CN111257166A - 一种测量土壤容重的方法 - Google Patents

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牛伊宁
罗珠珠
柴强
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Abstract

本发明涉及一种土壤容重的测量方法。本发明的测量土壤容重的方法是：在一个已知质量和容积的容器中装满细小颗粒物，并使其与容器上沿平齐，称重并计算出记细小颗粒物的容重ρ物：将需要测定容重的土壤表面清除杂物后挖土坑，收集挖出的土壤，将容器中的细小颗粒物填满挖出的土坑中，并使细小颗粒物表面与地表齐平，称量并记录容器中剩余细小颗粒物的质量；将收集的土壤在烘干到土壤恒重，称重得到土壤干土的质量；计算出所取土壤的体积，最后计算出待测土壤的容重。本发明可以圆满地解决现有技术中普遍存在的所取出土样的体积问题，并可测得所取土壤的高测量精度的容重。

Description

一种测量土壤容重的方法
技术领域
本发明涉及一种土壤容重的测量方法。
背景技术
在科学研究或生产实践中，通常要测定土壤的容重，用来评估作物系统和耕作方式等农业措施对土壤的物理性质的影响，容重是评价土壤质量的重要指标。土壤的容重大小表明土壤的密实程度，容重越大，土壤的密实度越大。
土壤容重是指单位容积原状土壤干土质量，表示单位体积该物质的质量，单位是克/立方厘米。原状土就是没有被压缩或者膨胀扰动的土壤，包含了空气、水以及植物的根系等。在日常测定中，通常用环刀法进行测定，一般用小锤将已知体积的环刀压入土壤，把环刀带土挖出来，运回实验室用小刀仔细修整，去掉环刀两端多余的土，把环刀中的土壤在105℃烘干到恒重，称重。再根据环刀的体积和土壤的质量，计算土壤的容重。
测定土壤的容重，通常需要测定土壤质量和体积两个参数，同时要保持土壤的原始状态。土壤的质量比较容易测定，但是土壤的体积测定比较困难。为了不改变土壤的体积，在获取土壤样品的过程中，不能对土壤进行扰动和压缩，否则将改变土壤的形态，进而对土壤体积的测定产生影响。同时，由于受周围环境的影响，取样的过程比较麻烦，工序较多。
中国发明专利申请201610908725X公开的内容即是一种现有技术中经典的测定土壤容重的方法，该方法中所需工具为：土钻、环刀、土壤刀，具体的方法包括如下步骤：(1)环刀定位；选择好测定样地，将环刀置于定位杆前段，通过铁锤击打定位杆顶端，将环刀垂直嵌入土壤中；所述定位杆的前端为磁性物质，可以吸住环刀；(2)环刀回收；旋转土钻，使嵌入土壤中的环刀和外周土壤一起收入土钻中，后用土壤到将环刀从土钻中取出；(3)土样处理；将环刀前后两端用土壤刀削平，小心将土样置于铝盒中，带回实验室烘干称重，计算土壤容重。本方法为通过土壤取样钻和环刀配合，在不破坏(或破坏很小)样地的前提下，快速测定土壤容重。
中国发明专利申请2012102069479公开了一种测定土壤容重的方法，具体是：采集土壤，放入自封袋内，排除自封袋内的空气，当密封袋内呈负压时，密封自封袋；测定密封后的自封袋及其内土壤的体积；另取一个与上述用来盛装土壤的自封袋规格相同的空自封袋，排除其中的空气，密封，然后测定其体积；密封袋内的土壤，烘干至恒重，得到土壤重量；然后按公式计算土壤容重。本发明所述方法可有效减少测定不规则形状土壤体积的误差，从而提高土壤容重的测试精度；且该方法适合特殊环境(环境复杂、土体破碎)下土壤容重的测定，尤其适用于在土体不连续、土壤中石块与植物根系较多、土层厚度较薄或土壤结构松散的土体上测定土壤容重。
前述的两个现有技术该申请在实施中并未解决对所取土壤体积的测定问题。
因此，寻找一个简便，快速的测定土壤容重的方法就显得非常必要和重要。。
发明内容
本发明提供可克服现有技术普遍存在的不足的一种测量土壤容重的方法。
本发明的测量土壤容重的方法是：事先准备质地均匀的细小颗粒物和一个质量为m、容积为v的容器，测量步骤如下：
(1)在所述容器中装满细小颗粒物，并使其与容器上沿平齐，称重并记录沙子和容器的总质量为m1；
(2)按式①计算步骤(1)中细小颗粒物的容重ρ物，
ρ物＝(m1-m)/v①；
(3)待测土壤采样：将需要测定容重的土壤表面清除杂物后挖土坑，收集挖出的土壤，坑的位置以待测土壤层确定，且取出的土壤不超过容器的容积；
(4)将容器中的细小颗粒物填满步骤(3)挖出的土坑中，并使细小颗粒物表面与地表齐平，称量并记录容器中剩余细小颗粒物和容器的总质量为m2；
(5)将步骤(3)中收集的土壤在烘干到土壤恒重，称重得到土壤干土的质量m3；
(6)按式②计算步骤(3)取出土壤的体积v2，
v2＝(m1-m2)/ρ物②；
(7)使用公式③计算得出待测土壤的容重BD，
BD＝m3/v2 ③
本发明中所用的容器最好用热变形小的材料制备，本发明中所用的细小颗粒物可以是细小的金属颗粒，或者砂砾，或者其它颗粒材料中的任一种。
优选地，本发明的测量土壤容重的方法，所述的容器为玻璃制容器。采用热变形较小的玻璃材料制备本发明的所使用的容器，可使测量更为准确。
优选地，本发明的测量土壤容重的方法中，所述的细小颗粒物的粒度为20～40目。本发明优选的细小颗粒物建议为砂砾。
本发明可以圆满地解决现有技术中普遍存在的所取出土样的体积问题，并可测得所取土壤的高测量精度的容重。
具体实施方式
本发明结合实施例进行解说。本实施例中所用的颗粒物为粒度为20～40目石英砂，所用的容器为容积326ml、质量为110克的玻璃杯。
本实施例的测定方法如下：
选取20-40目的实验室用石英砂，装在容积326ml的玻璃杯中，玻璃杯的质量是110g,玻璃杯中装满石英砂后的质量是565.65g(m1)，则根据公式①，计算得到石英砂的密度是1.398克/立方厘米(石英砂的堆积密度)。按照土壤采样步骤取土。在需要测定容重的土壤表面清除杂物后挖小坑，将挖出的土壤小心装入已经标记的取样袋中(如果需要测定水分含量可先将土样封装在塑料袋中)，坑的位置与深度根据所要测定的土壤层次确定。在取土时应注意不使所取出的土量超过容器的容积。本实施例中取出土壤后，将取出土壤全部装入纸袋中，然后取装满石英砂的玻璃杯，把杯中的砂子倒入取土后的土坑中，使砂子和土坑的上沿齐平。称取剩余砂子和玻璃杯的质量为470.87克(含玻璃杯的质量)，则土坑中砂子的净质量为94.78克；使用公式②，计算得到砂子的体积是67.80立方厘米，这个值等于取出土壤的体积。带回实验室的土样在105℃烘箱中烘干到土壤恒重。称取烘箱中取出的土壤称重，质量是81.22克。使用公式③，最终计算得到土壤的容重是1.20克/立方厘米。

Claims (4)

1.一种测量土壤容重的方法，其特征在于事先准备质地均匀的细小颗粒物和一个质量为m、容积为v的容器，测量步骤如下：
(1)在所述容器中装满细小颗粒物，并使其与容器上沿平齐，称重并记录沙子和容器的总质量为m1；
(2)按式①计算步骤(1)中细小颗粒物的容重ρ物，
ρ物＝(m1-m)/v1 ①；
(3)待测土壤采样：将需要测定容重的土壤表面清除杂物后挖土坑，收集挖出的土壤，坑的位置以待测土壤层确定，且取出的土壤不超过容器的容积；
(4)将容器中的细小颗粒物填满步骤(3)挖出的土坑中，并使细小颗粒物表面与地表齐平，称量并记录容器中剩余细小颗粒物和容器的总质量为m2；
(5)将步骤(3)中收集的土壤在105℃烘干到土壤恒重，称重得到土壤干土的质量m3；
(6)按式②计算步骤(3)取出土壤的体积v2，
v2＝(m1-m2)/ρ物 ②；
(7)使用公式③计算得出待测土壤的容重BD，
BD＝m3/v2 ③。
2.根据权利要求1所述测量土壤容重的方法，其特征在于所述的容器为玻璃制容器。
3.根据权利要求2所述的测量土壤容重的方法，其特征在于所述的细小颗粒物的粒度为20～40目。
4.根据权利要求1或2或3所述的测量土壤容重的方法，其特征在于所述的细小颗粒物为砂砾。
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