土壤颗粒分析-比重计法

#土壤颗粒分析——比重计法比重计方法的原理是与吸管法相同，其依据也是Stoke，s定律原理，但是比重计法精度不及吸管法。比重计的设备药品除了需要比重计之外，其余设备及药品与吸管法相同，但无须吸管装置。（1）比重计校准。土壤比重计，规格不一，精度差异大，加之人为因素，往往使分析结果产生较大误差。因此，在应用比重计法分析土壤颗粒组成时，需要对比重计进行精度校正。比重计刻度及弯液面的校准：比重计的刻度本来以悬液的水平面为准，但在土壤悬液中读数时，因悬液浑浊，难以读出，因而改读比重计与弯液面顶部相切处的读数，所以在读取弯液面的数值后，应加上弯液面顶部至悬液水平面的一段距离，可改正为水平面的读数，此即弯液面的校准。弯液面校准步骤：将比重计悬浮于20°C的纯净蒸馏水中，读其实际数A（水面与比重计相交面），如良好的比重计，此吋读数应等于零。实际工作中A点可能位于零上（负值），也可能位于零下（正值），所以应用比重计所测得读数应减去A值。然后读取弯液面顶部及比重计相切面的读数B，则弯液面校准值为B-A,如图3.3所示。土粒沉降距离校准：比重计放入量筒悬液中测量读数时，悬液水面因比重计的放入而升高，因而土粒的沉降深度较实际的大，故须加以校正，求出实际土粒沉降深度（有效深度）才能用斯托克斯公式求出土粒的粒径。因此，必须求出比重计读数与土粒有效深度的关系，随后，可以从比重计读数中直接査出在读数时土粒实际的沉降深度。测定比重计浮泡体积（V）:于量筒（250mL）中，加入130mL蒸馏水（20℃），记下筒内水面读数，再将比重计放入水中，并使水面达比重计最低刻度，并记下水面读数，二者之差，即为比重计浮泡体积V。测定比重计浮泡体积中心：在l000mL量筒中注入蒸馏水至刻度，随后，用小量筒往l000mL量筒中注入相当于浮泡体积一半的蒸馏水，此时在水平升高处划一标记。再从量筒中倒出所加水量，使水位仍降至l000mL刻度，缓缓放比重计于量筒中，当水面升至所划标记处时，水面与浮泡相切处即为浮泡体积中心。标记浮泡体积中心位置，并用尺细心量出浮泡体积中心处至比重计最低刻度的垂直距离1/23。量出沉降筒内径（精度至1mm），计算筒的横断面积（S）。测量自比重计最低刻度至颈杆上各刻度间的距离（L1）。按下述公式计算土粒有效沉降距离，即用所量出的不同L1值，代入公式中，求得相应L值。以比重计读数为横坐标，在各刻度时的土粒平均有效深度（L）为纵坐标，绘制坐标曲线，如图3.4所示，以备査考。温度校正：用甲种鲍氏比重计测定土壤颗粒组成（粒径）时，温度校正值可査阅表3-5。温度以20°C为标准，高于或低于20°C时，可按温度校正值加以校正。分散土粒在悬浊液中自由沉降，在规定时间内，用特制的土壤比重计（甲种鲍氏土壤比重计）测定土壤各粒级的质量浓度（以下简称浓度），甲种鲍氏土壤比重计上面刻度为0〜60（刻度单位为g·L-1）,可以读出0.lg·L-1。土粒在悬液中自由沉降过程中，按照测定前确定的一定时间序列放入比重计，测定悬液的比重变化，比重计的读数直接指示出悬浮在比重计所处深度的悬液中上粒含量，即可以从比重计上直接读出每升悬液中所含土粒的克数。根据比重计读数和土粒有效降深度（即土粒实际沉降距离L）值，而相应的土粒半径r，可以从测定前所确定的测定时间以沉降时间）和土粒有效沉降距离L,按Stoke's定律计算出，即比重计读数既表示悬浮土粒浓度，又表示这部分土粒在悬液中所处深度。从比重计读数（g·L-1）可以换算出小于某粒径的质量百分数，在以比重计指示出的土粒沉降深度计算出土粒的粒r或D值。测定时因为比重计有一定的体积，放入悬液时液面会升高，所以比重计的读数（液面到比重计浮泡体积中心的距离L'）并不是土粒沉降的实际距离，因此比重计应用前要进行比重计的距离校正，绘制比重计读数与土粒有效沉降距离的关系曲线，当用比重计测定时，可根据比重计

读数，从该曲线上査出土粒的有效沉降距离由于比重计在悬液中的距离位置随土粒浓度大小而变化，所以无法测定一定深度的土粒浓度，只能在事先确定一个任意的时间序列，测得响应时间的一系列的比重计读数，根据比重计的读数来确定比重计的深度L'，再确定土粒的有效沉降深度L，然后根据Stoke's定律计算出相应于比重计读数的土粒粒径。再以小于某一粒径的土粒百分含量为纵坐标，以土粒直径（mm）的对数值为横坐标，在半对数纸上绘制出土壤颗粒大小分布曲线。在此曲线上查出所需要的粒级大小所对应的百分含量，确定土壤的颗粒组成，进行土壤的质地分类。（2）操作步骤。称取通过1mm筛孔的风干土30〜50g（精度至0.0lg）,另取15〜20g风干土测定吸湿水。将土样按吸管法制备悬液。再将分散后土样悬液过0.25mm的小筛于1000mL量筒中，加蒸馏水至1000mL刻度，用搅拌棒（带橡皮塞头）上下搅动lmin（上下起落30次），取出搅棒，静置于恒温处，选好一支比重计（校正过的）。测定悬液的比重：先在记录纸上拟好测定（读数）的时间序列：如30s，1、2、4、8、15、30min，1、2、4、8、16、24h。沉降时间以搅拌结束取出搅拌棒为准。在每次读数前10〜15s轻轻放入比重计，尽量不扰动静止的悬液，使比重计自由稳定地浮于悬液中。每次读数后都应取出比重计。放入蒸馏水中洗涤备用，并同时测定水的温度。将每次读数加以刻度校正、弯月面校正和温度校正，然后计算出小于某一粒径土粒含量的百分数。根据比重计读数，在土粒有效沉降深度与比重计读数的关系曲线上查出土粒的实际沉降深度。根据土粒实际沉降距离L与响应的读数时间t，和悬液温度T计算出相应比重计读数的土粒粒径大小D。以小于某粒径的土粒含量百分数为纵坐标，以相应的土粒直径（mm）的对数为横坐标，在半对数坐标纸上绘制出土壤颗粒大小分布曲线。根据所需要测定的土壤颗粒粒径（0.005、0.001、0.005、0.001mm）,在曲线上查得相应的百分含量。(3)结果计算如下

土壤颗粒分析的比重计法还可以简化一一简易比重计法：常用的比重计法必须进行多次校正，还须绘制曲线，才能计算出各级颗粒的百分数，费时长、速度慢。简易比重计法按照不同温度下土粒沉降时间表（