土壤質(zhì)地測定

1、土壤質(zhì)地的測定一實驗?zāi)康暮鸵饬x土壤質(zhì)地是指土壤中各粒級土粒的配合比率或各粒級土粒在土壤總重量中 所占的百分?jǐn)?shù),又稱為土壤機(jī)械組成.依照我國土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn),把土壤劃分 為砂土、壤土 和粘土三大類.土壤質(zhì)地的粗細(xì)直接影響土壤蓄水性、透氣性和 保肥性.一般而言土壤粒徑較大的砂質(zhì)士通透性較強(qiáng),而蓄水性和保肥力較 差,土壤溫度的變幅也較 大；相反粘性土誠然通透性較差,但蓄水保肥力都高, 土壤溫度的變幅也較??；而壤土那么介于二者之間.因此說土壤的質(zhì)地是影響土 壤理化性質(zhì)和土壤肥力狀況的主 要因素,并與植物的生長發(fā)育擁有親近的關(guān)系.認(rèn) 識土壤質(zhì)地狀況,依照土壤種類選擇適宜的作物進(jìn)行種植,并能依照土壤的質(zhì)地

2、狀 況對土壤進(jìn)行改進(jìn),從而指導(dǎo)我 們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn).土壤質(zhì)地的室內(nèi)測定一般采用“比重計法和“吸管法,野外那么采用“干試法和“濕試法進(jìn)行簡單速測.其中,吸管法操作較為繁瑣, 但測定結(jié)果較為精確,而比重計法操作較為簡單,但精度較差,計算也較為繁瑣, 一般多用于大批量樣品解析.二野外速測法1干試法砂土：在手掌中研磨時有砂粒的感覺,放到手上會從指縫間自動流下,用 手指碾時散碎；用肉眼觀察那么幾乎完滿由砂粒組成；土壤枯燥時土粒分別,不 能團(tuán).砂壤土：在手掌中研磨時主假設(shè)是砂的感覺,也有細(xì)土粒的感覺,用手指能 碾成不完滿的小片；用肉眼觀察主假設(shè)是砂粒,也有較細(xì)土粒；土壤枯燥時土塊 用手指輕壓那么易碎.輕壤土：

3、在手掌中研磨時有相當(dāng)量的粘質(zhì)粒,用手指能碾成小片,但外表 較為粗糙；用肉眼觀察那么主假設(shè)是砂粒,有 20-30%的粘土粒；枯燥時手指需用較 大的力才能將土塊破壞.中壤土：在手掌中研磨時感覺砂質(zhì)和粘質(zhì)的比率大體同樣,用手指碾成的 小片圓滑但不只明；用肉眼觀察那么還可看到砂粒；枯燥時土壤結(jié)成塊且用手指 難于將土塊破壞.重壤土：在手掌中研磨時感覺有少量的砂粒,用肉眼觀察那么幾乎看不到砂 粒,枯燥時用手指不能能將土塊弄碎.粘土：在手掌中研磨時感覺主假設(shè)是粘粒,是很細(xì)的勻質(zhì)土,用肉眼觀察那么 為勻質(zhì)的細(xì)粉末,枯燥時形成堅硬的土塊,用錘擊仍不能夠使其粉碎.(2)濕試法取小塊士壤樣品(比算盤株略大些),用手

4、指捏碎,揀掉士壤樣品內(nèi)的細(xì) 礫、再生體和侵入體等,參加適宜水(士壤加水充分濕潤以擠不由水為宜,手 感為似粘手又不粘手),調(diào)勻,放在手掌心用手指往返揉搓,搓成球 -成條-成環(huán) 的序次進(jìn)行,最后將環(huán)壓扁成土片,觀察各個環(huán)節(jié)狀況從而加以綜合判斷.砂土：不能夠搓成條、團(tuán)或球狀、片狀.砂壤土：可搓成球但不能搓成條,勉強(qiáng)搓成條也極易裂成小片段.輕壤土：可搓成條,但提起時易斷.中壤土：可搓成球、條,將細(xì)條彎成環(huán)狀時有裂痕,壓扁時斷裂.重壤土：可搓成球、條,將細(xì)條彎成環(huán)狀時無裂痕,壓扁時有大裂痕.粘土：可搓成球、條,將細(xì)條彎成環(huán)狀時無裂痕,壓扁時也無裂痕.(三)簡單比重計法1、實驗原理(1) 土樣的分別辦理：

5、土壤比重計法測定土壤機(jī)械組成的原理就是采用各 種方法,把土壤顆粒物依照它的粒徑大小分成假設(shè)干等級,并測出不同樣顆粒等 級土壤顆粒物的含量,從而求出土壤的機(jī)械組成.一般而言,對于土壤粒徑大 于的砂粒采用過篩的方法把它們逐級分別開來,對于士壤粒徑較細(xì)的士粒篩解析有困 難,而且結(jié)果也不精確,那么需要經(jīng)過制備懸液的方法進(jìn)行沉降分別.(2)分別劑：野外的土壤經(jīng)常是好多大小不同樣的土粒相互膠結(jié)在一起形 成微團(tuán)粒體結(jié)構(gòu),在測定的時候需要對其進(jìn)行分別辦理,使其成為單粒狀態(tài), 才能進(jìn)行測定.華北 地區(qū)的土壤中碳酸鈣、硫酸鈣等很多,均為阻攔土粒分別 的物質(zhì),一般采用六偏磷酸鈉作為分別劑,其主要作用是利用其弱酸性質(zhì)

6、來破 壞含于土壤中的碳酸鈣,溶解碳酸鈣,并參加堿溶液,可使土壤絮凝和化學(xué)膠結(jié)等過程中所形成的鞏固的微結(jié)構(gòu)性團(tuán)粒體碰到破壞.對于不含碳酸鹽的中性 土壤可參加分別劑草酸納,酸性土壤可參加氫氧化鈉辦理,分別劑參加的量可依照土壤的代換量決定,過少那么分別不完滿,過多那么又會使之凝聚.為分別完 全,除參加分別劑外,還必定對土壤樣品加以震蕩或煮沸.(3)沉降與測定：當(dāng)充分分其余土粒平均地分布在靜水中,由于重力的作 用土粒開始沉降,此時土粒碰到重力、浮力和阻力三個力的作用,沉降一開始土 粒速度增加,因此引起的阻力也隨之增加,當(dāng)重力、浮力和阻力到達(dá)平衡時,土 粒開始做勻速沉降,依照Stokes定律,其沉降速度

7、與土粒的半徑成正比,與介質(zhì) 粘滯系數(shù)成反比即：式中,V指土壤的沉降速度(cm/sec )g指重力加速度(980cm/s )r指土粒的半徑(cm)di指土粒的比重,平均值為2.65(g/cm 3)d2指介質(zhì)的比重(g/cm 3)ri指介質(zhì)粘滯系數(shù)(g/cm.s)可 見,經(jīng)充分?jǐn)嚢韬蟾鞑煌瑯恿降耐亮Ｔ诮橘|(zhì)中是平均分布的,攪拌后 各粒徑土粒以不同樣的沉降速度開始沉降,土粒沉降一準(zhǔn)時間后,在必然深度只 存在小于某一粒徑 的土粒平均地分布著.在土粒沉降的過程中懸液的比重也在 不斷的隨之發(fā)生變化,懸液比重與懸液中所含土粒的重量之間的關(guān)系以下：式中,p懸指懸液比重(g/cm 3)P水指水的比重(g/cm

8、3)p 土指土粒的比重(假定為 3)V懸指懸液的溶劑(1000mL)w 土指懸液中土粒的重量g測出懸液比重后,能夠依照上式計算出懸浮土粒的重量,為了免去復(fù)雜的計 算,鮑尤考斯設(shè)計了一種所謂甲種比重計,這種比重計能夠直接讀出懸液中所含 有的土粒濃度g/L .因此,我們在測定過程中依照不同樣溫度下土粒沉降時 問下表,直接測出所需粒徑的土粒含量,再依照土壤質(zhì)地的分類標(biāo)準(zhǔn)即可一 般性的熟悉土壤質(zhì)地.2、操作步驟1稱樣：稱取經(jīng)過 1mm孔篩的風(fēng)干士壤樣品 50克精確到0.01克, 置于500毫升三角瓶中,加蒸儲水濕潤樣品.另稱取 10克樣品置于鋁盒內(nèi),在 105度烘箱內(nèi)烘干到恒重,計算最大吸濕水含量.2

9、分別：依照土壤的 pH值分別采用分別劑石灰性士壤：用六偏磷酸鈉60毫升中性士壤：用草酸納20毫升酸性士壤：用氫氧化鈉40毫升參加分別劑后,為使得樣品充分分別,需對樣品進(jìn)行分別辦理,常用的物 理分別方法有以下三種：煮沸法：將分別劑參加盛有樣品的 500mL三角瓶內(nèi),再參加蒸f留水約 250mL,蓋上小漏斗,搖勻后放在電熱板上加熱,并不時搖動三角瓶,省得土 粒粘結(jié).煮沸后降低電熱板的溫度,使得懸液保持微沸 1小時.震蕩法：將分別劑參加盛有樣品的500mL三角瓶內(nèi),再參加蒸儲水約250mL ,此后放于震蕩機(jī)內(nèi)連續(xù)震蕩8小時.研磨法：將稱好的樣品置于瓷蒸發(fā)皿中,加一局部分別劑使之呈稠糊狀,靜置半小時,

10、使分別劑充分作用,此后用帶橡皮球的玻璃棒研磨20分鐘,使之分別完滿.參加節(jié)余分別劑.3大于的土粒篩分：在1000毫升的沉降筒上置于漏斗,漏斗上放一篩孔直徑為的銅篩,用洗瓶洗出三角瓶中冷卻的全部土粒.篩上殘留的沙粒用橡皮頭玻璃棒輕輕擦洗,同時用蒸儲水沖洗,使得小于的土粒全部洗入沉降筒內(nèi),直到篩下漏出清水為止.注意沖洗時限制每次用水量,省得高出總量1000毫升,最后定容.將篩上大于的砂粒無損地移入鋁盒中,烘干后用的篩孔再次分別,獲取的粗砂粒,0.25-0.5mm的中砂粒,分別稱重并計算其重量百分?jǐn)?shù),記為d1、d2o4測定懸液比重：將沉降筒置于晝夜溫度變化較小的平穩(wěn)實驗臺上,用溫度計 0.1 C測定

11、懸液溫度,依照所測液體溫度,結(jié)合小于某一粒徑顆粒土壤質(zhì)地測定沉降時間表,查出小于、小于、小于、小于士粒所對應(yīng)的比重計讀數(shù)時間分別記為t 1、t 2、t 3、t 4o用攪拌棒攪拌懸液 1分鐘(上下各約30次),當(dāng)攪拌棒提離懸液液面時馬上計錄時間,記為 t.在t+t 1、t+t 2、t+t 3、t+t 4時辰分別使用比重計測定懸液比重.測準(zhǔn)時要提前10-15秒將比重計輕輕插入懸液中,到了選準(zhǔn)時間馬上記錄比重計讀數(shù),記為d3、d4、d5、d6,分別代表小于、小于、小于、小于土粒的含量.每次測定讀數(shù)后,取出比重計放在盛有蒸儲水的量筒中備用.(5)判斷土壤質(zhì)地：依照計算結(jié)果,結(jié)合土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)(下表)

12、,判 斷測定土壤樣品的土壤質(zhì)地.我國土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)3、結(jié)果計算(1) 土壤最大吸濕水測定燃干土埸辟品重(31于(2)校正比重計讀數(shù)校正當(dāng)=分別劑校正當(dāng)+溫度校正當(dāng)校正后的讀數(shù)=比重計讀數(shù)-校正當(dāng)(3)粒徑含量計算004、實驗儀器及試劑電子天平,1000毫升沉降筒,攪拌棒,甲種比重計,溫度計,土壤篩, 沖洗篩,帶橡皮頭的玻璃棒,三角瓶,藥勺,枯燥器,烘箱,洗瓶0.5M氫氧化鈉：稱取20克氫氧化鈉于燒杯內(nèi),加少量蒸儲水溶解后,經(jīng) 過屢次沖洗燒杯的方法轉(zhuǎn)移到1000毫升容量瓶內(nèi),洗瓶定容搖勻,待用.0.25M草酸鈉：稱取33.5克草酸鈉于燒杯內(nèi),加少量蒸儲水溶解后,經(jīng)過 屢次沖洗燒杯的方法轉(zhuǎn)移到1

13、000毫升容量瓶內(nèi),洗瓶定容搖勻,待用.0.5M六偏磷酸鈉：稱取51克六偏磷酸鈉于燒杯內(nèi),加少量蒸儲水溶解后, 經(jīng)過屢次沖洗燒杯的方法轉(zhuǎn)移到1000毫升容量瓶內(nèi),洗瓶定容搖勻,待用.四吸管法1、實驗原理經(jīng) 充分混勻的土壤懸液沉降一段時間后,在必然深度,只存在小于某一粒 徑的土粒平均分布著以下列圖,只要在這個時間和這個深度的液層中吸取必然 量的懸液烘干、 稱重、便能計算出小于該粒徑土粒的含量.因此,在給定深度和 不同樣時間吸液,便能夠?qū)⒉煌瑯恿降耐亮７謩e并計算其百分含量.只要規(guī)定 了吸液深度,即可依照Stokes公式求出不同樣溫度下,不同樣比重的土壤,其 各粒徑土粒在水中沉降至該深度所需要的時

14、間,由于在勻速運(yùn)動中,其中,t指沉降時間秒s指沉降深度厘米v指速度厘米/秒其余指標(biāo)同上2、操作步驟1樣品辦理1mm石礫辦理：將土樣風(fēng)干,揀去粗有機(jī)質(zhì),磨碎,過 1mm篩,大于1mm 的石礫裝在容器中,加水煮沸,用淀帚輕輕擦洗,使粘附于石礫上的土粒全部 懸浮與水中.傾出濁水,再加水煮洗.這樣屢次進(jìn)行,直至石礫沖洗干凈.將 石礫烘干,過3mm篩,分別稱重,并稱量經(jīng)過1mm篩孔的全部土重,算出石礫 的含量百分?jǐn)?shù).假設(shè)是沒有石礫,那么過 1mm篩孔的細(xì)土,勿需稱重.稱重：稱取過1mm篩的風(fēng)干土樣已去除有機(jī)質(zhì)殘體測定其吸濕水量. 再稱10克風(fēng)干土壤樣品三份,其中一份測定洗矢量,兩份制備成土粒懸液供顆 粒

15、解析用.去除有機(jī)質(zhì)：假設(shè)土壤有機(jī)質(zhì)含量高,需先去除.可將上述三份土壤樣品分 別移入250mL高型燒杯中,先加少量水使土壤濕潤,再加 6%過氧化氫,用淀帚攪勻土液,蓋好表玻璃,在水浴或電熱板上加溫,使有機(jī)質(zhì)充分氧化.對于 含有大批有機(jī)質(zhì)的土樣,應(yīng)增加過氧化氫的濃度.在過氧化氫氧化有機(jī)質(zhì)的時候會發(fā)生大批氣泡,可低價異戊醇以防范泡沫溢出燒杯.氧化過程中應(yīng)經(jīng)常用 淀帚攪拌土樣,反響減弱后,在增加過氧化氫,直至土色變淡,表示土壤有機(jī) 質(zhì)已 根本分解完滿.過分的過氧化氫可煮沸消除,冷卻后,傾克去上面清液.脫鈣和洗矢量的測定：含碳酸鹽的土壤樣品在有機(jī)質(zhì)分解后逐次參加 ,每次約10mL,直至無二氧化碳產(chǎn)生為止

16、.為保證鹽酸有足夠的濃度, 每次參加鹽酸前應(yīng)先傾去土樣上面的清液.碳酸鹽含量高的土樣,鹽酸濃度可 適宜增加.去除土樣中的碳酸鹽后,用 0.05M鹽酸沖洗土樣至濾紙上過濾其中測定洗 矢量用的濾紙必定早先稱得干紙重.再用 0.05M鹽 酸連續(xù)淋洗土樣使膠體上 的鈣離子和鎂離子完滿為氫離子所代換,土粒充分分別,直至濾液中無 鈣離子為止.脫鈣后的土樣再用水淋洗,洗盡節(jié)余的鹽酸,直至濾液中無氯離子為止如發(fā)現(xiàn)濾液渾濁,表示土壤膠體已透過濾紙,應(yīng)馬上停止淋洗.將 測定洗矢量的一份土樣,連同濾紙一起放于重量的燒杯中,在 105度枯燥箱中 烘干,稱至恒重,計算洗矢量.2制備懸液仔細(xì)地用水將其余兩份顆粒解析用的土

17、樣從濾紙上分別洗入500mL三角瓶中,參加0.5M氫氧化鈉10mL,加水至250mL左右.三角瓶口蓋上一個小漏斗,放在 電熱板上加熱,并不時的搖動三角瓶,省得土粒粘結(jié).煮沸后,降低電熱 板溫度,使懸液保持微沸1小時.將冷卻后的懸液經(jīng)過孔徑篩洗入沉降筒,用水沖 洗篩網(wǎng),并用淀帚輕輕擦洗上面的砂粒,務(wù)必使篩及放置洗篩的漏 斗上的土粒全部沖洗至沉降筒中,向沉降筒中加水制備成1升的懸液.洗篩上粒徑的砂粒,用水洗入鋁盒或稱量瓶,烘干,稱重,計算粗砂粒占烘干樣品 重的百分?jǐn)?shù).對于不含碳酸鹽也不需要去除有機(jī)質(zhì)的土樣,在稱取10克土樣后,直接放入500mL三角瓶中.此后依照土樣的pH參加不同樣的分別劑.對10

18、g 土 樣來說,石灰性土壤參加0.5M六偏磷酸鈉10mL,中性土壤參加0.5M草酸鈉溶液 10mL ,酸性土壤參加氫氧化鈉10mL ,再加250mL水浸泡過夜.把土液搖勻,放在 電熱板上微沸1小時.經(jīng)過孔徑洗篩,用淀帚洗入沉降筒,今后步驟同上面所述、3沉降解析測量實驗室當(dāng)時的水溫,按水溫查出不同樣粒徑土粒沉降到10cm地方需的時間.用攪拌棒攪拌懸液1min,攪拌懸液時上下速度要平均,一般速度為上下各 30次.攪拌棒攪拌懸液時向下必然要涉及沉降筒的底部,使全部土粒都能懸浮. 攪拌棒向上時有孔金屬片不能夠漏出液面,一般至液面下3-5cm即可,否那么會使空氣壓入懸液,致使懸液產(chǎn)生渦流,影響士粒沉降規(guī)律.沉降時間以攪拌結(jié)束為初 步時間.用吸管吸取懸液操作早先應(yīng)屢次練習(xí),以防范本質(zhì)操作時的失誤.在規(guī)準(zhǔn)時間的前 10秒鐘開始吸液,后 10秒鐘吸液結(jié)