实验三 土壤颗粒分析及手测质地

实验三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(g／L)。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1mm（卡氏制）或2mm(国际制)筛孔相当于50g(精确到0.01g)干土重的风干土样，置于400ml塑料杯中。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(50g样品，下同)，加0.5molL-1六偏磷酸钠60ml；中性土壤加0.25molL-1草酸钠20ml；酸性土壤加0.5molL-1氢氧化钠40ml。称取土样加入适当分散剂20ml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1000ml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。粒径时间温度℃粒径时间温度℃＜0.05＜0.01＜0.001＜0.05＜0.01＜0.001分秒分小时分秒分小时41324348225525485130424823542430486125404824542448712338482553233048812037482651234891183648275022481011835482848213048111153448294621481211233483045204813110324831451930481411031483245194815183048334419481616294834441830481715284835421848181327.3048364218481910274837401730482056264838381730482156264839371748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）粒径时间温度℃粒径时间温度℃＜0.02＜0.002＜0.02＜0.002分秒时分分秒时分59301736186371214691417519628115678581635206171138842165216811298261536225591151081015923551105011756144324543103512743141925535102013731135526528107147191333275209531578131228513940166571252295792817647123330459916表2在不同温度时各粒级颗粒的比重计测定时间表（国际制）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1000ml，比重计读数即为空白校（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）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(%)（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，标准如下：物理性粘粒（%）0-55-1010-2020-3030-4545-6060-7575-8585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第二步：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。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0-150-1585-100壤土2、砂质壤土0-150-4555-853、壤土0-1530-4540-554、粉砂质壤土0-1545-1000-55粘壤土5、砂质粘壤土15-250-3055-856、粘壤土15-2520-4530-557、粉砂质粘壤土15-2545-850-40粘土8、砂质粘土25-450-2055-759、壤质粘土25-450-4510-5510、粉砂质粘土25-4545-750-3011、粘土45-650-350-5512重粘土65-1000-350-35（五）药品配制1.软水：取2%碳酸钠220ml加入15000ml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20.0g碳酸钠加水溶解稀释至1L。3.0.25molL-1草酸钠溶液：称取33.5g草酸钠，加水溶解稀释至1L。4.0.5molL-1氢氧化钠溶液：称取20.0gNaOH，加水溶解后，定容至1L、摇匀。5.0.5molL-1六偏磷酸钠溶液：称取51.0g六偏磷酸钠[(NaPO3)6]加水溶解后，定容至1L，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2g）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。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？