沉降、比重計(jì)測(cè)定-用卡欽斯基制對(duì)土壤質(zhì)地的判定

王 龍，莊南俊

(廣東匯成安全健康環(huán)境咨詢(xún)有限公司,廣東 廣州 510730)

土壤機(jī)械組成，又叫土壤的顆粒組成直接關(guān)系著土壤松緊程度、孔隙數(shù)量，從而影響著土壤通氣、透水及土壤環(huán)境背景值、能量轉(zhuǎn)化等性能，目前很多標(biāo)準(zhǔn)都將機(jī)械組成稱(chēng)為質(zhì)地，但實(shí)質(zhì)上機(jī)械組成是是土壤質(zhì)地分類(lèi)、命名的基礎(chǔ)，機(jī)械組成是確定土壤中各種粒級(jí)所占的重量百分比，而質(zhì)地是根據(jù)顆粒組成劃分來(lái)確定土壤的類(lèi)型。

目前，國(guó)內(nèi)機(jī)械組成的檢測(cè)方法有中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤檢測(cè) 第3部分：土壤機(jī)械組成的測(cè)定》(NY/T 1121.3-2006)和中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《 森林土壤顆粒組成(機(jī)械組成)的測(cè)定》(LY/T 1225-1999),這兩種方法都是通過(guò)沉降的方法來(lái)確定砂礫(2～0.02mm)、粉粒(0.02～0.002mm)、粘粒(<0.002mm)，然后根據(jù)國(guó)際制來(lái)判斷土壤的類(lèi)型，也就是質(zhì)地。而在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中在現(xiàn)場(chǎng)通常采用估測(cè)法來(lái)進(jìn)行質(zhì)地的判定，取小塊土壤，加水濕潤(rùn)，然后揉搓，搓成細(xì)條并彎成直徑為2.5～3cm的土環(huán)，據(jù)土環(huán)表現(xiàn)的形狀確定質(zhì)地。其中，砂土，不能搓成條；砂壤土，只能夠搓成短條；輕壤土，能搓直徑為3cm直徑的條，但容易斷裂；中壤土，能搓成完整的細(xì)條，彎曲時(shí)易斷裂；重壤土，能搓成完整的細(xì)條，彎曲成圓圈時(shí)易斷裂；粘土，能搓成完整的細(xì)條，能彎曲成圓圈[1]。

根據(jù)廣東省墾造水田項(xiàng)目委托方的要求，土壤質(zhì)地要求用前蘇聯(lián)(卡欽斯基)制土壤質(zhì)地來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，但依據(jù)國(guó)內(nèi)的農(nóng)業(yè)和林業(yè)2個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.3-2006、LY/T 1225-1999來(lái)檢測(cè)的話，其檢測(cè)結(jié)果為砂礫(2～0.02mm)、粉粒(0.02～0.002mm)和粘粒(<0.002mm)，而卡欽斯基的檢測(cè)結(jié)果需要物理性粘粒(<0.01mm)和物理性砂礫(>0.01mm)，為了能夠用卡欽斯基制對(duì)土壤質(zhì)地進(jìn)行分類(lèi)判斷，因此研究通過(guò)沉降法進(jìn)行機(jī)械組成的測(cè)定，然后根據(jù)卡欽斯基制表來(lái)進(jìn)行土壤質(zhì)地的分類(lèi)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器設(shè)備

(1)甲重土壤比重計(jì)

(2)沉降桶(1L)

(3)攪拌棒

(4)恒溫干燥箱

(5)電熱板

(6)秒表

1.2 試液配置

(1)0.5mol/L六偏磷酸鈉溶液：稱(chēng)取51.00g六偏磷酸鈉，加水400mL，加熱溶解，冷卻后用水稀釋至1L。

(2)0.5mol/L的草酸鈉溶液：稱(chēng)取33.50g草酸鈉，加水700mL，冷卻后加水稀釋至1L。

(3)0.5mol/L的氫氧化鈉溶液：稱(chēng)取20.0g草酸鈉，加水稀釋至1L。

1.3 試驗(yàn)方法

(1)稱(chēng)取過(guò)1mm孔徑篩的風(fēng)干試樣50.00g于500mL國(guó)際瓶中，加水潤(rùn)濕。另稱(chēng)取10g樣品置于鋁盒內(nèi)，在105℃烘箱內(nèi)烘干到恒重，計(jì)算最大吸濕水含量。

(2)懸液的制備：根據(jù)土壤pH值加入不同的分散劑(石灰性土壤加60mL0.5mol/L的六偏磷酸鈉溶液，中性土壤加20mL0.5mol/L的草酸鈉溶液，酸性土壤加40mL0.5mol/L的氫氧化鈉溶液)，再加水于國(guó)際瓶中，使土壤體積約為250mL，瓶口放一小漏斗，搖勻后靜置2h，然后放在電熱板上加熱，微沸1h，在煮沸過(guò)程中要經(jīng)常搖動(dòng)國(guó)際瓶，以防止土粒沉積于瓶底結(jié)成硬塊。

(3)測(cè)量懸液溫度：將溫度計(jì)插入有水的沉降桶中，并將其余裝待測(cè)懸液的沉降桶放在一起，記錄水溫，即代表懸液的溫度[2]。

(4)用土壤比重計(jì)測(cè)定懸液的比重

根據(jù)所測(cè)懸液的溫度，結(jié)合小于0.01mm粒徑沉降時(shí)間表，查出小于0.01mm土粒所對(duì)應(yīng)的比重計(jì)讀數(shù)時(shí)間分別記為T(mén)。用攪拌棒攪拌懸液1min(上下各約30次)，當(dāng)攪拌棒提離懸液液面時(shí)立即記錄時(shí)間，計(jì)為t。在T+t蝕刻分別使用比重計(jì)測(cè)定懸液比重。測(cè)定時(shí)要提前10～15秒將比重計(jì)輕輕插入懸液中，到了選定時(shí)間立即記錄比重計(jì)讀數(shù)，記為d,分別代表小于0.01mm顆粒的含量。每次測(cè)定讀數(shù)后，取出比重計(jì)放在盛有蒸餾水的量筒中備用。

計(jì)算公式：物理性粘粒(%)含量(<0.001mm)=m0.01×100/m

式中：m0.01——小于0.01mm的土壤比重計(jì)讀數(shù)

m——烘干土質(zhì)量，g。

物理性砂粒(%)含量(>0.001mm)=1-物理性粘粒(%)含量(<0.001mm)

2 實(shí)際樣品比對(duì)

用上述方法對(duì)4個(gè)不同類(lèi)型的土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果用卡欽斯基制進(jìn)行分類(lèi)，具體結(jié)果見(jiàn)表1，用《土壤檢測(cè) 第3部分：土壤機(jī)械組成的測(cè)定(NY/T 1121.3-2006)》來(lái)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果用國(guó)際制來(lái)分類(lèi)，具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 卡欽斯基制檢測(cè)結(jié)果

表2 國(guó)際制土壤檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

從實(shí)際土壤樣品的檢測(cè)結(jié)果可以看出，由于測(cè)定方法的不一致，檢測(cè)結(jié)果會(huì)有些出入，但無(wú)論是用卡欽斯基還時(shí)國(guó)際制來(lái)對(duì)質(zhì)地結(jié)果進(jìn)行判斷，質(zhì)地的性質(zhì)是一致， 因此，用沉降-比重計(jì)法進(jìn)行土壤顆粒的測(cè)定，然后用卡欽斯基來(lái)進(jìn)行質(zhì)地的分類(lèi)是可行的。