （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。 二、土壤质地手测法（适用于野外） （一）方法原理 根据各粒级颗粒具有不同的可塑性和粘结性估测土壤质地类型。砂粒粗糙，无粘结性和可塑性；粉粒光滑如粉，粘结性与可塑性微弱；粘粒细腻，表现较强的粘结性和可塑性；不同质地的土壤，各粒级颗粒的含量不同，表现出粗细程度与粘结性和可塑性的差异，本次实验，主要学习湿测法，就是在土壤湿润的情况下进行质地测定。 （二）操作步骤 置少量（约2克）土样于手中，加水湿润，同时充分搓揉，使土壤吸水均匀（即加水于土样刚好不粘手为止）。然后按表4规格确定质地类型。 三、思考题 1、为什么分散剂都用钠盐溶液？ 2、为什么用于研磨土样的玻璃棒要带橡皮头？ 3、土粒悬液搅拌前为什么要测量温度？沉降期间为什么不能搬动沉降筒？ 4、作空白校正的目的是什么？ 表4 田间土壤质地鉴定规格 质 地 名 称 土壤干燥状态 干土用手研 磨时的感觉 湿润土用手指搓捏时的成形性 放大镜或 肉眼观察 砂土 散碎 几乎全是砂粒，极粗糙 不成细条，亦不成球，搓时土粒自散于手中。 主要为砂粒 砂壤土 疏松 砂粒占优势，有少许粉粒 能成土球，不能成条（破碎为大小不同的碎段） 砂粒为主，杂有粉粒 轻壤土 稍紧 易压碎 粗细不一的粉末，粗的较多，粗糙 略有可塑性，可搓成粗3mm的小土条，但水平拿起易碎断。 主要为粉粒 中壤土 紧密、用力 方可压碎 粗细不一的粉末，稍感粗糙。 有可塑性，可成3mm的小土条，但弯曲成2-3cm小圈时出现裂纹。 主要为粉粒 重壤土 更紧密，用 手不能压碎 粗细不一的粉末，细的较多，略有粗糙感。 可塑性明显，可搓成1-2mm的小土条，能弯曲成直径2cm的小圈而无裂纹，压扁时有裂纹。 主要为粉粒，杂有粘粒。 粘 土 很紧密不易 敲碎 细而均一的粉末，有滑感。 可塑性、粘结性均强，搓成1-2mm的土条，弯成的小圆圈压扁时无裂纹。 主要为粘粒