土壤机械组成测定

土壤机械组成测定一、实验目的与意义土壤是由不同比例、粒径粗细不一、形状和组成各异的颗粒（土粒）组成，一般分为砾砂、粉粒和粘粒四级。根据土壤中各种粒径的颗粒百分组成，作为土壤分类的标准，叫做土壤质地分类，又名土壤机械组成分类。测定土壤机械组成，就是测定不同直径土壤颗粒的组成，进而确定土壤的质地。土壤机械组成在土壤形成和土壤的农业利用中具有重要意义。土壤质地直接影响着土壤的水、肥、气、热的保持和运动，并与作物的生长发育有着密切的关系。土壤机械组成测定方法很多。在野外因仪器、药品携带不方便，所以常用揉条法。在室内则采用吸管法或比重计法，前者较繁琐，耗时久，但精确度高；后者操作较简便，结果比较准确。本实验运用比重计法，依据Stokes定律，测定粒径小于2mm（过2mm筛）的土壤的机械组成。二、实验原理土壤机械组成分析原理，就是把土粒按其粒径大小分成若干级，并定出各级的量，从而得出土壤的机械组成。对于粒径0.2mm砂粒，一般采用过筛的方法，将土样逐级过筛并称重。对于粒径较小的土粒，则先用分散剂将其充分分散，再使其在一定容积的悬液中自由沉降，根据土粒沉降的速度，分别测定不同粒级含量的多少。这一过程依据物理学上的Stokes定律：()η/9212ddgrV−=式中：v-颗粒在介质中的沉降速度（cm/s）；g-重力加速度(980cm/s2)；r-颗粒半径；d-颗粒比重（土粒平均比重为2.65g/cm3）；d1-介质比重（g/cm3）；η-介质的黏滞系数(g/cm.s)在特定条件下，d,d1,η均为可知数，因此，2rv∝土粒下降的速度与其粒径的平方成正比，土粒愈大沉降速度愈快，再根据量筒的高度H，利用H=vt，就可计算出开始下降后的不同时刻当时仍悬浮的土粒粒径。比重计法测量的即是悬浮的土粒含量。比重计所排开的悬液重量等于其自身重量时，它就悬停在某一深度上，据此可换算出悬液中土粒的浓度。专门设计的甲种比重计就可直接在比重计标尺上读取悬液中的土粒重量。由于悬液的温度会影响黏滞系数，而甲种比重计的刻度是以20℃液温为标准制作的，因此，每次测量后根据实际液温队比重计读书进行校正。三、仪器与试剂1、试剂0.5mol·L-1氢氧化钠溶液，0.25mol·L-1草酸钠溶液，0.5mol·L-1六偏磷酸钠溶液过氧化氢溶液（6%）：200mL过氧化氢（30%）稀释至1L；异戊醇2、仪器设备天平，50ml量筒，玻棒，烧杯，1000ml量筒，2mm孔径土壤筛，温度计，土壤甲种比重计，秒表，搅拌棒四、实验步骤（1）样品分散①用天平准确称取过2mm筛的风干土壤样品10~20g克（通常粘土用10g，其他质地20g或更多），置于500ml三角烧瓶中，加少量蒸馏水湿润土样，然后加入过氧化氢20ml，用玻瑞棒搅拌，使有机质充分与H2O2反应，反应过程中会产生大量气泡，为防止样品溢出可加异戊醇消泡。过量H2O2用加热方法去除。②根据土壤pH值加入一定量的分散剂，再加入蒸馏250ml，并振荡一分钟，使充分破坏土壤团聚体结构。（一般，酸性土壤：加0.5mol·L-1氢氧化钠40ml；中性土壤：加0.25mol·L-1草酸钠20ml；碱性土壤：加0.5mol·L-1六偏磷酸钠60ml。）（2）制备悬浊液将三角烧瓶充分振荡分散的土壤及液体倒入1000ml量筒中，并多次用蒸馏水冲洗三角烧瓶，将冲洗的液体倒入量筒，直至将瓶中土壤完全转移至量筒。最后用蒸馏水定容为1000ml。（3）测定悬液比重用搅拌棒搅拌量筒中的悬液上下30次，使悬液混合均匀，取出搅拌棒，从搅拌离开液面开始计时，分别在1分钟和2小时用甲种比重计读取读数。需要注意的是：①若液面有气泡，可加滴加异戊醇消泡。②比重计要在规定测定时间前15秒左右轻轻放入悬液中，不可贴到量筒壁，待稳定后，到达预定时间立即读数。③每次读数后，要立即测液温，再根据附表矫正。（4）数据处理砂粒所占比例%1001-%×=样品重分钟读数样品重）砂粒所占比例（%1002-1%×=样品重小时读数分钟读数）粉粒所占比例（%1002%×=样品重小时比重计读数）黏粒所占比例（根据算出的值，由土壤质地三角图查出土壤样品的地址类型。