实验八 土壤水稳性大团聚体分析实验

实验八 土壤水稳性大团聚体分析

1. 实验目的与方法原理

本实验的目的是使用土壤团聚体分析仪测定土壤水稳性大团聚体的含量。

土壤团聚体，是指土壤中大小、形状不一、具有不同孔隙度和机械稳定性、水稳定性的结构单位，通常将粒径>0.25mm的结构单位称为大团聚体。大团聚体分为非水稳定性和水稳定性两种，水稳定性大团聚体组成用湿筛法测定。湿筛法根据土壤大团聚体在水中的崩解情况识别其水稳定性程度，测定分干筛和湿筛两个程序进行，最后筛分出各级水稳定性大团聚体，分别称其风干后的质量，再换算为占原风干土样总质量的百分数。

2. 仪器

（1）白铁（铝）盒，10cm×10cm×10cm；

（2）套筛，高5cm，直径20cm，孔径分别为8mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm，共7个，有底和盖；

（3）团聚体分析仪，含4套筛子，每套有5个筛子，孔径分别为5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm，另有4个配套的水桶，电动团聚体分析仪在水中上下振荡速度为30次/分钟，振幅4cm左右；

（4）Φ12cm的蒸发皿，5个/组；

（5）喷雾器、胶头滴管。

3. 操作步骤

（1）采样：通常是采耕层土壤，根据需要也可以分层采样。采样时要注意土壤的湿度，最好在土不沾铲，接触不变形时为宜。在田间多点（3-5点，耕层样不少于10个点）采集有代表性的原状土样，剥去与铲面接触变形的部分，采样量1.5- 2.0 kg。样品放入白铁盒或铝制盒，以保持土壤的结构状态。装样和运输时要避免震动或翻倒。运回实验室内，沿土壤的自然结构轻轻地剥开，将原状土剥成直径为10mm-12mm的小土块，同时防止因外力的作用而变形，并剔去粗根和小石块。将土样摊平，置于透气通风处，让其自然风干。

（2）干筛分析：将风干的土样混匀，取其中一部分（一般不小于1kg，精确至0.1g）。用孔径分别为8mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm筛子进行筛分（筛子附有底和盖）。筛完后，将各级筛子上的团聚体及粒径<0.25mm的土粒分别称量（精确至0.1g），计算干筛的各级团聚体占土样总量的百分含量。然后按其百分比，配成质量为25.0g的土样，作湿筛分析使用。

（3）土样润湿：将各粒级的团聚体放在对应的筛子上，直接放入水桶中。其他可选方法：将各粒级的团聚体放在对应的筛子上，用胶头滴管向团聚体轻轻滴水，完全湿润为止；将各粒级的团聚体放在对应的筛子上，使用喷雾器喷雾使土样湿润，但要避免直接向团聚体喷水。

（4）湿筛分析：在团聚体分析仪上进行湿筛分析，一次可同时分析4个样品。分析前向4个水桶中加水，使得套筛在运动到达最高位置时，筛子上缘恰好与水面平齐。将套筛放入水桶（然后开动马达使套筛在水中上下运动，升降幅度为4cm，反复10分钟后提

出套筛，将筛组拆开。留在筛子上的各级团聚体用细水流分别洗入蒸发皿中，待澄清后倒去上面的清液，加热蒸干，在空气中平衡后，称量其质量（精确至0.1g）。

4. 结果计算

干筛的大团聚体的质量百分数按（1）式计算，水稳定性大团聚体的质量百分数按（2）式计算，水稳定性大团聚体的总质量百分数按（3）式计算：

WiMi100M （1）

式（1）中：

Wi——某级干筛大团聚体的质量百分数（%）；

Mi——该级干筛大团聚体的风干质量（g）；

M ——风干土样的质量（g）。

MjMWj100 （2）

式（2）中：

Wj——某级水稳定性大团聚体的质量百分数（%）；

Mj——该级水稳定性大团聚体的风干质量（g）；

M ——原状风干土样的质量（g）。

WtWji （3）

式（3）中：

Wt——水稳定性大团聚体的总质量百分数（%）；

Wji——某级水稳定性大团聚体的质量百分数（%），i＝1，2……。

平均质量粒径的计算：

X(xi*Wji)i1n （4）

式（4）中：

X——平均质量粒径（mm）；

xi——某级团聚体的平均直径，例如0.25-0.50mm团聚体的平均粒径为0.375mm。注意，其中应包括0-0.25mm的土壤部分，平均粒径为0.125，含量百分比由差减法得到。

注：某些实验要求，如土壤质地较轻，经干筛和湿筛后，各粒级中有大团聚体，也有石块、砾石和砂粒，应将石块、砾石挑出，砂粒因太小无法挑出。如这一层筛中全部为单个砂粒，这些砂粒也应弃去，但结合在大团聚体中的砂粒与细砾不应挑出，应包括在大团聚体中。计算时，土样的质量应扣除全部被挑出的石块、砾石和砂粒的质量，再换算出各

粒级团聚体的质量百分数。

5. 主要参考文献

[1] 孙鸿烈，刘光崧. 土壤理化分析与剖面描述. 北京：中国标准出版社. 1996，7.

[2] 翁德衡，朱东晓（译校）.土壤物理性测定法（日本土壤物理性测定委员会编）.重庆：中国科学技术出版社重庆分社. 1979，81-87.

[3] 中科院南京土壤所土壤物理研究室. 土壤物理性质测定法. 北京：科学出版社. 1978，83-85.

[4] 劳家柽. 土壤农化分析手册. 北京：农业出版社.1988，175-179.

[5] 高晓飞，王晓岚，温淑瑶. 一种实用新型土壤水稳性大团粒分析仪的研制.实验室科学，2009（1）：179-181.

[6] Hillel D. Introduction to environmental soil physics. California, USA: Elsevier academic press. 2004:85-86.

6. 思考题

[1] 水稳性大团聚体有何意义？

[2] 能否将强行用力将土块分开？