實(shí)驗(yàn)二_土壤機(jī)械組成測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)二、土壤機(jī)械組成分析1目的和意義通過測(cè)定土壤的機(jī)械組成，可以知道土壤質(zhì)地的粗細(xì)。土壤質(zhì)地直接影響 著土壤的理化性質(zhì)和肥力狀況，同時(shí)它還是土壤分類的重要依據(jù)，所以在研究 土壤的形成、分布、分類及肥力狀況時(shí)一定要先測(cè)定土壤的機(jī)械組成。測(cè)定土壤機(jī)械組成（粒度分析）的方法有好幾種。在野外因儀器、藥品攜帶不方便，所以常用手測(cè)法（揉條法）。在室內(nèi)則采用吸管法或比重計(jì)法。比重計(jì)法操作方法比較簡(jiǎn)單容易也比較準(zhǔn)確。吸管法一般多用于科研等更精確的分 析，因我們課時(shí)有限，所以我們實(shí)驗(yàn)是采用比重計(jì)法。2測(cè)定原理測(cè)定土壤機(jī)械組成也就是測(cè)定土壤質(zhì)地。土壤是由許多大小不同的土粒，按不同比例組合而成的，這些不同的土粒組合

2、在一起所表現(xiàn)出來的土壤粗細(xì)狀況， 就稱作土壤質(zhì)地（soil texture ）。土壤機(jī)械組成分析原理，就是把土粒按其粒徑大小分成若干級(jí)，并定出各級(jí)的量，從而得出土壤的機(jī)械組成。對(duì)于粒徑 0.25mm砂粒，一般用過篩法，將砂 礫逐級(jí)過篩稱重。對(duì)于粒徑小的土粒，則用分散劑法將其充分分散，再使分散 后的土粒在一定容積的懸液中自由沉降，根據(jù)土粒沉降的速度，分別測(cè)定不同 粒級(jí)含量的多少。這一過程依據(jù)物理學(xué)上的Stokes定律：2 2v gr （d d i） /9式中：v-顆粒在介質(zhì)中的沉降速度（cm/s）; g-重力加速度（980cm/s2）； r-顆粒半 徑；d-顆粒比重（土粒平均比重為 2.65g/

3、cm3）； d1-介質(zhì)比重（g/cm3）；-介質(zhì)的黏滯系數(shù)（g/cm.s）均為可知數(shù)，可得在特定條件下，d，d1,土粒下降的速度與其粒徑的平方成正比，土粒愈大沉降速度愈快，再根據(jù)量 筒的高度H,利用H=vt，就可計(jì)算出開始下降后的不同時(shí)刻當(dāng)時(shí)仍懸浮的土粒 粒徑。所用土樣是過1mm篩的土樣，用比重計(jì)法測(cè)定。在測(cè)定以前還要根據(jù)土壤 pH值的不同選用不同的分散劑。我們的分析土樣pH值是酸性的，所以用0.5mol/L NaOH溶液做為分散劑,這是化學(xué)分散法，為了使其充分分散，還必須研磨, 這是物理分散法。比重計(jì)測(cè)量的是仍懸浮的土粒含量。比重計(jì)所排開的懸液重 量等于其自身重量時(shí)，它就懸浮在某一深度上，據(jù)

4、此可換算出懸液中土粒的濃 度。專門設(shè)計(jì)的甲種比重計(jì)直接在比重計(jì)標(biāo)尺上讀取懸液中的土粒重量。由于 懸液的溫度會(huì)影響?zhàn)禂?shù)，而甲種比重計(jì)的刻度是以20 C液溫為標(biāo)準(zhǔn)制作的， 因此每次測(cè)量后根據(jù)實(shí)際液溫隊(duì)比重計(jì)讀書進(jìn)行校正。3比重計(jì)的使用這種比重計(jì)稱作甲種比重計(jì)，比重計(jì)上有 0-60的刻度數(shù)字，從中可以讀出到 0.1克/升的小數(shù)。0以上為負(fù)值，0以下為正值。讀取數(shù)字時(shí)，應(yīng)該以懸液面形 成的上彎月面頂部和比重計(jì)刻度相切的數(shù)字，精確到十位小數(shù)（0.1）。4實(shí)驗(yàn)儀器和試劑（1） 甲種比重計(jì)，電熱板（調(diào)溫電爐），500ml燒杯，玻璃棒，小漏斗，攪拌 棒，秒表，沉降筒（1000ml量筒），溫度計(jì)，天平，烘箱

5、，鋁盒，燒杯，小吸 管（2）0.5 mol/L NaOH 溶液（20 g NaOH 溶于水，稀釋至 1L）,5測(cè)定方法和步驟（1） 樣品分散：用粗天平稱取過1 mm篩孔的土樣50克置于500 ml燒杯中， 加蒸餾水濕潤土樣，再 加0.5 mol/L NaOH約40ml,再加蒸餾水使燒杯內(nèi)土液體 積達(dá)250ml，搖勻后加熱，用玻璃棒攪拌，防止土粒沉積結(jié)塊火燒焦，保持沸騰半小時(shí)。（2）制備懸液：用燒杯裝自來水將冷卻后的燒杯中的消煮液全部無損地移到 1000 ml量筒中，土液加蒸餾水定容到 1000 ml。（3）測(cè)定懸液比重：用攪拌器攪拌懸液 1 min （上下30次），從停止攪拌開始記時(shí)，并測(cè)定懸

6、液溫度，溫度、時(shí)間和粒徑關(guān)系（見表1），選定測(cè)定比重讀數(shù)的時(shí)間，提前30s將比重計(jì)輕輕插入到懸液中，到了選定時(shí)間馬上讀數(shù)，并在此 測(cè)定懸液溫度，而此溫差不超過05C。按照上述步驟分別測(cè)出0.05,0.01,0.005, 0.001mm等各級(jí)粒徑的比重計(jì)讀數(shù)。6測(cè)定值校正（1） 分散劑校正值（g/L ）=加入的分散劑的毫升數(shù) 分散劑摩爾濃度 分散劑的 摩爾質(zhì)量（2）比重計(jì)讀數(shù)的溫度校正見表 2 7結(jié)果計(jì)算比重計(jì)校正數(shù)=比重計(jì)的溫度校正值-分散劑校正值小于某級(jí)粒徑土粒的含量=校正后讀數(shù)100/烘干土樣重比重計(jì)法允許平行誤差3%將相鄰兩粒徑的土粒百分?jǐn)?shù)相減即為兩粒范圍內(nèi)的 粒級(jí)百分含量。結(jié)果記錄表粒

7、徑時(shí)間溫度比重計(jì)讀數(shù)溫度校正值校正后比 重計(jì)讀數(shù)烘干 十重小于該粒徑的百分含量表1小于某粒徑顆粒沉降時(shí)間表溫度C0.05mm0.01mm0.005mm0.001mm41mi n32s43min2h55mi n48h51mi n30s42mi n2h50mi n48h61mi n25s40min2h50mi n48h71mi n23s38mi n2h45mi n48h81mi n20s37mi n2h40mi n48h91mi n18s36mi n2h30mi n48h101mi n18s35mi n2h25mi n48h111mi n15s34mi n2h25mi n1s48h121mi n1

8、2s33mi n2h20mi n1s48h131mi n10s32mi n2h15mi n1s48h141mi n10s31min2h15mi n1s48h151mi n08s30mi n2h15mi n1s48h161mi n06s29mi n2h05mi n1s48h171mi n05s28mi n2h00mi n1s48h181mi n02s27mi n30s1h55mi n1s48h191mi n00s27mi n1h55mi n1s48h2058s26mi n1h50mi n1s48h2156s26mi n1h50mi n1s48h2255s25mi n1h50mi n1s48h23

9、54s24mi n30s1h45mi n1s48h2454s24mi n1h45mi n1s48h2553s23mi n30s1h40mi n1s48h2651s23mi n1h35mi n1s48h2750s22mi n1h30mi n1s48h2848s21mi n30s1h30mi n1s48h2946s21mi n1h30mi n1s48h3045s20mi n1h28mi n1s48h3145s19mi n30s1h25mi n1s48h3245s19mi n1h25mi n1s48h3344s19mi n1h20mi n1s48h3444s18mi n30s1h20mi n1s48

10、h3542s18mi n1h20mi n1s48h3642s18mi n1h15mi n1s48h3740s17mi n30s1h15 min48h3838s17mi n30s1h15 min48h表2比重計(jì)讀數(shù)的溫度校正值懸液 溫度比重計(jì)讀 數(shù)減去校 正值懸液 溫度比重計(jì)讀 數(shù)減去校 正值懸液 溫度比重計(jì)讀 數(shù)加上校 正值懸液 溫度比重計(jì)讀 數(shù)加上校 正值6.02.2131.6200272.56.52.213.51.520.50.227.52.67.02.2141.4210.3282.97.52.214.51.421.50.528.53.18.02.2151.2220.6293.38.52.

11、215.51.122.50.829.53.59.02.1161.0230.9303.79.52.116.50.923.51.130.53.810.02.0170.8241.3314.010.52.017.50.724.51.531.54.2111.9180.5251.7324.611.51.818.50.425.51.932.54.9121.8190.3262.1335.212.51.719.50.126.52.233.55.5根據(jù)各粒級(jí)含量的百分?jǐn)?shù)在中國土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)（教材表2-4）中查出土壤樣品的質(zhì)地類型。8注意事項(xiàng)（1）沉降筒應(yīng)放在晝夜溫差小處，避免陽光直射影響土里自由沉降。（2）攪拌

12、懸液時(shí)上下速度均勻，向下觸及沉降筒底部，向上有孔金屬片不漏出 液面，一般到液面下3-5cm高度即可。（3）測(cè)定時(shí)比重計(jì)輕取輕放，盡可能避免搖擺與震動(dòng)，應(yīng)放在沉降筒中心，浮 泡不能與四周接觸。（4） 比重計(jì)也能夠在盡可能少的時(shí)間內(nèi)放入懸液，一般提前10-15S，讀數(shù)后立 即取出比重計(jì)，放入蒸餾水中沖洗，以備下個(gè)讀數(shù)所用。（5）溫度計(jì)放入沉降筒中部，準(zhǔn)確到 0.1 C。（6）比重計(jì)讀數(shù)以彎液面上緣為準(zhǔn)。9速測(cè)法將少量的土樣放入手心，加水充分濕潤、調(diào)勻，用手先搓成直徑約1cm的團(tuán)粒后，再搓成直徑約3mm勺細(xì)長條，再將細(xì)長條圈成環(huán)狀。對(duì)照下例條件定出 質(zhì)地名稱。1、不能成細(xì)條，成珠不成條一砂土。2、形成不完整的短條一砂壤土。3、搓成條時(shí)易斷裂一輕壤土。4、成細(xì)條，但彎曲時(shí)易斷裂一中壤土。5、細(xì)條完整，成環(huán)時(shí)有裂痕一重壤土6細(xì)條完整