FHZDZTR0007 土壤颗粒组成(粒径分布)的测定

FHZDZTR0007 土壤颗粒组成（粒径分布）的测定吸管法

F-HZ-DZ-TR-0007

土壤—颗粒组成（粒径分布）的测定—吸管法

1 范围

本方法适用于土壤颗粒组成（粒径分布）的测定。

2 原理

土壤基质是由不同比例的、粒径粗细不一、形状和组成各异的颗粒（土粒）组成，一般分为砾、砂、粉粒和粘粒四级。粒径分析的目的，是为了测定不同直径土壤颗粒的组成，进而确定土壤的质地。土壤颗粒组成在土壤形成和土壤的农业利用中具有重要意义，土壤质地直接影响土壤水、肥、气、热的保持和运动，并与作物的生长发育有密切的关系。

颗粒组成（粒径分布）常用吸管法测定，方法由筛分和静水沉降结合组成，通过2mm 筛孔的土样经化学和物理方法处理成悬浮液定容后，根据司笃克斯（Stokes）定律及土粒在静水中的沉降规律，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。

3.2 盐酸溶液：0.05mol/L，250mL 0.2mol/L盐酸溶液，加水稀释至1000mL。

3.3 氢氧化钠溶液：0.5mol/L，20g氢氧化钠，加水溶解后稀释至1000mL。

3.4 氢氧化铵：1+1。

3.5 钙指示剂：0.5g钙指示剂（钙红，2-羟基-1-（2-羟基-4-磺酸-1-萘偶氮苯）-3-苯甲酸），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）。

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，放入烘箱，在105℃烘6h，再在干燥器中冷却后称至恒量（精确至0.001g），计算土壤水分换算系数。

5.3 脱钙及盐酸洗失量的测定：用稀盐酸处理土样所失去的质量（%），称为盐酸洗失量。含有碳酸盐的土壤，先用0.2mol/L盐酸溶液洗，无碳酸盐的土壤可直接用0.05mol/L盐酸溶液洗。在盛土样的烧杯中慢慢放入10mL 0.2mol/L盐酸溶液，用玻璃棒充分搅拌，静置片刻，让土粒沉降。于漏斗中放一已知质量（精确至0.001g）的快速滤纸，将烧杯内的上部清液倒入漏斗过滤。再在烧杯中加入10mL 0.2mol/L盐酸溶液，如前搅拌、静置、过滤，如此反复

多次直至土样中无二氧化碳气泡发生。然后改用

0.05mol/L 盐酸溶液洗土样，直到滤液中无钙离子为止，再用水洗2~3次。钙离子的检查可于小表皿中取1~2滴滤液，加1滴氢氧化铵（1+1），轻轻摇动，加少量钙指示剂，再摇动，当滤液呈红色时表示还有钙离子存在，呈蓝色表示钙离子已洗净。

图1 土壤颗粒分析吸管

图2 搅拌棒

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

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

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）颗粒分级命名颗粒直径（mm）颗粒分级命名>3.0 石块0.25~0.1 细砂

3.0~2.0 砾0.1~0.05 极细砂

2.0~1.0 极粗砂0.05~0.02,0.02~0.002 粉（砂）粒

1.0~0.5 粗砂<0.002 粘粒

0.5~0.25 中砂

在1000mL量筒上放一大漏斗，将孔径0.25mm洗筛放在大漏斗内。待悬浮液冷却后，充分摇动锥形瓶中的悬浮液，通过0.25mm洗筛，用水洗入量筒中。留在锥形瓶内的土粒，用水全部洗入洗筛内，洗筛内的土粒用橡皮头玻璃棒轻轻地洗擦和用水冲洗，直到滤下的水不再混浊为止。同时应注意勿使量筒内的悬浮液体积超过1000mL，最后将量筒内的悬浮液用水加至1000mL。

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）。

同时取温度计悬挂在盛有1000mL水的1000mL量筒中，并将量筒与待测悬浮液量筒放在一起，记录水温（℃），即代表悬浮液的温度。

5.5 吸取悬浮液

根据悬浮液的温度、土壤密度与颗粒直径，按表2土壤颗粒分析吸管法吸取各粒级时间表，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