土壤性质的测定Word文档格式.docx

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4测定步骤

4.1风干土样水分的测定：

取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确至0.001g。

用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重，准确至0.001g。

将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105±

2℃的烘箱中烘烤6h。

取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需20min），立即称重。

风干土样水分的测定应做两份平行测定。

4.2新鲜土样水分的测定：

将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至0.01g。

揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±

2℃的烘烤箱中烘烤12h。

取出，盖好，在干燥器中冷却至室温（约需30min），立即称重。

新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。

注：

烘烤规定时间后一次称重，即达“恒重”。

5计算公式

水分（分析基），%=〔（m1-m2）/（m1-m0）〕×

100………………………………

（1）

水分（干基），%=〔（m1-m2）/（m2-m0）〕×

100………………………………

（2）

式中：

m0──烘干空铝盒质量，g；

m1──烘干前铝盒及土样质量，g；

m2──烘干后铝盒及土样质量，g。

平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。

平行测定结果的相差，水分小于5%的风干土样不得超过0.2%，水分为5～25%的潮湿土样不得超过0.3%，水分大于15%的大粒（粒径约10mm）粘重潮湿土样不得超过0.7%（相当于相对相差不大于5%）。

土壤容重的测定

严格的讲土壤容重应称干容重，又称土壤密度，用符号表示，土工上也称干幺重。

其含意是干基物质的质量与总容积之比：

总容积Vt包括基质和孔隙的容积，大于Vs，因而ρb必然小于ρs。

若土壤孔隙Vp占土壤总容量Vt的一半，则ρb为ρs的一半，约为1.30g·

cm-3～1.35g·

cm-3左右。

压实的砂土ρb可高达1.60g·

cm-3，不过即使最紧实的土壤ρb也显著低于ρs，因为土粒不可能将全部孔隙堵实，土壤基质仍保持多孔体的特征。

松散的土壤，如有团粒结构的土壤或耕翻耙碎的表土，ρb可低至1.10g·

cm-3～1.00g·

cm-3。

泥炭土和膨胀的粘土，ρb也低。

所以ρb可以作为表示土壤松紧程度的一项尺度。

1方法选择

测定的土壤容重通常用环刀法。

此外，还有蜡封法，水银排出法，填砂法和射线法（双放射源）等。

蜡封法和水银排出法主要测定一些呈不规则形状的坚硬和易碎土壤的容重。

填砂法比较复杂费时，除非是石质土壤，一般大量测定都不采用此法。

射线法需要特殊仪器和防护设施，不易广泛使用。

2测定原理

用一定容积的环刀（一般为100）切割未搅动的自然状态土样，使土样充满其中，烘干后称量计算单位容积的烘干土重量。

本法适用一般土壤，对坚硬和易碎的土壤不适用。

3仪器

环刀（容积为100）；

天秤（感量为和）；

烘箱；

环刀托；

削土刀；

钢丝锯；

干燥器。

4操作步骤

在田间选择挖掘土壤剖面的位置，按使用要求挖掘土壤剖面。

一般如只测定耕层土壤容重，则不必挖土壤剖面。

用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次，分层取样，耕层4个，下面层次每层重复3个。

将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍擦上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止。

用修土刀切开环周围的土样，取出已充满土的环刀，细心削平和擦净环刀两端及外面多余的土。

同时在同层取样处，用铝盒采样，测定土壤含水量。

把装有土样的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。

随即称重（精确到0.01g），并记录。

将装有土样的铝盒烘干称重（精确到0.01g），测定土壤含水量。

或者直接从环刀筒中取出土样测定土壤含水量。

5结果计算ρb=

ρb------土壤容重；

m----环刀内湿样质量；

V----环刀容积（），一般为100；

θm样品含水量（质量含水量），%。

6测定误差

允许平行绝对误差＜0.03g，取算术平均值。

7土壤孔隙度的测定（计算法）

土壤孔隙度也称孔度，指单价单位容积土壤中孔隙容积所占的分数或百分数，可用下式计算：

大体上，粗质地土壤孔隙度较低，但粗孔隙较多，细质地土壤正好相反。

团聚较好的土壤和松散的土壤（容重较低）孔隙度较高，前者粗细孔的比例适合作物的生长。

土粒分散和紧实的土壤，孔隙度较低且细孔隙较多。

土壤孔隙度一般都不直接测定，而是由土粒密度和容重计算求得。

由上式，可得：

判断土壤孔隙状况优劣，最重要的是看土壤孔径分布，即大小孔隙的搭配情况，土壤孔径分布在土壤水分保持和运动，以及土壤对植物的供水研究中有非常重要的意义。

土壤—水势的测定—张力计法

1范围

本方法适用于小于85KPa的土壤水吸力的测定。

2原理

土壤水吸力是反映土壤水能量状态与植物吸水关系特征的一个指标。

根据土壤水吸力与土壤含水量的关系绘制成的水分特性曲线表征土壤持水性能，用以研究土壤水分的能态变化规律。

田间测定土壤水吸力的最简便方法是张力计法，张力计法一般有真空表式张力计和U形汞柱形张力计两种，后者测量的精度较高，能检出微小的差异。

张力计的量程较窄，仅能测定小于85KPa的土壤水吸力。

将充满水、密封后的张力计陶土头插入非饱和水的土壤中，张力计内的自由水通过多孔陶土头的壁与土壤水建立水力上的联系，在达到平衡后，仪器内产生的负压值由负压表指示出来，即为土壤水吸力。

真空表型张力计及土钻

4.1真空表型张力计操作步骤

4.1.1仪器除气：

使用前先在张力计内灌满经煮沸、密封冷却的无气水（用于张力计的水均为无气水，以下不再注明），竖直插放在木架上10min~20min，水通过陶土头向外渗出。

再向张力计中重新注满水，在集气管口塞上一个插有注射器针头的橡皮塞，用注射器抽气，真空表指针开始转动，待表内有空气逸出时，缓慢拔去塞子，继续加满水、抽气，如此重复3次~4次，真空表内的空气已大部分除去。

此时再将仪器注满水，加环形密封圈和盖子密封，在通风处让陶土头蒸发，埋藏的空气随负压的增大逐渐逸出。

轻轻敲打张力计管壁，使气泡集中

到集气管中。

将陶土头浸在水中吸水，真空表指针即退回。

打开仪器盖，反复注水、密封、蒸发，直到真空表指针指示值≥85KPa。

待吸水指针较快地退回，集气管内膨大的空气收缩成极小的气泡，则表明仪器内空气已基本除尽。

最后再将仪器充满水，密封，陶土头浸泡水中待用。

4.1.2校正零位：

仪器密封后，真空表至测点（陶土头中部）存在一静水压力差，另外真空表本身也有可能存在一定误差，这两个误差必须予以校正。

具体校正方法是，将除气处理后的张力计陶土头自然蒸发，待负压升至20KPa时，将仪器陶土头垂直浸泡水中，水面保持在陶土头的中部。

当真空表指针退回直至不动时的读数即为零位校正值。

4.1.3在测试地，用直径与陶土头相配的开口土钻垂直钻孔至待测深度（从地面至陶土头中部计），倒入少许泥浆，垂直插入张力计，使陶土头与周围土壤接触紧密。

捣实管壁周围松土，以避免雨水沿管壁滴入，同时尽量不要过多地踩踏仪器附近的土壤，避免造成土壤板实失去代表性。

4.1.4观测读数：

通常在仪器安装的次日观测读数，为避免温度影响，在早晨进行读数。

当集气管中空气达到该管容积的一半时，必须除气，操作方法是在读数后开启盖，注满水后再密封。

如气温降至冰点时，应撤回仪器，以免冻坏。

土壤水分特征曲线测定实验

1试验原理如上的张力计法

2实验内容与设计

脱湿：

配置饱和土样，在室内自然蒸发，测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。

单点：

用16个土样，分别配置指定含水率，测定该含水率下的吸力值，连成特征曲线。

3实验步骤与要求

1.计算

（1）给定初始值如下表格，计算装满试样罐需要的土样质量（g）：

项目

干容重

罐体积

初始质量含水率

表达式

γc

V

θg

单位

g/cm3

cm3

%

数值

待定

（2）配置土样到预期体积含水量θV，计算所需水的质量：

2.土样的装填

先在试样罐底部铺上一层普通滤纸，然后将称好的土样分次分层地装入罐中，一般分为6层装填，每次装入1/6总质量的土样，铺平后用直径比试样罐稍小的击锤夯实土样，夯实的遍数以能达到要求的密度为准（每次将装入的土夯实到1/6土柱高度）。

应该注意周边土壤的夯实（常不能夯实），故除了击锤夯实外，还用棍棒进行捣实。

每层土样之间要进行“打毛”，保证层间结合良好。

填装完毕后，刮平土壤表面，盖上罐盖，称重，准确求得实际罐中土样的质量Mg。

3.安装张力计

在试样罐的中心先用小土钻钻一土孔，孔径略小于陶土头直径。

然后称重，准确求得罐中最后土样的质量Mt。

然后将张力计插入，使陶土头与土样紧密结合。

称重求得系统总的质量M1。

4.配置预期含水量

（1）单点

将预先求得的水量，2/3倒入盛水容器中，将系统放入其中，再将水量的1/3从系统上部慢慢灌入试样罐，然后将罐口用胶布封闭，静置系统，让其慢慢吸水、渗水、均匀。

（2）脱湿

将系统至于盛水容器中，容器的中的水面尽量接近土罐上沿（确保不能漫过土罐），让其慢慢吸水、均匀，静置1天，土样基本可达到饱和。

5.观测读数、称量与烧干法测量含水率

（1）单点：

一天后，系统达到稳定，观测负压表读数，并将读数单位转换为cm水柱高度。

称量系统总重M2，计算出此时土样的含水率。

再用烘干法与烧干法（可选）测定水分含量进行校验

（2）脱湿：

将饱和后的系统拿出，擦干土罐表面，称重，计算出饱和含水率，然后将罐盖打开，放在系统置放槽上，每天读一次数据。

直到负压表的读数接近最大量程。

6、清洗实验仪器

清洗实验过程中使用的仪器，并将土样罐中的土样取出，放于指定位置。

饱和导水率的测定

1测定原理

由达西定律可知，通过某一土层的水量与截面积、时间和水

层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反

比，即

Q=KSth/L\

（1）

由式

（1）得

K=QL/Sth

（2）

式中:

Q为渗透过一定截面积S的水量，mL;

K为饱和导水率（渗透系数），cm/s;

L为渗透距离，cm;

S为渗透筒的横截面积，cm2;

t为渗透过水量Q时所需要的时间，s;

h为水层厚度（水位差），cm。

饱和导水率与土壤的孔隙率、质地、结构、盐分含量、含水量等有关。

从达西定律可以看出，饱和导水率是土壤所特有的常数。

2试验仪器

试验仪器包括渗透桶、改进的马氏瓶、烧杯、秒表和温度计。

为了便于观测，渗透桶采用透明的有机玻璃管，桶的上沿打一进水口。

试验装置结构见图

3操作步骤

（1）土样的取得。

在室内测定原状土和扰动土。

原状土:

用渗透桶取原状土，取土深度为10cm，将垫有滤纸的底筛网盖好，带回室内待用。

扰动土:

在渗透桶下垫上滤纸，纱布包好，用橡皮筋沿渗透桶将纱布箍紧