土壤 颗粒组成(粒径分布)的测定 吸管法
激光法与湿筛_吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定
本研究选择了中国主要的土壤类型 ,包括铁铝 土 (砖红壤 ) 29个 、富铁土 (红壤 ) 67 个 、均腐土 (黑 土 ) 23个 、新成土 (冲积土 ) 33个 、淋溶土 (棕壤 ) 54 个 、人为土 (水稻土和 土 ) 59 个 ,共 6 个土纲 265 个土壤样品 。按照湿筛 - 吸管法测定结果和美国
长期以来传统的湿筛 - 吸管法积累了大量数 据 ,这些历史资料对于研究具有重要的价值 。而近 年来土壤学和环境科学等利用激光粒度仪测定获 得的数据迅速增加 。由于两种测定结果之间的差 异 ,使得两种方法测定的数据不能够通用 ,对这些 数据的应用受到一定的影响 。传统方法已有比较 成熟的土壤颗粒分类体系 ,而且与土壤的其他理化 性质之间已经建立了某些数据上的联系 。要使激光 粒度仪测定的数据与传统湿筛 - 吸管法的数据接轨 , 使新老体系的成果可以共用 ,也为了使方便 、快捷、精 确的仪器测定能够在土壤学领域得到更好地应用 ,有 必要通过大量不同土壤类型样品的测定 ,建立新老体 系不同粒级之间的对比关系 ,同时得出激光法测定土 壤颗粒的分级标准 ,这将具有重要的价值。
仪器 标 样 应 用 的 是 COULTER SOURCE, H i2 aleah, FL 33014,包括 GB500的玻璃珠 、G15的石榴 石和 L300 的 聚 苯 乙 烯 , 平 均 值 分 别 为 54815 ± 3415μm , 15196 ±118 μm 和 01294 ±01013 μm , S1D1 ( Standard deviation)分别为 45121 ±2215 μm , 8103 ±2125μm 和 01043 ±01010 μm。该仪器测定 结 果 的 平 均 值 分 别 为 54919 μm , 15157 μm 和 01293μm; S1D1 分 别 为 45157 μm , 71598 μm 和 01042μm ,测定结果完全符合要求 。
用激光粒度仪与吸管法对土壤粒径的测试对比和转化
用激光粒度仪与吸管法对土壤粒径的测试对比和转化土壤质地是土壤最基本的物理性质之一，它能表明不同的土壤的粒径分布和粒径组分比例。
目前，有多种通过物理方法对土壤粒径进行测试，其中的吸管法是根据不同大小粒子的沉降速度来测粒径，是目前认为的标准方法。
随着科技的发展，激光散射等光学测试法也逐渐被用于土壤粒径的测试。
但不用的物理方式（此文基于激光散射）测得的结果与传统的沉降法的结果不是1:1的关系，这导致很多研究者不愿意接受激光散射技术。
随着多线性回归模型的发展，使得传统沉降法的结果可以与激光散射法之间进行转化，需要注意激光散射与传统吸管法的转化影响因素很多，目前处于研究阶段而没有一个统一的标准，一方面是不同的样品制备过程和不同仪器和设置，另一方面，国家之间不同的标准。
我们尝试这按国内的方法将传统法与激光散射进行了对比，并通过统计学进行评估。
国内外在这方面的研究都显示，激光散射法与吸管法的结果存在不一致。
因此我们对河床深度在15-20cn和40-45cm的河床土壤132个样本用激光散射法进行了分析，再将结果与吸管法对比。
并应用线性函数、指数函数、幂函数、多项式推导回归关系，并对回归系数（R2）较高的函数进行了进一步的研究。
选用的测试方法要满足所选土壤范围，如果土壤粒径分布的范围超过仪器，就先得通过筛分，采集的时候也要有意思采样，特殊的粒径组分比例的分析可以采用特殊的方法（砂粒通过筛分，粘粒通过沉降法或光学法）。
采集了河床111个点，每个点取深度15-20cm和40-45cm2个样，一共222个样品。
所有样品经过沉淀法测试粒径，粒径分成5个粒径组分。
粒径组分的分类如下：取132个中等细度土壤进行散射分析。
分析前进行干燥，大块被压碎，过2mm的筛，通过4分法得到同质的样品。
10g 加入到10ml的0.05M的偏磷酸钠中，得到浓的土壤悬浊液，分散24h，分析前超声5min，然后立即进行分析。
充分分散，合适的浓度对分析非常重要，仪器分散器分干式和湿式，干式适合细小的、易流动的、与水反应的颗粒，需要的的样品量比湿式多，这就增加了样品的制备。
激光法与湿筛_吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定 - 副本
第46卷第5期土 壤 学 报V o l 146,N o 152009年9月ACTA P EDOLOG I CA S I N I CASep .,2009*国家自然科学基金项目(No 140625001;40601040)和土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金资助作者简介:杨金玲(1973~),女,硕士,助理研究员,主要从事土壤发生和土壤生物地球化学研究。
E-m ai:l jlyang @i ssas 1ac 1c n 收稿日期:2008-06-20;收到修改稿日期:2008-10-31激光法与湿筛-吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定*杨金玲 张甘霖 李德成 潘继花(土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 210008)摘 要 湿筛-吸管法是测定土壤颗粒组成(PSD )的传统方法,而激光法则是新兴的土壤颗粒测定方法,为了明确二者测定数据间的转换关系,应用两种方法分别测定了中国6个主要土纲的265个土壤样品。
结果表明,激光法测定的土壤黏粒含量明显地小于湿筛-吸管法测定的数据,激光法测定的土壤粉粒含量明显地大于湿筛-吸管法测定的数据,而对于土壤砂粒含量的测定结果二者互有高低。
两种方法测定的黏粒、粉粒和砂粒间均分别具有很好的相关性,甚至按照美国的7级分类标准,每个粒度级别在两种方法间均具有很好的相关性。
按照激光法和吸管法测定数据间的转换关系式得出了用激光法测定数据的砂土、壤土和黏土质地划分界限,从而能够应用激光法测定的数据直接进行质地划分,这对于推动激光法在土壤学中的进一步应用和推动土壤科学的发展均具有重要意义。
关键词 土壤颗粒组成;土壤质地;吸管法;激光法中图分类号 S152 文献标识码 A土壤粒度大小及其特征是重要的土壤性质,它决定着诸多其他的土壤物理化学行为,因此土壤颗粒组成(PSD)的测定及质地的确定一直是土壤学研究中的一个主要内容。
20世纪90年代以前,粒度测量普遍采用湿筛-沉降法,而沉降法中最普遍和经典的是吸管法,其测量过程完全依靠人工操作[1,2]。
土壤—微团聚体组成的测定—吸管法
FHZDZTR0010 土壤微团聚体组成的测定吸管法F-HZ-DZ-TR-0010土壤—微团聚体组成的测定—吸管法1 范围本方法适用于土壤微团聚体组成的测定。
2 原理土壤中小于0.25mm的团聚体为微团聚体。
土壤中由原生颗粒所形成的微团聚体标志着土壤在浸水状况下的结构性能和分散强度。
土壤微团聚体测定与土壤颗粒组成吸管法测定基本相同，也是根据司笃克斯定律，利用不同直径微团聚体的沉降时间不同，将悬浮液分级。
所不同的是在颗粒分散时，为了保持土壤的微团聚体免遭破坏，在分散过程中只用物理方法（振荡）处理分散样品，而不加入化学分散剂。
然后根据土壤微团聚体测定结果与土壤颗粒组成测定结果中的小于0.002mm粒级含量计算出土壤分散系数和结构系数。
土壤分散系数用作表示土壤微团聚体在水中被破坏的程度，土壤分散系数愈大，则微团聚体的稳固性愈低。
土壤结构系数用作鉴定微团聚体的水稳定性。
3 仪器3.1 振荡机。
3.2 土壤颗粒分析吸管（图1）。
图1 土壤颗粒分析吸管3.3 搅拌棒（图2）。
3.4 量筒，1000mL 。
3.5 土壤筛，孔径2mm 、1mm 、0.5mm 。
3.6 烧杯，50mL ，200mL 。
3.7 洗筛，直径6cm ，孔径0.25mm 。
3.8 锥形瓶，500mL 。
4 操作步骤4.1 称取通过2mm 筛孔的10g （精确至0.001g ）风干土样置于500mL 锥形瓶中，加入200mL 水，加塞浸泡24h ，然后在振荡机上振荡2h 。
在1000mL 量筒上放一大漏斗，在量筒口放一孔径0.25mm 洗筛，将悬浮液通过筛孔洗入量筒中，留在锥形瓶内的土粒，用水全部洗入洗筛内，注意切不可用橡皮头玻璃棒洗擦土粒，以免破坏微团聚体，最后将量筒内的悬浮液用水加至1000mL 。
图2 搅拌棒将盛有悬浮液的1000mL 量筒放在温度变化较小的平稳试验台上，避免振动，避免阳光直接照射。
将留在洗筛内的砂粒洗入已知质量的50mL 烧杯（精确至0.001g ）中，烧杯置于低温电热板上蒸去大部分水分，然后放入烘箱中，于105℃烘6h ，再在干燥器中冷却后称至恒量（精确至0.001g ）。
土壤颗粒分析(吸管法)
土壤颗粒分析（吸管法）1.仪器（1）移液枪（2）搅拌棒，下端装上带孔铜片或厚胶板。
（3）沉降筒，即1000mL量筒。
（4）土壤筛（孔径分别为1，0.5mm）洗筛（直径6cm，孔径为0.5、0.25mm）。
（5）三角瓶（500mL），漏斗（直径7cm）。
（6）天平（0.0001）。
（7）烘箱，真空干燥器，漏斗架2.试剂（1）氢氧化钠溶液（酸性土壤）：0.5mol/L，20g氢氧化钠，加水溶解后稀释至1000mL。
（2）六偏磷酸钠溶液（石灰性土壤）：0.5mol/L，51g六偏磷酸钠溶于水，加水稀释至1000mL。
（3）草酸钠溶液（中性）：0.5mol/L，33.5g草酸钠溶于水，加水稀释至1000mL。
（4）异戊醇3.操作步骤（1）样品处理称取通过2mm筛孔的10g（精确至0.001g）风干土样1份，测定吸湿水，另称3份，其中一份测定洗失量（指需要去除有机质或碳酸盐的样品），另外两份作制备颗粒分析悬液用。
去除有机质：对于含大量有机质又需去除的样品，则用过氧化氢去除有机质。
其方法是：将上述三份样品，分别移入250mL高型烧杯中，加蒸馏水约20mL，使样品湿润，然后加6%的过氧化氢，其用量（20~50mL）视有机质多少而定，并经常用玻璃棒搅拌，使有机质和过氧化氢接触，以利氧化。
当过氧化氢强烈氧化有机质时，发生大量气泡，会使样品溢出容器，需滴加异戊醇消泡，避免样品损失。
当剧烈反应结束后，若土色变淡即表示有机物已基本上完全分解，若发现未完全分解，可追加H2O2。
剧烈反应后，在水浴锅上加热2小时去除多余的H2O2。
去除有机质完毕后，其中一份样品洗入已知重量的烧杯中，放在电热板上蒸干后再放入烘箱，在105～110℃下烘干6小时，取出置于干燥器内冷却、称重，计算洗失量。
（2）制备悬液将上述处理后的另两份样品，分别洗入500mL三角瓶中，（根据土壤pH值）加入10mL0.5N 氢氧化钠，并加蒸馏水至250mL，充分摇匀，盖上小漏斗，于电热板上煮沸。
浙大环资学院考研土壤与植物营养综合,95到09历年真题word文档总结版(全部附答案)
1.有机-矿质复合体：土壤中腐殖质与粘粒胶体结合形成的粘粒一腐殖质复合体2.土壤三相比：土壤固、液、气三相的容积分别占土体容积的百分率，称为固相率、液相率(即容积含水量或容积含水率，可与质量含水量换算)和气相率。
三者之比即是土壤三相组成。
3.电荷数量：土壤电荷的数量一般用每千克物质吸附离子的厘摩尔数来表示。
4.土链(Catena)：把在相同气候、母质、成土年龄下，由于地形条件差异引起的具有不同特征的一系列土壤称为土链(Catena)5.显域土：在排水条件比较好而又比较平稳的地形条件下形成的，气候条件明显大于其他因素影响的土壤。
6.物理性粘粒：在卡钦斯基制粒级制中细土（《1mm的土粒）部分中，粒径小于的土粒。
7.物理性砂粒：在卡钦斯基制粒级制中细土（《1mm的土粒）部分中，粒径大于的土粒。
8.土壤酸化：土壤中盐基离子被淋失而氢铝离子积累、酸度增高的过程。
9.土壤碱化度(ESP)：土壤胶体吸附的交换性钠占阳离子交换量的百分率。
碱化度(%)=交换性钠/阳离子交换量 10010.土壤肥力（Soil fertility）：土壤为植物正常生长提供并协调营养物质和环境条件的能力。
经常地适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。
11.自然肥力natural fertility：土壤在自然因素的作用下所发展起来的肥力，是成土作用的产物12.人为肥力authropogenic fertility：在耕作熟化过程中发展起来的，是人为因素作用下产生的，是劳动的产物。
13.土壤生产力Soil producity：土壤在其土壤肥力、环境条件和人为因素的综合作用下所能产生的经济效益。
14.矿物：是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体，是组成岩石的基本单位。
15.原生矿物：是指那些经过不同程度的物理风化，为改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物，主要分布在土壤的砂粒和粉粒中，主要是硅酸盐和铝硅酸盐矿物，如石英、长石、云母等。
吸管法-学生实验用
一、土壤质地测定——吸管法一、操作步骤1、称样称取过2毫米筛孔的风干样品10克左右（精确到0.01克）测定吸湿水，另称10克左右于高脚烧杯中用作制备颗粒分析悬液用。
2、制备悬液往盛有土样的600毫升高脚烧杯中，加入10毫升0.5molL-1氢氧化钠，并加软水至250毫升左右，于电热板上煮沸，煮沸后需保持1小时（本次25分钟），使样品充分分散。
冷却后将悬液通过0.25毫米孔径洗筛，并用橡皮头玻棒轻轻地将土粒洗净，用软水冲洗，使< 0.25毫米的土粒全部洗入沉降筒中，直至筛下流出的水澄清为止。
但洗水量不能超过1000毫升；> 0.25毫升砂粒本次不用计算结果。
3．样品悬液的吸取（1）将已洗入沉降筒内的悬液，加软水定容至1000毫升刻度后放于吸管仪平台上。
（2）按司笃克斯定律之公式计算各粒级在水中沉降25厘米、10厘米所需的时间，即为吸液时间（自己制表）。
本次测定按美国制测定<0.05和0.002mm的粒级的含量。
<0.05mm的吸取深度按25cm 计算；<0.002mm的吸取深度按10cm计算。
每次查表确定吸取时间之前都需要测定悬液的温度。
测定温度之前，将沉降筒上下颠倒摇动几次，使悬液上下温度一致。
按悬液的温度查表确定特定吸取深度特定粒级所需的时间。
（3）记录开始沉降时间和各级吸液时间。
将沉降筒盖好，上下垂直颠倒摇动60次，摇动时不用刻意去做水平方向圆形的摇动，避免颗粒产生螺旋式下降。
摇动结束时放置在桌面上即为开始沉降时间。
在吸液前就将吸管放于规定深度处，再按所需粒径与预先计算好的吸液时间提前10秒钟开启活塞吸悬液25毫升。
吸取25毫升悬液约须20秒钟，速度不可太快，以免涡流影响颗粒沉降规律。
将吸取的悬液移入有编号的已知重量的50毫升小烧杯中，并用少量水洗尽吸管内壁附着的土粒，全部移入50毫升小烧杯。
另外，含有机质多而未去除有机质的样品，在搅拌时会引起不少气泡，而影响吸管浓度刻线的观察，因而必须立即滴加戊醇消泡。
土壤机械组成吸管法
土壤机械组成吸管法土壤是农田中最重要的资源之一，它对农作物的生长发育起着至关重要的作用。
而土壤机械组成则是土壤力学中的一个重要概念，它是指土壤颗粒的粒径分布及其所占比例。
吸管法是一种常用的测定土壤机械组成的方法，它通过利用土壤孔隙中水分的运动情况来推测土壤颗粒的粒径分布。
本文将对土壤机械组成吸管法进行详细介绍，以便读者更好地理解和应用该方法。
一、吸管法的原理吸管法是利用土壤中的孔隙和毛细力来测定土壤机械组成的一种方法。
其原理是：通过将吸管插入土壤中，使吸管内的水分受到土壤颗粒的吸附作用而上升，根据水分上升的高度和时间来推测土壤颗粒的粒径分布。
二、吸管法的步骤1. 准备工作：选择合适的吸管，并在吸管上标定刻度。
2. 实验操作：将吸管插入土壤中，直至吸管底部与土壤表面齐平。
然后用标尺测量吸管内水分的初始高度。
3. 观察记录：观察吸管内水分的上升情况，并记录吸管内水分的高度随时间的变化。
4. 数据处理：根据吸管内水分的高度和时间的变化，结合吸管的尺寸，利用公式计算土壤颗粒的粒径分布。
三、吸管法的优缺点吸管法作为一种测定土壤机械组成的方法，具有以下优点：1. 操作简单：吸管法操作简单易行，不需要复杂的仪器设备。
2. 成本低廉：吸管法所需材料简单易得，成本低廉。
3. 结果可靠：吸管法通过观察吸管内水分的上升情况，能够准确推测土壤颗粒的粒径分布。
然而，吸管法也存在一些缺点：1. 数据处理较为繁琐：吸管法需要根据吸管内水分的高度和时间的变化，结合吸管的尺寸进行复杂的数据处理。
2. 依赖操作人员经验：吸管法的结果很大程度上依赖于操作人员的经验和观察力。
四、吸管法的应用吸管法广泛应用于农田土壤的机械组成测定。
通过测定土壤颗粒的粒径分布，可以评估土壤的质地、水分保持能力和通透性等重要性质，为农作物的生长和土壤改良提供科学依据。
总结：土壤机械组成吸管法是一种简单易行、成本低廉且结果可靠的土壤分析方法。
它通过观察吸管内水分的上升情况来推测土壤颗粒的粒径分布，为评估土壤质地和水分保持能力提供了一种有效的手段。
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用水将烧杯中测定盐酸洗失量的土样全部洗入漏斗中，待漏斗内的土样滤干后，连同滤 纸一起移入已知质量的 50mL 烧杯（精确至 0.001g）中，放入烘箱，在 105℃烘干，再在干燥
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器中冷却后称至恒量（精确至 0.001g），计算盐酸洗失量。 5.4 悬浮液的制备 5.4.1 分散土样：将洗盐后的土样用水洗入 500mL 锥形瓶中；并将滤纸移至蒸发皿内，用橡 皮头玻璃棒和水冲洗滤纸，直到洗下的水透明为止，将蒸发皿中的土样和水移入锥形瓶中。 然后根据土壤的 pH 值，于锥形瓶中加入 10mL 0.5mol/L 氢氧化钠溶液（酸性土壤）、10mL 0.5mol/L 六偏磷酸钠溶液（碱性土壤）或 10mL 0.5mol/L 草酸钠溶液（中性土壤），然后加水 使悬浮液体积达到 250mL 左右，充分摇匀。在锥形瓶上放小漏斗，置于电热板上加热微沸 1h， 并经常摇动锥形瓶，以防土粒沉积瓶底成硬块。 5.4.2 分离 2mm~0.25mm 粒级与制备悬浮液
析 与 50g 烘干的氯化钠研磨均匀，贮于密闭瓶中，用毕塞紧。
3.6 六偏磷酸钠溶液：0.5mol/L，51g 六偏磷酸钠溶于水，加水稀释至 1000mL。 3.7 草酸钠溶液：0.5mol/L，33.5g 草酸钠溶于水，加水稀释至 1000mL。
4 仪器 4.1 土壤颗粒分析吸管（图 1）。 4.2 搅拌棒（图 2）。
土壤颗粒分级标准按表 1，大于 0.25mm 粒级颗粒用筛分法测定，小于 0.25mm 颗粒用静 水沉降法测定。
表 1 土壤颗粒分级标准
颗粒直径（mm） >3.0
3.0~2.0
中
颗粒分级命名 石块 砾
颗粒直径（mm） 0.25~0.1 0.1~0.05
颗粒分级命名 细砂 极细砂
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表，吸取各级颗粒。吸取各级颗粒的装置如图 3 所示。
将三通活塞（9）放在上下流通位置。4a 和 4b 两瓶内所装的水不超过一个瓶的总体积，
两瓶的联接管用夹子夹住，将 4 a 放在试验台上，将 4b 放在地面上。
用搅拌棒垂直搅拌悬浮液 1 min（上下各 30 次），搅拌棒的多孔片不要提出液面，以免
产生泡沫，搅拌完毕的时间即为开始沉降的时间。按规定时间静置后吸液，在吸液前 10s 将
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吸管向悬浮液中央轻轻插至所需吸取悬浮液深度，随即打开 4a 和 4b 联接管上的夹子，这时
4a 内的水就流向 4b，使 4a 内的空气减压，然后将（9）转到吸液位置，吸取悬浮液，当悬浮
液上升至 25mL 标度处，立刻将（9）转回至上下流通位置，停止吸液，吸液时间尽可能控制
在 20s 内。将吸管从量筒中取出，将（9）转到放液的位置，置悬浮液于已知质量的 50mL 或
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4.3 量筒，1000mL。
4.4 土壤筛，孔径 2、1、0.5mm。
4.5 烧杯，50mL，200mL。
4.6 洗筛，直径 6cm，孔径 0.25mm。
4.7 锥形瓶，500mL。
5 操作步骤
5.1 称取通过 2mm 筛孔的 10g（精确至 0.001g）风干土样 3 份，其中一份放入已知质量的
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水中的沉降规律，大于 0.25mm 的各级颗粒由一定孔径的筛子筛分，小于 0.25mm 的粒级颗粒 则用吸管从其中吸取一定量的各级颗粒，烘干称量，计算各级颗粒含量的百分数，确定土壤
国 的颗粒组成（粒径分布）和土壤质地名称。
3 试剂 3.1 盐酸溶液：0.2mol/L ，17mL 盐酸（ρ 1.18g/mL），加水稀释至 1000mL。
表 2 土壤颗粒分析吸管法吸取各粒级时间表
土壤 粒径 吸液深 密度 mm 度 cm
10℃
12.5℃
在不同温度下吸取悬液所需时间 15℃
17.5℃
20℃
h
min
s
h
min
s
h
min
s
h
min
s
h
min
s
0.05 25
2
51
2
39
2
29
2
20
2
12
2.40 0.02 25
17
50
16
38
15 33
14
35
200mL 烧杯（精确至 0.001g）中，记录吸取悬浮液的体积。打开（8）塞，用少量水冲洗吸管
并放入原烧杯中，关闭（8）塞。按照以上步骤，分别吸取小于 0.05mm、小于 0.02mm、小于
3
0.002mm 各粒级的悬浮液。 5.6 各粒级称量：将盛有各粒级悬浮液的烧杯置于低温电热板上蒸去大部分水分，然后放入 烘箱中，于 105℃烘 6h，再在干燥器中冷却后称至恒量（精确至 0.001g）。 5.7 各砂粒的分级和称量：将 0.25mm 以上的砂粒，通过 2mm、1mm 和 0.5mm 的土壤筛，并 将分级出砂粒分别放入烘箱中，在 105℃烘干 2h，再在干燥器中冷却后称至恒量（精确至 0.001g）。
0.002 8
8
2
29
15
36
19
54
7
2
19
14
33
46
13
7
2 13 15
网10
2
36
12
32
6
48
2 46 42
6
1
55
12
0
23
44
0.05 25
2
25
2
15
2
7
1
59
1
52
2.65 0.02 25
15
8
14
7
13
11
12
23
11
38
0.002 8
8
4
45
7
32
5
7
2
21
6
36
19
6
12
8
0.05 25
50mL 烧杯中作土壤水分换算系数的测定，另两份分别放入 50mL 烧杯中作测定盐酸洗失量和
颗粒分析用。
5.2 土壤水分换算系数的测定：将已知质量的 50mL 烧杯（精确至 0.001g）盛土样后，放入