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，这些不同的土粒组合

2、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 2v gr （d d i） /9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（土粒平均比重为 2.65g/

3、cm3）； d1-介质比重（g/cm3）；-介质的黏滞系数（g/cm.s）均为可知数，可得在特定条件下，d，d1,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0.5mol/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 量等于其自身重量时，它就悬浮在某一深度上，据

4、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20 C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（0.1）。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量筒），温度计，天平，烘箱

5、，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），从停止搅拌开始记时，并测定悬

6、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05C。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 分散剂摩尔浓度 分散剂的 摩尔质量（2）比重计读数的温度校正见表 2 7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100/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 粒级百分含量。结果记录表粒

7、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 十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C0.05mm0.01mm0.005mm0.001mm41mi 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.

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

12、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 C。（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勺细长条，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