沉降、比重計測定-用卡欽斯基制對土壤質地的判定

王 龍，莊南俊

(廣東匯成安全健康環境咨詢有限公司,廣東 廣州 510730)

土壤機械組成，又叫土壤的顆粒組成直接關系著土壤松緊程度、孔隙數量，從而影響著土壤通氣、透水及土壤環境背景值、能量轉化等性能，目前很多標準都將機械組成稱為質地，但實質上機械組成是是土壤質地分類、命名的基礎，機械組成是確定土壤中各種粒級所占的重量百分比，而質地是根據顆粒組成劃分來確定土壤的類型。

目前，國內機械組成的檢測方法有中華人民共和國農業行業標準《土壤檢測 第3部分：土壤機械組成的測定》(NY/T 1121.3-2006)和中華人民共和國林業行業標準《 森林土壤顆粒組成(機械組成)的測定》(LY/T 1225-1999),這兩種方法都是通過沉降的方法來確定砂礫(2～0.02mm)、粉粒(0.02～0.002mm)、粘粒(<0.002mm)，然后根據國際制來判斷土壤的類型，也就是質地。而在環境監測工作中在現場通常采用估測法來進行質地的判定，取小塊土壤，加水濕潤，然后揉搓，搓成細條并彎成直徑為2.5～3cm的土環，據土環表現的形狀確定質地。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，能搓成完整的細條，彎曲時易斷裂；重壤土，能搓成完整的細條，彎曲成圓圈時易斷裂；粘土，能搓成完整的細條，能彎曲成圓圈[1]。

根據廣東省墾造水田項目委托方的要求，土壤質地要求用前蘇聯(卡欽斯基)制土壤質地來進行分類，但依據國內的農業和林業2個行業標準NY/T 1121.3-2006、LY/T 1225-1999來檢測的話，其檢測結果為砂礫(2～0.02mm)、粉粒(0.02～0.002mm)和粘粒(<0.002mm)，而卡欽斯基的檢測結果需要物理性粘粒(<0.01mm)和物理性砂礫(>0.01mm)，為了能夠用卡欽斯基制對土壤質地進行分類判斷，因此研究通過沉降法進行機械組成的測定，然后根據卡欽斯基制表來進行土壤質地的分類。

1 實驗

1.1 儀器設備

(1)甲重土壤比重計

(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：稱取20.0g草酸鈉，加水稀釋至1L。

1.3 試驗方法

(1)稱取過1mm孔徑篩的風干試樣50.00g于500mL國際瓶中，加水潤濕。另稱取10g樣品置于鋁盒內，在105℃烘箱內烘干到恒重，計算最大吸濕水含量。

(2)懸液的制備：根據土壤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，在煮沸過程中要經常搖動國際瓶，以防止土粒沉積于瓶底結成硬塊。

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

(4)用土壤比重計測定懸液的比重

根據所測懸液的溫度，結合小于0.01mm粒徑沉降時間表，查出小于0.01mm土粒所對應的比重計讀數時間分別記為T。用攪拌棒攪拌懸液1min(上下各約30次)，當攪拌棒提離懸液液面時立即記錄時間，計為t。在T+t蝕刻分別使用比重計測定懸液比重。測定時要提前10～15秒將比重計輕輕插入懸液中，到了選定時間立即記錄比重計讀數，記為d,分別代表小于0.01mm顆粒的含量。每次測定讀數后，取出比重計放在盛有蒸餾水的量筒中備用。

計算公式：物理性粘粒(%)含量(<0.001mm)=m0.01×100/m

式中：m0.01——小于0.01mm的土壤比重計讀數

m——烘干土質量，g。

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

2 實際樣品比對

用上述方法對4個不同類型的土壤樣品進行測定，結果用卡欽斯基制進行分類，具體結果見表1，用《土壤檢測 第3部分：土壤機械組成的測定(NY/T 1121.3-2006)》來進行測定，結果用國際制來分類，具體結果見表2。

表1 卡欽斯基制檢測結果

表2 國際制土壤檢測結果

3 結論

從實際土壤樣品的檢測結果可以看出，由于測定方法的不一致，檢測結果會有些出入，但無論是用卡欽斯基還時國際制來對質地結果進行判斷，質地的性質是一致， 因此，用沉降-比重計法進行土壤顆粒的測定，然后用卡欽斯基來進行質地的分類是可行的。