土壤顆粒分析-比重計(jì)法

#土壤顆粒分析——比重計(jì)法比重計(jì)方法的原理是與吸管法相同，其依據(jù)也是Stoke，s定律原理，但是比重計(jì)法精度不及吸管法。比重計(jì)的設(shè)備藥品除了需要比重計(jì)之外，其余設(shè)備及藥品與吸管法相同，但無(wú)須吸管裝置。（1）比重計(jì)校準(zhǔn)。土壤比重計(jì)，規(guī)格不一，精度差異大，加之人為因素，往往使分析結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。因此，在應(yīng)用比重計(jì)法分析土壤顆粒組成時(shí)，需要對(duì)比重計(jì)進(jìn)行精度校正。比重計(jì)刻度及彎液面的校準(zhǔn)：比重計(jì)的刻度本來(lái)以懸液的水平面為準(zhǔn)，但在土壤懸液中讀數(shù)時(shí)，因懸液渾濁，難以讀出，因而改讀比重計(jì)與彎液面頂部相切處的讀數(shù)，所以在讀取彎液面的數(shù)值后，應(yīng)加上彎液面頂部至懸液水平面的一段距離，可改正為水平面的讀數(shù)，此即彎液面的校準(zhǔn)。彎液面校準(zhǔn)步驟：將比重計(jì)懸浮于20°C的純凈蒸餾水中，讀其實(shí)際數(shù)A（水面與比重計(jì)相交面），如良好的比重計(jì)，此吋讀數(shù)應(yīng)等于零。實(shí)際工作中A點(diǎn)可能位于零上（負(fù)值），也可能位于零下（正值），所以應(yīng)用比重計(jì)所測(cè)得讀數(shù)應(yīng)減去A值。然后讀取彎液面頂部及比重計(jì)相切面的讀數(shù)B，則彎液面校準(zhǔn)值為B-A,如圖3.3所示。土粒沉降距離校準(zhǔn)：比重計(jì)放入量筒懸液中測(cè)量讀數(shù)時(shí)，懸液水面因比重計(jì)的放入而升高，因而土粒的沉降深度較實(shí)際的大，故須加以校正，求出實(shí)際土粒沉降深度（有效深度）才能用斯托克斯公式求出土粒的粒徑。因此，必須求出比重計(jì)讀數(shù)與土粒有效深度的關(guān)系，隨后，可以從比重計(jì)讀數(shù)中直接?xùn)顺鲈谧x數(shù)時(shí)土粒實(shí)際的沉降深度。測(cè)定比重計(jì)浮泡體積（V）:于量筒（250mL）中，加入130mL蒸餾水（20℃），記下筒內(nèi)水面讀數(shù)，再將比重計(jì)放入水中，并使水面達(dá)比重計(jì)最低刻度，并記下水面讀數(shù)，二者之差，即為比重計(jì)浮泡體積V。測(cè)定比重計(jì)浮泡體積中心：在l000mL量筒中注入蒸餾水至刻度，隨后，用小量筒往l000mL量筒中注入相當(dāng)于浮泡體積一半的蒸餾水，此時(shí)在水平升高處劃一標(biāo)記。再?gòu)牧客仓械钩鏊铀浚顾蝗越抵羖000mL刻度，緩緩放比重計(jì)于量筒中，當(dāng)水面升至所劃標(biāo)記處時(shí)，水面與浮泡相切處即為浮泡體積中心。標(biāo)記浮泡體積中心位置，并用尺細(xì)心量出浮泡體積中心處至比重計(jì)最低刻度的垂直距離1/23。量出沉降筒內(nèi)徑（精度至1mm），計(jì)算筒的橫斷面積（S）。測(cè)量自比重計(jì)最低刻度至頸桿上各刻度間的距離（L1）。按下述公式計(jì)算土粒有效沉降距離，即用所量出的不同L1值，代入公式中，求得相應(yīng)L值。以比重計(jì)讀數(shù)為橫坐標(biāo)，在各刻度時(shí)的土粒平均有效深度（L）為縱坐標(biāo)，繪制坐標(biāo)曲線，如圖3.4所示，以備査考。溫度校正：用甲種鮑氏比重計(jì)測(cè)定土壤顆粒組成（粒徑）時(shí)，溫度校正值可査閱表3-5。溫度以20°C為標(biāo)準(zhǔn)，高于或低于20°C時(shí)，可按溫度校正值加以校正。分散土粒在懸濁液中自由沉降，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，用特制的土壤比重計(jì)（甲種鮑氏土壤比重計(jì)）測(cè)定土壤各粒級(jí)的質(zhì)量濃度（以下簡(jiǎn)稱濃度），甲種鮑氏土壤比重計(jì)上面刻度為0?60（刻度單位為g·L-1）,可以讀出0.lg·L-1。土粒在懸液中自由沉降過(guò)程中，按照測(cè)定前確定的一定時(shí)間序列放入比重計(jì)，測(cè)定懸液的比重變化，比重計(jì)的讀數(shù)直接指示出懸浮在比重計(jì)所處深度的懸液中上粒含量，即可以從比重計(jì)上直接讀出每升懸液中所含土粒的克數(shù)。根據(jù)比重計(jì)讀數(shù)和土粒有效降深度（即土粒實(shí)際沉降距離L）值，而相應(yīng)的土粒半徑r，可以從測(cè)定前所確定的測(cè)定時(shí)間以沉降時(shí)間）和土粒有效沉降距離L,按Stoke's定律計(jì)算出，即比重計(jì)讀數(shù)既表示懸浮土粒濃度，又表示這部分土粒在懸液中所處深度。從比重計(jì)讀數(shù)（g·L-1）可以換算出小于某粒徑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，在以比重計(jì)指示出的土粒沉降深度計(jì)算出土粒的粒r或D值。測(cè)定時(shí)因?yàn)楸戎赜?jì)有一定的體積，放入懸液時(shí)液面會(huì)升高，所以比重計(jì)的讀數(shù)（液面到比重計(jì)浮泡體積中心的距離L'）并不是土粒沉降的實(shí)際距離，因此比重計(jì)應(yīng)用前要進(jìn)行比重計(jì)的距離校正，繪制比重計(jì)讀數(shù)與土粒有效沉降距離的關(guān)系曲線，當(dāng)用比重計(jì)測(cè)定時(shí)，可根據(jù)比重計(jì)

讀數(shù)，從該曲線上査出土粒的有效沉降距離由于比重計(jì)在懸液中的距離位置隨土粒濃度大小而變化，所以無(wú)法測(cè)定一定深度的土粒濃度，只能在事先確定一個(gè)任意的時(shí)間序列，測(cè)得響應(yīng)時(shí)間的一系列的比重計(jì)讀數(shù)，根據(jù)比重計(jì)的讀數(shù)來(lái)確定比重計(jì)的深度L'，再確定土粒的有效沉降深度L，然后根據(jù)Stoke's定律計(jì)算出相應(yīng)于比重計(jì)讀數(shù)的土粒粒徑。再以小于某一粒徑的土粒百分含量為縱坐標(biāo)，以土粒直徑（mm）的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)，在半對(duì)數(shù)紙上繪制出土壤顆粒大小分布曲線。在此曲線上查出所需要的粒級(jí)大小所對(duì)應(yīng)的百分含量，確定土壤的顆粒組成，進(jìn)行土壤的質(zhì)地分類。（2）操作步驟。稱取通過(guò)1mm篩孔的風(fēng)干土30?50g（精度至0.0lg）,另取15?20g風(fēng)干土測(cè)定吸濕水。將土樣按吸管法制備懸液。再將分散后土樣懸液過(guò)0.25mm的小篩于1000mL量筒中，加蒸餾水至1000mL刻度，用攪拌棒（帶橡皮塞頭）上下攪動(dòng)lmin（上下起落30次），取出攪棒，靜置于恒溫處，選好一支比重計(jì)（校正過(guò)的）。測(cè)定懸液的比重：先在記錄紙上擬好測(cè)定（讀數(shù)）的時(shí)間序列：如30s，1、2、4、8、15、30min，1、2、4、8、16、24h。沉降時(shí)間以攪拌結(jié)束取出攪拌棒為準(zhǔn)。在每次讀數(shù)前10?15s輕輕放入比重計(jì)，盡量不擾動(dòng)靜止的懸液，使比重計(jì)自由穩(wěn)定地浮于懸液中。每次讀數(shù)后都應(yīng)取出比重計(jì)。放入蒸餾水中洗滌備用，并同時(shí)測(cè)定水的溫度。將每次讀數(shù)加以刻度校正、彎月面校正和溫度校正，然后計(jì)算出小于某一粒徑土粒含量的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)比重計(jì)讀數(shù)，在土粒有效沉降深度與比重計(jì)讀數(shù)的關(guān)系曲線上查出土粒的實(shí)際沉降深度。根據(jù)土粒實(shí)際沉降距離L與響應(yīng)的讀數(shù)時(shí)間t，和懸液溫度T計(jì)算出相應(yīng)比重計(jì)讀數(shù)的土粒粒徑大小D。以小于某粒徑的土粒含量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的土粒直徑（mm）的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制出土壤顆粒大小分布曲線。根據(jù)所需要測(cè)定的土壤顆粒粒徑（0.005、0.001、0.005、0.001mm）,在曲線上查得相應(yīng)的百分含量。(3)結(jié)果計(jì)算如下

土壤顆粒分析的比重計(jì)法還可以簡(jiǎn)化一一簡(jiǎn)易比重計(jì)法：常用的比重計(jì)法必須進(jìn)行多次校正，還須繪制曲線，才能計(jì)算出各級(jí)顆粒的百分?jǐn)?shù)，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、速度慢。簡(jiǎn)易比重計(jì)法按照不同溫度下土粒沉降時(shí)間表（