土粒密度(比重瓶法)-土壤容重-孔隙度测定

1、 /5 /5土粒密度的测定（比重瓶法）严格而言，土粒密度应称为土壤固相密度或土粒平均密度，用符号Ps表示。其含义是:绝大多数矿质土壤的ps在2.6gcm-32.7gcm-3之间，常规工作中多取平均值2.65g.cm-3。这一数值很接近砂质土壤中存在量丰富的石英的密度，各种铝硅酸盐粘粒矿物的密度也与此相近。土壤中氧化铁和各种重矿物含量多时则ps增高，有机质含量高时则ps降低。文献中传统常用比重一词表示ps，其准确含义是指土粒的密度与标准大气压下4C时水的密度之比又叫相对密度（ds=pspw-i）。一般情况下，水的密度取1.0gcm-3，故比重在数值上与土粒密度ps相等，但量纲不同，现比重一词已废

2、止。测定原理将已知质量的土样放入水中（或其他液体），排尽空气，求出由土壤置换出的液体的体积。以烘干土质量（105C）除以求得的土壤固相体积，即得土粒密度。仪器和设备天平（感量0.001g）；比重瓶（容积50mL）；电热板；真空干燥器；真空泵；烘箱。操作步骤1、称取通过2mm筛孔的风干土样约10g（精确至0.001g），倾入50mL的比重瓶内。另称10.0g土样测定吸湿水含量，由此可求出倾入比重瓶内的烘干土样重ms。2、向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水，至瓶内容积约一半处，然后徐徐摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样充分湿润，与水均匀混合。3、将比重瓶放于砂盘，在电热板上加热，保持沸腾1h。煮沸过

3、程中经常要摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样和水充分接触混合。注意，煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。4、从砂盘上取下比重瓶，稍冷却，再把预先煮沸排除空气的蒸馏水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬液澄清且温度稳定后，加满已经煮沸排除空气并冷却的蒸馏水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出，用滤纸擦干后称重（精确到0.001g），同时用温度计测定瓶内的水温t1（准确到0.1C）,求得mbws1o5、将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满冷却的无气水，测量瓶内水温t2。加水至瓶口，塞上毛细管塞，擦干瓶外壁，称取t2时的瓶、水合重（mbw2）。若每个比重瓶事先都经过校

4、正，在测定时可省去此步骤，直接由t1在比重瓶的校正曲线上求得t1时这个比重瓶的瓶、水合重mbw1，否则要根据mbw2计算mbw1。6、含可溶性盐及活性胶体较多的土样，须用惰性液体（如煤油、石油）代替蒸馏水，用真空抽气法排除土样中的空气。抽气时间不得少于0.5h，并经常援动比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min以上。7、真空抽气也可代替煮沸法排除土壤中的空气，并且可以避免在煮沸过程中由于土液溅出而引起的误差，同时较煮沸法快。8、风干土样都含有不同数量的水分，需测定土样的风干含水量；用惰性液体测定比重的土样，须用烘干土而不是风干土进行测定，且所用液体须经真空除气。9、如

5、无比重瓶也可用50mL，容量瓶代替，这时应加水至标线。结果计算1、用蒸馏水测定时可按下式计算：mP二sPsm+m一mw1sbw1bws1式中：ps土粒密度，gcm-3；PwitC时蒸馏水密度，gcm-3；ms烘干土样质量，g；mbw1tC时比重瓶+水质量，g；mbwsitC时比重瓶+水质量+土样质量，go当t#t2，必须将t2时的瓶、水合重（mbw2）校正至tC时的瓶、水合重（mbw1）由表1-1查得t1和t2时水的密度，忽略温度变化所引起的比重瓶的胀缩，t1和t2时水的密度差乘以比重瓶容积（V）即得由t2换算到q时比重瓶中水重的校正数。比重瓶的容积由下式求得：m一mV=bw2b-Pw2式中：

6、mb比重瓶质量，g；Pw212时水的密度，gcm-3。1-1不同温度下水的密度（gcm-3）温度（C）密度gcm-3温度（C）密度gcm-3温度（C）密度gcm-30.01.50.999920.50.998130.50.99552.06.51.000021.00.998031.00.99547.08.00.999921.50.997931.50.99528.59.50.999822.00.997832.00.995110.010.50.999722.50.997732.50.994911.011.50.999623.00.997633.00.994712.012.50.999523.50.99

7、7433.50.994613.00.999424.00.997334.00.994413.514.00.999324.50.997234.50.994214.50.999225.00.997135.00.994115.00.999125.50.996935.50.993915.516.00.999026.00.996836.00.993716.50.998926.50.996736.50.993517.00.998827.00.996537.00.993417.50.998727.50.996437.50.993218.00.998628.00.996338.00.993018.50.9985

8、28.50.996138.50.992819.00.998429.00.996039.00.992619.50.998329.50.995839.50.992420.00.998230.00.995740.00.99222、用惰性液体测定时，按下式计算：mP二spsm+m一mksbkbk1式中：ps土粒密度，gcm-3；pktC时煤油或其他惰性液体的密度，gcm-3；ms烘干土样质量，g；mbkt1C时比重瓶+煤油质量，g；mbk1tC时比重瓶+煤油质量+土样质量，go用煤油功其他惰性液体不知其密度时，可将此液体注满比重瓶称重，并测定液体温度以液体质量除以比重瓶容积，便可求得此液体在该温度下的

9、密度。测定允许误差样品须进行两次平行测定，取其算术平均值，小数点后取两位。两次平行测定结果允许差为0.02o附录：比重瓶的校正1、仪器比重瓶（容量50mL）；天平（感量O.OOlg）；温度计（0.01C）；电热板；恒温槽。2、操作步骤（1）冼净比重瓶，置于烘箱中（105C）烘干，取出放入干燥器中，冷却后称其质量（精确至0.001g）o（2）向比重瓶内加入煮沸过并已冷却的蒸馏水（或煤油），使水面近至刻度。（3）将盛水的比重瓶全部放入恒温水槽中，控制温度，使槽中水的温度自5C逐步升高到35C。在各不同温度下，调整各比重瓶液面到标准刻度（或达到瓶塞口）然后塞紧瓶塞，擦干比重瓶外部，称其质量（精确至O

10、.OOlg）。（4）用上述称得的各不同温度下相应的瓶+水（或煤油）质量的数值作纵坐标，以温度为横坐标，绘制出比重瓶校正曲线。每一比重瓶都必须做相应的校正曲线。土壤容重的测定 /5严格的讲土壤容重应称干容重，又称土壤密度，用符号pb表示，土工上也称干幺重。其含意是干基物质的质量与总容积之比：mmP=ssbVV+V+Vatsw总容积V包括基质和孔隙的容积，大于V，因而pb必然小于ps。若土壤孔隙Vp占土壤总容量Vt的一半，则pb为ps的一半，约为1.30gcm-31.35gcm-3左右。压实的砂土pb可高达1.60gcm-3,不过即使最紧实的土壤pb也显著低于ps，因为土粒不可能将全部孔隙堵实，土

11、壤基质仍保持多孔体的特征。松散的土壤，如有团粒结构的土壤或耕翻耙碎的表土,pb可低至1.10gcm-31.00gcm-3。泥炭土和膨胀的粘土，pb也低。所以pb可以作为表示土壤松紧程度的一项尺度。结果计算PbV(1+0m)式中：pb土壤容重，m湿样质量，V环刀容积，一般为100Om样品含水量（质量含水量），。测定误差允许平行绝对误差v0.03g,取算术平均值。（中国科学南京土壤研究所，1978）土壤孔隙度的测定（计算法）土壤孔隙度也称孔度，指单价单位容积土壤中孔隙容积所占的分数或百分数，可用下式计算：Vt-VsVpfVtVt大体上，粗质地土壤孔隙度较低，但粗孔隙较多，细质地土壤正好相反。团聚较

12、好的土壤和松散的土壤（容重较低）孔隙度较高，前者粗细孔的比例适合作物的生长。土粒分散和紧实的土壤，孔隙度较低且细孔隙较多。土壤孔隙度一般都不直接测定，而是由土粒密度和容重计算求得。由上式，可得土壤含水量又称土壤湿度。即土壤中所含水分的数量。一般指用烘干法在105110C温度下从土壤中释放出来的水量。土壤含水量是研究土壤水分状况及其动态变化的基础，可直接用以指导农业生产，制定灌溉、排水措施及为工程建筑所应用。可用不同的方式表示：以占土体重量的百分数来表示：W/W(%)-xl00,式中W水为土体中实际所含的水分重量，W土为干土重量；以占土体体积的百分数表示的容积含水量：V/I；日氏)二在式中V水为土体中水的容积，V土为土体容积；水土以占田间持水量的百分数表示的相对含水量：W(%)式中W田()为田间持水量的百分数；田以水层厚度表示：Pamm-HXX10式中H为土壤层厚度(厘米)，W(%)为干土重含水量，p为土壤干容重；用饱和度表示：Vw0s(%)=x100式中V，为水的容积，V为土壤中孔隙的体积。wv室内测定法威尔科克斯(Wilcox)法也称环刀法(或土壤容重钻)是用环刀在欲测地段上采取原状土。同时在同一土层上取些散状土，带回室内。将前者放入水中(