土壤粒径的测量方法

干筛法是将土壤充分压碎，用不同孔径的筛子筛分。

吸管法即土粒经充分分散后在沉降筒内于静水中按斯托克斯定律进行沉降。一定时间后，在一定深度上只有小于某一粒径的土粒均匀地分布着；这时在这个深度层吸取一定量的悬液烘干称其质量，可以计算出小于该粒径土粒的含量。

比重计法也是以斯托克斯定律为依据，用特制的甲种比重计于不同时间内测定某深度处土粒悬液的密度，即可计算出小于某粒径土粒的含量。

扩展资料

土壤单粒是在岩石矿物风化、母质搬运和土壤形成过程中产生的，在完全分散时 可以单独存在，用简单的物理或化学方法不能再细分，只能通过研磨、溶解或化学处理才能细分的单个的土壤矿物颗粒。

包括各种矿物碎片、碎 肩和胶粒以及有机残体碎屑。复粒是由各种单粒在物理化学和生物化学作用下复合而成的，包 括黏团、有机矿质复合体和微团聚体。

单粒、复 粒可以进一步通过物理、化学、生物化学和生物作用而黏结或团聚，形成各种大小、形状和性质不同的团聚体、结构体。单粒、复粒和结构体构成了土体的固相部分，土粒及粒间孔隙的大小、 形状和分布对土壤理化性质有重要影响。

参考资料来源：百度百科-土壤颗粒大小分析

　　1.尺量法：该分析方法分析粒径范围为大于32mm的样品，是分析大粒径泥沙的一种常用方法。
2.筛分法：分析粒径范围为0.062-32mm .筛析法设备简单，操作方便，测量结果较为直观。其缺点是影响因素复杂，成果的不确定因素较多。现在许多高校土壤实验室还在用此法。
3.粒径计法：分析粒径范围为0.062一0.5mm，粒径计法是以沉降法为原理的分析方法.该方法的缺点是分析成果粒径偏粗。
4.吸管法：分析粒径范围为0. 062-0.25mm .浓度0.1-1.0%。沙重1.0-10g，该方法是目前被专家广泛认可的分析细泥沙的准确方法.但操作分析有一定难度。大批量生产，分析速度太慢，难已适应现在的工作发展需要。
5.消光法:消光法颗粒分析已成为当前河流中应用的主要分析方法，其代表分析仪器有UDY-1光电颗粒分析仪、NSY-I、NSY-II型光电颗粒分析仪、IDLY一95型光电颗粒分析仪。消光法的优点是.在测试中无须采样。泥沙自由沉降无干扰现象。试样浓度低，所需分析沙样少，测量时间短，分析效率高.测量结果易用于计算机进行数据自动处理。并写进了新的《河流泥沙颗粒分析规程》中，但该方法也存在一些不足的地方。仪器结构比较复杂，维修维护具有一定的难度。要求分析人员必须熟悉本测区粒径组成及物理变化特性，正确使用仪器。
6.未来展望：以马尔文为代表的新一带激光粒度分析仪MASTEN SIZER2000(简称MS2000)，自1998年问世了，现在正在完善和广泛使用中。

　　土壤粒径分布是指土壤固相中不同粗细级别的土粒所占的比数，常用任一粒径及其对应的累积百分含量曲线表示，见图。其中d点为测量到的最小颗粒直径。土壤粒径分布与机械组成的定义近似。
　　

一 土壤样品的采集与处理

1 风干和去杂
从田间采回的土样，要及时风干。其方法是将土壤样品放在阴凉干燥通风、又无特殊的气体(如氯气、氨气、二氧化硫等)、无灰尘污染的室内，把样品弄碎后平铺在干净的牛皮纸上，摊成薄薄的一层，并且经常翻动，加速干燥。切忌阳光直接曝晒或烘烤。在土样稍干后，要将大土块捏碎(尤其是粘性土壤)，以免结成硬块后难以磨细。样品风干后，应拣出枯枝落叶、植物根、残茬、虫体以及土壤中的铁锰结核、石灰结核或石子等，若石子过多，将其拣出并称重，记下所占的百分数。

2 磨细、过筛和保存
取风干土样100—200g，放在牛皮纸上，用木块碾碎，使其全部通过60号筛(孔径0.25mm)，留在筛上的土块再倒在牛皮纸上重新碾磨。如此反复多次，直到全部通过为止。不得抛弃或遗漏，但石砾切勿压碎。筛子上的石砾应拣出称重并保存，以备石砾称重计算之用。同时将过筛的土样称重，以计算石砾重量百分数，然后将过筛后的土壤样品充分混合均匀后盛于广口瓶中。
样品装入广口瓶后，应贴上标签，并注明其样号、土类名称、采样地点、采样深度、采样日期、筛孔径、采集人等。一般样品在广口瓶内可保存半年至一年。瓶内的样品应保存在样品架上，尽量避免日光、高温、潮湿或酸碱气体等的影响，否则影响分析结果的准确性。

二 土壤全氮量的测定(重铬酸钾—硫酸消化法)

方法原理
土壤与浓硫酸及还原性催化剂共同加热，使有机氮转化成氨，并与硫酸结合成硫酸铵；无机的铵态氮转化成硫酸铵；极微量的硝态氮在加热过程中逸出损失；有机质氧化成CO2。样品消化后，再用浓碱蒸馏，使硫酸铵转化成氨逸出，并被硼酸所吸收，最后用标准酸滴定。主要反应可用下列方程式表示：
NH2?CH2CO?NH-CH2COOH+H2SO4=2NH2-CH2COOH+SO2+〔O〕
NH2-CH2COOH+3H2SO4=NH3+2CO2↑+3SO2↑+4H2O
2NH2-CH2COOH+2K2Cr2O7+9H2SO4=(NH4)2SO4+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+4CO2↑+10H2O
(NH4)2SO4＋2NaOH=Na2SO4+2H2O+2NH3↑
NH3+H3BO3=H3BO3?NH3
H3BO3?NH3+HCl=H3BO3+NH4Cl

操作步骤
1.在分析天平上称取通过60号筛(孔径为0.25mm)的风干土壤样品0.5—1g(精确到0.001g)，然后放入150ml开氏瓶中。
2.加浓硫酸(H2SO4)5ml，并在瓶口加一只弯颈小漏斗，然后放在调温电炉上高温消煮15分钟左右，使硫酸大量冒烟，当看不到黑色碳粒存在时即可(如果有机质含量超过5%时，应加1—2g焦硫酸钾，以提高温度加强硫酸的氧化能力)。
3.待冷却后，加5ml饱和重铬酸钾溶液，在电炉上微沸5分钟，这时切勿使硫酸发烟。
4.消化结束后，在开氏瓶中加蒸馏水或不含氮的自来水70ml，摇匀后接在蒸馏装置上，再用筒形漏斗通过Y形管缓缓加入40%氢氧化钠(NaOH)25ml。
5.将一三角瓶接在冷凝管的下端，并使冷凝管浸在三角瓶的液面下，三角瓶内盛有25ml 2%硼酸吸收液和定氮混合指示剂1滴。
6.将螺丝夹打开(蒸汽发生器内的水要预先加热至沸)，通入蒸汽，并打开电炉和通自来水冷凝。
7.蒸馏20分钟后，检查蒸馏是否完全。检查方法：取出三角瓶，在冷凝管下端取1滴蒸出液于白色瓷板上，加纳氏试剂1滴，如无黄色出现，即表示蒸馏完全，否则应继续蒸馏，直到蒸馏完全为止(或用红色石蕊试纸检验)。
8.蒸馏完全后，降低三角瓶的位置，使冷凝管的下端离开液面，用少量蒸馏水冲洗冷凝的管的下端(洗入三角瓶中)，然后用0.02mol/L盐酸(HCl)标准液滴定，溶液由蓝色变为酒红色时即为终点。记下消耗标准盐酸的毫升数。
测定时同时要做空白试验，除不加试样外，其它操作相同。

结果计算
N%=[ (V-V0)×N×0.014]／样品重×100
式中：
V—滴定时消耗标准盐酸的毫升数；
V0—滴定空白时消耗标准盐酸的毫升数；
N—标准盐酸的摩尔浓度；
0.014—氮原子的毫摩尔质量g/mmol；
100—换算成百分数。

注意事项
1.在使用蒸馏装置前，要先空蒸5分钟左右，把蒸汽发生器及蒸馏系统中可能存在的含氮杂质去除干净，并用纳氏试剂检查。
2.样品经浓硫酸消煮后须充分冷却，然后再加饱和重铬酸钾溶液，否则作用非常激烈，易使样品溅出。加入重铬酸钾后，如果溶液出现绿色，或消化1—2分钟后即变绿色，这说明重铬酸钾量不足，在这种情况下，可补加1g固体重铬酸钾(K2Cr2O7)，然后继续消化。
3.若蒸馏产生倒吸现象，可再补加硼酸吸收液，仍可继续蒸馏。
4.在蒸馏过程中必须冷凝充分，否则会使吸收液发热，使氨因受热而挥发，影响测定结果。
5.蒸馏时不要使开氏瓶内温度太低，使蒸气充足，否则易出现倒吸现象。另外，在实验结束时要先取下三角瓶，然后停止加热，或降低三角瓶使冷凝管下端离开液面。

仪器、试剂
1.主要仪器：
开氏瓶(150ml)、弯颈小漏斗、分析天平、电炉、普通定氮蒸馏装置。
2.试剂：
(1) 浓硫酸(化学纯，比重1.84)。
(2)饱和重铬酸钾溶液。称取200g(化学纯)重铬酸钾溶于1000ml热蒸馏水中。
(3)40%氢氧化钠(NaOH)溶液。称取工业用氢氧化钠(NaOH)400g，加水溶解不断搅拌，再稀释定容至1000ml贮于塑料瓶中。
(4)2%硼酸溶液。称取20g硼酸加入热蒸馏水(60℃)溶解，冷却后稀释定容至1000ml，最后用稀盐酸(HCl)或稀氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5(定氮混合指示剂显葡萄酒红色)。
(5)定氮混合指示剂。称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿指示剂放入玛瑙研钵中，加入100ml95%酒精研磨溶解，此液应用稀盐酸(HCl)或氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5。
(6)0.02mol/L盐酸标准溶液。取浓盐酸(HCl)(比重1.19)1.67ml，用蒸馏水稀释定容至1000ml，然后用标准碱液或硼砂标定。
(7)钠氏试剂(定性检查用)。称氢氧化钾(KOH)134g溶于460ml蒸馏水中；称取碘化钾(KI)20g溶于50ml蒸馏水中，加碘化汞(HgI)使溶液至饱和状态(大约32g左右)。然后将以上两种溶液混合即成。

方法非常多，从传统廉价费时，到高科技高费用快捷，土壤颗粒分析技术经历了一个较长的发展过程。
1.尺量法：该分析方法分析粒径范围为大于32mm的样品，是分析大粒径泥沙的一种常用方法。
2.筛分法：分析粒径范围为0.062-32mm .筛析法设备简单，操作方便，测量结果较为直观。其缺点是影响因素复杂，成果的不确定因素较多。现在许多高校土壤实验室还在用此法。
3.粒径计法：分析粒径范围为0.062一0.5mm，粒径计法是以沉降法为原理的分析方法.该方法的缺点是分析成果粒径偏粗。
4.吸管法：分析粒径范围为0. 062-0.25mm .浓度0.1-1.0%。沙重1.0-10g，该方法是目前被专家广泛认可的分析细泥沙的准确方法.但操作分析有一定难度。大批量生产，分析速度太慢，难已适应现在的工作发展需要。
5.消光法:消光法颗粒分析已成为当前河流中应用的主要分析方法，其代表分析仪器有UDY-1光电颗粒分析仪、NSY-I、NSY-II型光电颗粒分析仪、IDLY一95型光电颗粒分析仪。消光法的优点是.在测试中无须采样。泥沙自由沉降无干扰现象。试样浓度低，所需分析沙样少，测量时间短，分析效率高.测量结果易用于计算机进行数据自动处理。并写进了新的《河流泥沙颗粒分析规程》中，但该方法也存在一些不足的地方。仪器结构比较复杂，维修维护具有一定的难度。要求分析人员必须熟悉本测区粒径组成及物理变化特性，正确使用仪器。
6.未来展望：以马尔文为代表的新一带激光粒度分析仪MASTEN SIZER2000(简称MS2000)，自1998年问世了，现在正在完善和广泛使用中。
总之，方法还是多的，各有优缺点，你可根据自己的情况选择。有的是教学需要，有的是研究需要，有的是工程需要，这几种情况对精度要求各不相同。

过筛子