实验二 土壤机械组成测定

1、实验二、土壤机械组成分析1目的和意义通过测定土壤的机械组成，可以知道土壤质地的粗细。土壤质地直接影响 着土壤的理化性质和肥力状况，同时它还是土壤分类的重要依据，所以在研究 土壤的形成、分布、分类及肥力状况时一定要先测定土壤的机械组成。测定土壤机械组成（粒度分析）的方法有好几种。在野外因仪器、药品携带 不方便，所以常用手测法（揉条法）。在室内则采用吸管法或比重计法。比重 计法操作方法比较简单容易也比较准确。吸管法一般多用于科研等更精确的分 析，因我们课时有限，所以我们实验是采用比重计法。2测定原理测定土壤机械组成也就是测定土壤质地。土壤是由许多大小不同的土粒，按 不同比例组合而成的，这些不同的土

2、粒组合在一起所表现出来的土壤粗细状况， 就称作土壤质地（soil texture）。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0.25mm砂粒，一般用过筛法，将砂 砾逐级过筛称重。对于粒径小的土粒，则用分散剂法将其充分分散，再使分散 后的土粒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：2，11、，v = 9gr 2（d - d 1） /门式中：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

3、均比重为2.65g/cm3）； d1-介质比重皿3）；中介质 的黏滞系数（g/cm.s）在特定条件下，d，d1，n均为可知数，可得v x r 2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。所用土样是过1mm筛的土样，用比重计法测定。在测定以前还要根据土壤 pH值的不同选用不同的分散剂。我们的分析土样pH值是酸性的，所以用0.5 mol/L NaOH溶液做为分散剂，这是化学分散法，为了使其充分分散，还必须研磨， 这是物理分散法。比重计测量的是仍悬浮的土粒含量。比重计所排开的悬液重 量等于其自身

4、重量时，它就悬浮在某一深度上，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20C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。3比重计的使用这种比重计称作甲种比重计，比重计上有0-60的刻度数字，从中可以读出到 0.1克/升的小数。0以上为负值，0以下为正值。读取数字时，应该以悬液面形 成的上弯月面顶部和比重计刻度相切的数字，精确到十位小数（01）。4实验仪器和试剂（1）甲种比重计，电热板（调温电炉），500ml烧杯，玻璃棒，小漏斗，搅拌 棒，秒表，沉降筒（1000ml量

5、筒），温度计，天平，烘箱，铝盒，烧杯，小吸 管（2）0.5 mol/L NaOH 溶液（20 g NaOH 溶于水，稀释至 1L）,5测定方法和步骤（1）样品分散：用粗天平称取过1 mm筛孔的土样50克置于500 ml烧杯中， 加蒸馏水湿润土样，再加0.5 mol/L NaOH约40ml,再加蒸馏水使烧杯内土液体 积达250ml，摇匀后加热，用玻璃棒搅拌，防止土粒沉积结块火烧焦，保持沸腾 半小时。（2）制备悬液：用烧杯装自来水将冷却后的烧杯中的消煮液全部无损地移到 1000 ml量筒中，土液加蒸馏水定容到1000 ml。（3）测定悬液比重：用搅拌器搅拌悬液1 min （上下30次），从停止搅拌

6、开始 记时，并测定悬液温度，温度、时间和粒径关系（见表1），选定测定比重读数 的时间，提前30s将比重计轻轻插入到悬液中，到了选定时间马上读数，并在此 测定悬液温度，而此温差不超过0.5C。按照上述步骤分别测出0.05, 0.01，0.005, 0.001mm等各级粒径的比重计读数。6测定值校正（1）分散剂校正值（g/L）=加入的分散剂的毫升数x分散剂摩尔浓度乂分散剂的 摩尔质量（2）比重计读数的温度校正见表27结果计算比重计校正数=比重计的温度校正值-分散剂校正值小于某级粒径土粒的含量%=校正后读数x100/烘干土样重比重计法允许平行误差3%，将相邻两粒径的土粒百分数相减即为两粒范围内的 粒

7、级百分含量。结果记录表粒径时间温度比重计 读数温度校 正值校正后比 重计读数烘干 土重小于该粒径的百 分含量表1小于某粒径颗粒沉降时间表温度C0.05mm0.01mm0.005mm0.001mm41min32s43min2h55min48h51min30s42min2h50min48h61min25s40min2h50min48h71min23s38min2h45min48h81min20s37min2h40min48h91min18s36min2h30min48h101min18s35min2h25min48h111min15s34min2h25min1s48h121min12s33min2

8、h20min1s48h131min10s32min2h15min1s48h141min10s31min2h15min1s48h151min08s30min2h15min1s48h161min06s29min2h05min1s48h171min05s28min2h00min1s48h181min02s27min30s1h55min1s48h191min00s27min1h55min1s48h2058s26min1h50min1s48h2156s26min1h50min1s48h2255s25min1h50min1s48h2354s24min30s1h45min1s48h2454s24min1h4

9、5min1s48h2553s23min30s1h40min1s48h2651s23min1h35min1s48h2750s22min1h30min1s48h2848s21min30s1h30min1s48h2946s21min1h30min1s48h3045s20min1h28min1s48h3145s19min30s1h25min1s48h3245s19min1h25min1s48h3344s19min1h20min1s48h3444s18min30s1h20min1s48h3542s18min1h20min1s48h3642s18min1h15min1s48h3740s17min30s1h

10、15 min48h3838s17min30s1h15 min48h表2比重计读数的温度校正值悬液温度比重计读 数减去校正值悬液温度比重计读 数减去校正值悬液温度比重计读数加上校 正值悬液温度比重计读 数加上校正值6.02.2131.6200272.56.52.213.51.520.50.227.52.67.02.2141.4210.3282.97.52.214.51.421.50.528.53.18.02.2151.2220.6293.38.52.215.51.122.50.829.53.59.02.1161.0230.9303.79.52.116.50.923.51.130.53.810.0

11、2.0170.8241.3314.010.52.017.50.724.51.531.54.2111.9180.5251.7324.611.51.818.50.425.51.932.54.9121.8190.3262.1335.212.51.719.50.126.52.233.55.5根据各粒级含量的百分数在中国土壤质地分类标准（教材表2-4）中查出土壤样 品的质地类型。8注意事项（1）沉降筒应放在昼夜温差小处，避免阳光直射影响土里自由沉降。（2）搅拌悬液时上下速度均匀，向下触及沉降筒底部，向上有孔金属片不漏出液面，一般到液面下3-5cm高度即可。（3）测定时比重计轻取轻放，尽可能避免摇摆与震动，应放在沉降筒中心，浮 泡不能与四周接触。（4）比重计也能够在尽可能少的时间内放入悬液，一般提前10-15s，读数后立 即取出比重计，放入蒸馏水中冲洗，以备下个读数所用。（5）温度计放入沉降筒中部，准确到0.1力。（6）比重计读数以弯液面上缘为准。9速测法将少量的土样放入手心，加水充分湿润、调匀，用手先搓成直径约1cm的团粒后，再搓成直径约3mm的细长条，再将细长条圈成环状。对照下例条件定出质地名称。1、不能成细条，成珠不成条一砂土。2、形成不完整的短条一砂壤土。3、搓成条时易断裂一轻壤土。4、成细条，但弯曲时易断裂一中壤土。5、细条完整，成环时有裂痕一重壤土。6、细条完整，成