【技術(shù)交流】土壤顆粒分析

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:土壤是固液體的三相體系。固體部分除2～10%的有機(jī)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(gè)粒級，土壤顆粒分析（土壤機(jī)械分析或土壤機(jī)械組成）的測定，乃是測定各粒級的百分含量，即土壤的機(jī)械組成,目的在于鑒定土壤質(zhì)地.土壤質(zhì)地強(qiáng)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(jì)法兩種。后者又可分為常用比重計(jì)法和簡易比重計(jì)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(jì)法操作較吸管法簡隨，但仍費(fèi)力費(fèi)時(shí)，精度較差，適用于一般分析之用。簡易比重計(jì)法操作最簡單，速度也較快，但精度遠(yuǎn)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(shí)驗(yàn)采用簡易比重計(jì)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(xì)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(jì)算出某一粒徑的土粒沉降至一深度所需要的時(shí)間。在不同時(shí)間下，用鮑氏比重計(jì)（也稱甲種比重計(jì)）測定懸液的比重。比重計(jì)的讀數(shù)直接指示出懸浮在比重計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)讀數(shù)，計(jì)算出各粒級百分含量，進(jìn)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(xué)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(xué)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(xué)純），加蒸餾水溶解后，定容至1000mL，搖勻。

（4）異戍醇（化學(xué)純）

2、儀器

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

三操作步驟

1、稱樣稱取通過1毫米篩孔的風(fēng)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(jìn)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(shí)驗(yàn)采用研磨法。

研磨法設(shè)備簡單，需時(shí)短，適用于野外，但不能同時(shí)處理多個(gè)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(shí)，使分散劑充分作用，然后用帶橡皮頭的玻璃棒研磨。研磨時(shí)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(jìn)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(zhǔn)備比重計(jì)，溫度計(jì)、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(shí)，最好測三次，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(shí)，應(yīng)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(shí)應(yīng)觸及量筒底部，回上時(shí)金屬片不能露出水面，應(yīng)在液面下約3～5cm處。記錄沉降開始時(shí)間（攪拌結(jié)束為準(zhǔn)），按表1中所列的溫度、時(shí)間和粒徑的關(guān)系，根據(jù)所測液溫和待測的粒級將比重計(jì)輕輕插入懸液中，勿使其左右搖擺，浮泡不能與筒壁接觸，應(yīng)置于筒中心。到了測定時(shí)間即測記比重計(jì)讀數(shù)（以懸液灣液面上緣為準(zhǔn)）。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(jì)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(jì)讀靈敏（累積含量）。

每次讀數(shù)后，均需將比重計(jì)取出，放入盛有水的量筒中以備用。一次測定讀數(shù)，應(yīng)重新測定懸液溫度，重新攪拌和記時(shí)，特別是第二次讀數(shù)時(shí)，沉降時(shí)間很短，讀數(shù)時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格掌握。在同時(shí)進(jìn)行的一批樣品測定時(shí)，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(jì)須小心謹(jǐn)慎，應(yīng)手持比重計(jì)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(shí)，慢慢放松手指，使比重計(jì)自由穩(wěn)定地浮于懸液中。

四結(jié)果計(jì)算

1、風(fēng)干土重?fù)Q算成烘干土重

2、各級砂粒含量的計(jì)算細(xì)砂粒（0.25～0.05）%

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

或100%—（＞0.25mm砂粒%+＜0.05mm土粒%）

3、各級粉粒的含量計(jì)算

小于某粒徑土粒含量%=

式中，校正后比重計(jì)讀數(shù)=比重計(jì)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(jì)放入沒有土壤樣品的介質(zhì)中，測出比重計(jì)的讀數(shù)，如果是正值，計(jì)算時(shí)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(xì)粉粒（0.05～0.01mm）%=＜0.05mm土粒%—＜0.001mm土粒重

4、粘粒含量計(jì)算

粘粒（＜0.001mm）%=

5、計(jì)算物理性砂?；蛭锢硇哉沉：?/p>

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

根據(jù)土壤顆粒結(jié)果，確定土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地分類制很多，目前我國最常用的是卡慶斯基制（表2）。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（表3）

原標(biāo)題:【技術(shù)交流】土壤顆粒分析