【国家标准(GB)】 森林土壤颗粒组成(机械组成)的测定

中华人民共和国国家标准
森林土壤颗粒组成（机械
组成）的测定
Determination of forest soil particle - sizeanatysis (mechanical analysis)本标准适用于森林土壤颗粒组成的测定。1吸管法
1.1方法要点　
UDC634.0.114
GB 7845-87
本方法是由筛分及静水沉降结合进行的，通过2mm筛孔的土样经化学及物理处理成悬浮液定容后，根据司笃克斯（Stokes）定律，和用土粒在静水中沉降的规律，大于0.25mm的各级颗粒由-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（见表1），烘干称其质量，计算各级颗粒含量的百分数，确定土的颗粒组成及土壤质地名称。表1美国制土壤颗粒分级标准
颗粒直径，mm
1.0～0.5
颗粒分级命名
极粗砂
粗砂、
颗粒直径、mm
0.1 0. 05
0.05~0.02，0.02~0.002
颗粒分级命名
极细砂
粉（砂）粒
1.2试剂
1.2.10.2mol/L盐酸溶液：17ml浓盐酸（密度1.18g/ml，化学纯），用水定容到1L。1.2.20.05mol/L盐酸溶液：250ml0.2mol/L盐酸溶液，加水750ml。1.2.30.5mol/L氢氧化钠溶液：20g氢氧化钠（化学纯），加水溶解并定容到1L。1. 2.4 1:1氢水。
1.2.5钙红（钙指示剂）；0.5g钙指示剂【2～羟基－1－（2~羟基－4－磺酸1－蔡偶氮苯）3－苯甲酸】与50g烘干的氯化钠共研至极细，贮于密闭瓶中，用毕塞紧。1.3主要仪器
土壤颗粒分析吸管（图1），搅拌棒（图2），量筒（1L），土壤筛（孔径分别为2、1、0.5mm），洗筛（直径6cm，孔径0.25mm）。国家标准局1987-06-04批准
1988-01-01实施
GB 7845—87
25ml体积
环形刻度
通活塞
球泡内径2.5
三通活塞芯子改为
直角二通孔
玻璃管外径0.9，内径0.7
10cm高度
刻环形线一根
7cm高度
辩环形线一根
A-A 小孔 0. 1
在管边打孔
小孔出水方向与
平面夹角为45*
（图内尺寸一律用cm为单位）
图1土壤颗粒分析吸管
搅拌棒
孔径为 0. Jem
搅拌棒
1.4测定步骤
1.4.1称样：称取通过2mm筛孔的10.000g风干土样三份，其中一份放在已知1质量的铝盒中作土填水分换算系数的测定，另两份分别放人50m1烧杯中作测定盐酸洗失量及颗粒分析用。1.4.2土壤水分换算系数的测定：把已知质量的铝盒盛土样称量后，放人烘箱内于105℃烘6h后称142
量，算出土壤水分换算系数（K2）。GB 7845--87
1.4.3脱钙及盐酸洗失量的測定：用稀盐酸处理土样所失去的质量（%），称为盐酸洗失。含有碳酸盐的土壤，先用0.2mol/L盐酸洗，无碳酸盐的上壤可直接用0.05mo1/L盐酸洗。在盛土样的烧杯中慢慢地加人0.2mol/L盐酸10ml，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的快速滤纸，倒烧杯内上部清液人漏斗过滤，再加10m10.2mol/L盐酸于烧杯中，如前搅拌、静置、过滤，如此反复多次，直到土样中无二氧化碳气泡发生，然后改用0.05mol/L盐酸洗土样，直到滤液中无钙离子存在，然后再用水洗2～3次。检查钙离子：于白瓷比色板凹孔中接1～2滴滤液，加1：1氨水1滴，轻轻摇动比色板，加钙指示剂少量（似绿豆大），再轻摇比色板，当滤液呈红色则表示还有钙离子存在，蓝色表示钙离子已洗净。
用水将烧杯中测定洗失量的土样全部洗人漏斗中，等漏斗内的土样滤干后连同滤纸一起移入已知质量的铝盒内，放在烘箱中于105℃烘干至恒定质量（前后两次称量相差小于0.003g为恒定质量），计算盐酸洗失量。
1.4.4悬液的制备
1.4.4.1分散土样：洗盐后的另一份测颗粒分析的土样用水洗人500m1锥形瓶中，把滤纸移到蒸发皿内，用橡皮头玻璃棒及水冲洗滤纸，直到洗下的水透明为止，一并将洗下的水倒人锥形瓶中。加0.5mol/L氢氧化钠10m于锥形瓶中，然后加水使悬液体积达250m1左右，充分摇匀。锥形瓶上放一小漏斗，并放在电热板上加热，微沸1h，并经常摇动锥形瓶，以防土粒沉积瓶底成硬块。1.4.4.2分离2~0.25mm粒级与制成悬液：在1L量筒上放一大漏斗，把孔径0.25mm的洗筛放在大漏斗内，待悬液冷却后，充分摇动锥形瓶中悬液，通过0.25mm孔径筛，用水洗人1L量筒中。留在瓶内的土粒，用水全部洗人筛子内，筛子内的士粒用橡皮头玻璃棒轻轻地洗擦及用水冲洗，直到滤下的水不再混浊为止。同时应注勿使量筒内的悬液体积超过1L。最后将量筒内的悬液用水加到1L标度。
把留在筛内的砂粒洗入已知质量的铝盒中。把铝盒放在电热板上蒸去水分，然后放人烘箱内于105℃烘6h后称量。
1.4.5测定悬液温度：将摄氏温度计悬挂在存有水的1L量筒中，并把它与待测悬液放在一起，记录水温（℃），即代表悬液的温度。1.4.6吸取悬液样品：将盛悬液的量筒放在温度变化小的平稳桌上，并避免阳光直接照射。根据悬液温度、土壤比重与颗粒直径，按美国制土壤颗粒分析吸管法吸取各粒级的时间表（表2），吸取各级颗粒。
GB7845—87
表2美国制土壤颗粒分析吸管法吸取各粒及时间表在不同温度下吸取悬液所需时间20℃
2２51
2好好
GB7845-87
在不同温度下吸取悬液所需时间27.5℃
续表2
GB 7845-87
图3土壤颗粒分析吸管仪示意图
1—颗粒分析吸管，2—盛水锥形瓶（250m1），3一通气橡皮管：4一抽气装置。包括两个容量为1L以上的下口瓶（4a及4b）！5支架，6搅拌棒，7—沉降筒（1L量商，直径约6 cm，高约45cm）8—活寒，9-三通活塞吸悬液的装置如图3，将三通活塞（9）放在上下流通位置。4a及4b两瓶内所装的水不超过个瓶的总体积。两瓶的联接管用夹子夹住，让4a放在试验台上，而把4b放在地板上。用搅拌棒垂直搅拌悬液1min，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将吸管自悬液中央轻轻插至所需吸取悬液深度，随即打开4a与4b联接管上的夹子，这时4a内的水就流向4b，这样就使4a内的空气减压，然后把（9）转到吸液的位置，吸取悬液，当悬液上升到25ml标度处，立刻把（9）转回到上下流通的位置，停止吸液，吸液的时间尽可能控制在20s内。把吸管从量筒中取出，转（9）到放液的位置，放悬液于已知质量的铝盒中。记录吸取悬液的体积。打开（.8）塞，用少量水冲洗吸管并放人铝盒中，关（8）塞。按照以上步骤，分别吸取小于0.05、小于0.02、小于0.002mm各粒级的悬液。
1.4.7称各粒级质量：把盛有各粒级悬液的铝盒，放在电热板上烘干，然后移入烘箱中在105℃烘6h后称量。
1.4.8各砂粒的分级并称量：把0.25mm以上的砂粒，通过1.0及0.5mm的筛孔，并分别称出它们的烘干质量。
1.5结果计算
GB784587
1.5.1土壤水分换算系数K2按式（1）计算：K2
式中，m-
一烘干土质量，g
风干土质量，g。
烘干上质量（g）=风干土质量（g）×K2盐酸洗失量（%）=
（3）
洗失质量（g）m2=洗盐前烘干土质量（g）+铝盒质量（g）+滤纸质量（g）（铝式中. m2
盒+滤纸+洗盐后烘干土质量）（g）。1.$.22.0~1.0、1.0~0.5、0.5~0.25mm粒级含量（%）：2.0~1.0mm粒级含量（%）
式中m'
-2.0~1.0mm粒级烘干土质量，g。1.0~0.5mm粒级含量（%）
式中：m\——1.0~0.5mm粒级烘干土质量，g。0.5~0.25mm粒级含量（%）
式中，m\-
式中, m 2--
0.5~0.25mm粒级烘干土质量，g。m
0.05mm粒级以下，小于某粒级含量（%）一吸取悬液中小于某粒级的质量，名，一烘干土质量，g3
V吸取小于某粒级的悬液体积，ml-悬液总体积，ml。
1.5.分散剂质量校正：
×100+
（4）
（5）
+ 100 -..·.. (7)
加人的分散剂在计算时必须予以校正。各粒级含量（%）是由小于某粒级含量（%）依次相减而得。由于小于某粒级含量中都包含着等量的分散剂，实际上在依次相减时已将分散剂量扣除，分散剂量（%）只需在最后一级粘粒（小于o.002mm）含量（%）中减去。分散剂占烘干土质量，按式（8）计算：A
c×V×0. 014
式中，A---分散剂氢氧化钠占烘干土质量，%，一分散剂氢氧化钠溶液的浓度，mol/L；c
y-—-分散剂氢氧化钠溶液的体积，ml
烘干土质量，g
0.014-一氢氧化钠分子的摩尔质量，g/mmol。1.5.4各粒级含量（%）的计算，粉（砂）粒（0.05~0.02mm）粒级含量（%）=小于0.05mm粒级含量（%）-小于0.02mm.粒级含量（%）粉（砂）粒（0.02~0.002mm）粒级含量（%）=小于0.02mm粒级含量（%）一小于0.002mm粒级含量（%）粘粒（小于0.002mm）粒级含量（%）=小于0.002mm粒级含量（%）一A（%）（)
GB 7845--87
细砂+极细砂（0.25~0.05mm）粒级含量（%）=100=［2.0~1.0mm粒级含量（%）+1.0~0.5mm粒级含量（%）+0.5~0.25mm粒级含覆（%）+0.05~0.02mm粒级含量（%）+0.02~0.002mm粒级含量（%）+小于0.002mm粒级含量（%）+盐酸洗失量（%)]
..·(12)
砂粒（2.0~0.05mm）粒级含量（%）=2.0~1.0mm粒级含量（%）+1.0~0.5mm粒级含量（%）+0.5~0.25mm粒级含量（%）+0.25~0.05mm粒级含量（%）+盐酸洗失量（%）
粉（砂）粒（0.05~0.002mm）含量（%）=0.05~0.02mm粒级含量（%）+0.02~0.002mm粒级含量（%）1.6确定土壤质地名称
1.6.1根据砂粒（2.0~0.05mm）、粉（砂）粒（0.05~0.002mm）及粘粒（小于0.002mm）粒级含量（%），在美国制土壤质地分类三角坐标图上查得土壤质地名称（图4）。粘粒
(<0.002mm)
黏壤土
砂质粘壤土
砂质壤土
粉(砂)质
黏壤王
粉(砂)填土
粉(砂)压
砂粒%
美国制土壤质地分类三角坐标图0
例：某土壤含粘粒15%，粉（砂）粒20%，砂粒65%，则此土样的质地名称为“砂质壤土”1.6.2根据森林土壤含砾石较多的特点，在土壤质地命名时，应根据砾石含及大小冠以\石“砾”字样（如表3），，这部分砾石含及大小应在野外土壤剖面调查时加以测定。148
15 ~ 30
30~ 70
GB 7845—87
表3按砾石大小及所占体积的质地分级砾
全砾*
少砾石
中砾石
多砾石
全砾石
*不与质地分级连用。
例：某砂壤土的砾石含量在30～50%，其中以大于25cm的为主，则命名为多石砂壤土，如2~～>25cm的砾石等量存在时，则命名为多砾石砂壤土。注：①未分解、半分解及已分解的森林枯枝落叶层不做土壤颗粒组成的测定。②土壤颗粒分析在处理土样时不需除去有机质，因为有机质是土壤的重要组成部分，计算各粒级含量（%）以烘干土为基数。土填矿质颗粒分析在处理样品时要除去有机质，计算各粒级含量（%），以除去有机质及盐酸洗失盘后的烘干矿质土为基数。2比重计法
2:1方祛要点
土样经化学及物理处理成悬液定容后，根据司笃克斯定律及土壤比重计浮泡在悬液中所处的平均有效深度，静置不同时间后，用土填比重计直接读出每升悬液中所含各级颗粒的质量（g），计算它们的百分含量，并定出土填质地名称。2.2试剂
2.2.10.5mol/L多聚偏磷酸钠溶液：51g多聚偏磷酸钠【（NaPO;）×；化学纯】或六偏磷酸钠【（NaPO3），化学纯】，加水400ml，加热溶解，用水定容至1L。如没有市售的多聚偏磷酸钠，可自己制备，方法如下：把磷酸二氢钠（NaHzPO4，化学纯）放于大埚中，于马福炉中650℃灼烧15min，使完全融熔。冷却后形成玻璃状非晶形的偏磷酸钠。2.2.2、0.25mol/L草酸钠溶液：33.5g草酸钠（Na2C.04，化学纯），加水700ml，加热使溶解，冷却，用水定容至1L。
2.2.30.5mol/L氢氧化钠溶液：同1.2.3。2.3，主要仪器
土壤比重计（又称甲种比重计或鲍氏比重计，刻度为0～60g／L），量筒（1L），洗筛（0.25mm筛孔），土筛（孔径分别为2.0、1.0、0.5mm）。2.4测定步骤
2.4.1土壤水分换算系数的测定：同1.4.2。2.4.2称样：称取通过2mm筛孔的均匀风于土样50g（粘土或壤土50g，砂土100g）于500ml锥形瓶中。
2.4.3分散土样：根据土壤pH，分别选用下列分散剂：石灰性土样50g，加0.5mol/L多聚偏磷酸钠60ml，中性土样50g，加0.25mol/L草酸钠50ml；酸性土样50名，加0.5mol/L氢氧化钠50ml。于锥形瓶中加水250ml，加人分散剂，播匀后静置2h。摇动锥形瓶，瓶口放一小漏斗，在电热板上加热，微沸1h。在煮沸过程中要经常摇动锥形瓶，以防土粒沉积瓶底结成硬块。2.4.4分离2~0.25mm粒级及制备悬液：在1L量筒上放置大漏斗，在其上放一孔径0.25mm的洗筛。待悬液冷却后，充分摇动锥形瓶，使下沉的土粒分散于悬液中，将悬液通过0.25mm洗筛流至149
GB 7845—87
1L鼠商中，留在锥形瓶内的土粒用水全部洗人筛内，筛内的粒用橡皮头玻璃棒轻轻地洗及用水冲洗，直洗到筛内流下的水不再混浊为止。同时应注意切勿量筒的液体超过1L。最后商量筒内加水到1L标度。
留在筛内的为2~0.25mm的砂粒，用水把它洗人已知质量的铝盒中，把铝盒放在电热板上烘去水分，移人烘箱中在105℃烘6h后称量。再把0.25mm以上的砂粒，通过1.0及0.5mm筛孔，分别称出它们的烘干质量。
2.4.5测定悬液温度：同1.4.5。2.4.6测定悬液的土壤比重计读数：将盛有悬液的量筒放在温度变化小的平稳桌上，并避免阳光直接照射。测定小于0.05mm粒级的比重计读数，在搅拌完毕静置1min后放人土壤比重计，测定小于0.02mm粒级，搅拌完毕静置5.min后放人土壤比重计；测定小于0.002mm粒级，搅拌完毕静置8h后放人t壤比重计。用搅拌棒搅动悬液1min，上下各30次。搅拌时，搅拌棒的多孔片不要提出液面，以免产生泡沫。搅拌结束的时间也是开始静置的时间（有机质含量较多的悬液，搅拌时会产生泡沫，影响比董计读数，因此放比重计之前，可在悬液面上加乙醇数滴），在选定的时间前30s，将土壤比重计轻轻放人悬液中央，尽量勿使其左右摇摆及上下浮沉，记下土壤比重计与弯液面相平的标度读数。查土壤比熏计温度校正表（表4）。得土壤比重计校正后读数，此值代表直径小于所选定粒径毫米数的颗粒累积含量（g），按照上述步骤，分别测得小于0.05、小于0.01及小于0.002mm各粒级的1.比重计读数。
温度；℃
2.5结果计算
校正值
土壤比重计校正表
温度，℃
2.5.1土壤水分换算系数K2与烘干土质量计算：同1.5.1温度、
2.5.22.0~1.0、1.0~0.5、0.5~0.25mm粒级含量（%）：同1.5.2。0.05mm粒级以下，小于某粒级含量（%）式中， m-
小于某毫米粒级的土壤比重计校正后读数，一烘下土样质量，名。
2.5.3分散剂占烘7土质量（%）计算：150
式中：A-分散剂占烘干土质量，%-分散剂浓度，mol/L
V——分散剂体积，ml
GB 7845-87
一分散剂的摩尔质量，g/mmol，x 100:
烘干土样质，。
0.5mol/L氢氧化钠溶液50ml质氯为1g（0.5×50×0.04=1），0.25mol/L草酸钠溶液50ml质量为1.68g（0.25×50×0.134=1.68），0.5mo1/L偏磷酸钠溶液60m1质量为3.06g（0.5×60×1.02 = 3. 06)
2.5.4各粒级含量（%）的计算：除不计算盐酸洗失量外，其他全同1.5.4。2.6确定土质地名称：同1.6。
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本标准由中华人民共和国林业部提出，由中国林业科学研究院林业研究所归口。本标准由中国林业科学研究院林业研究所森林土壤研究室负责起草。151
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