激光法与湿筛_吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定 - 副本VIP免费

第46卷第5期土壤学报Vol146,No152009年9月ACTAPEDOLOGICASINICASep.,2009*国家自然科学基金项目(No140625001;40601040)和土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金资助作者简介:杨金玲(1973~),女,硕士,助理研究员,主要从事土壤发生和土壤生物地球化学研究。E-mai:ljlyang@issas1ac1cn收稿日期:2008-06-20;收到修改稿日期:2008-10-31激光法与湿筛-吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定*杨金玲张甘霖李德成潘继花(土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008)摘要湿筛-吸管法是测定土壤颗粒组成(PSD)的传统方法,而激光法则是新兴的土壤颗粒测定方法,为了明确二者测定数据间的转换关系,应用两种方法分别测定了中国6个主要土纲的265个土壤样品。结果表明,激光法测定的土壤黏粒含量明显地小于湿筛-吸管法测定的数据,激光法测定的土壤粉粒含量明显地大于湿筛-吸管法测定的数据,而对于土壤砂粒含量的测定结果二者互有高低。两种方法测定的黏粒、粉粒和砂粒间均分别具有很好的相关性,甚至按照美国的7级分类标准,每个粒度级别在两种方法间均具有很好的相关性。按照激光法和吸管法测定数据间的转换关系式得出了用激光法测定数据的砂土、壤土和黏土质地划分界限,从而能够应用激光法测定的数据直接进行质地划分,这对于推动激光法在土壤学中的进一步应用和推动土壤科学的发展均具有重要意义。关键词土壤颗粒组成;土壤质地;吸管法;激光法中图分类号S152文献标识码A土壤粒度大小及其特征是重要的土壤性质,它决定着诸多其他的土壤物理化学行为,因此土壤颗粒组成(PSD)的测定及质地的确定一直是土壤学研究中的一个主要内容。20世纪90年代以前,粒度测量普遍采用湿筛-沉降法,而沉降法中最普遍和经典的是吸管法,其测量过程完全依靠人工操作[1,2]。由于这种技术简单易行,实验环境条件要求低,在各行业得到十分普遍地应用。但是上述分析方法速度慢、结果相对误差较大。随着科学技术的发展,利用光学衍射原理测量颗粒粒径的激光粒度仪诞生了,由于其测量具有速度快、测量范围广、自动化程度高、相对误差小、重现率高等特点,一出现便得到快速发展和广泛应用[3,4]。目前,在粒度测量中两种方法同时存在。自20世纪90年代开始,已有对湿筛-吸管法和激光衍射法测量粒度做比较研究,结果表明,二者的测定结果存在差异[5]。目前许多领域进行了有关粒度测定数据在新老方法间的对比[6~12]。但已经开展的工作只是在传统方法和激光法之间进行了少量样品的对比,已知两种体系之间存在差异,还缺乏详细和系统的研究,目前仍然没有这两种最流行方法之间的转换标准。长期以来传统的湿筛-吸管法积累了大量数据,这些历史资料对于研究具有重要的价值。而近年来土壤学和环境科学等利用激光粒度仪测定获得的数据迅速增加。由于两种测定结果之间的差异,使得两种方法测定的数据不能够通用,对这些数据的应用受到一定的影响。传统方法已有比较成熟的土壤颗粒分类体系,而且与土壤的其他理化性质之间已经建立了某些数据上的联系。要使激光粒度仪测定的数据与传统湿筛-吸管法的数据接轨,使新老体系的成果可以共用,也为了使方便、快捷、精确的仪器测定能够在土壤学领域得到更好地应用,有必要通过大量不同土壤类型样品的测定,建立新老体系不同粒级之间的对比关系,同时得出激光法测定土壤颗粒的分级标准,这将具有重要的价值。1材料与方法本研究选择了中国主要的土壤类型,包括铁铝土(砖红壤)29个、富铁土(红壤)67个、均腐土(黑土)23个、新成土(冲积土)33个、淋溶土(棕壤)54个、人为土(水稻土和土)59个,共6个土纲265个土壤样品。按照湿筛-吸管法测定结果和美国5期杨金玲等:激光法与湿筛-吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定773农业部土壤质地三角图[13],这些样品中有黏土75个、壤土171个,砂土19个。分别用湿筛-吸管法和激光法对这些样品进行了测定。沉降法采用最经典的吸管法,样品的前处理参照文献[1]。除了风干土样品采用过2mm筛外,其他操作步骤与文献[1]完全一致。需要说明的是,所有样品均进行了有机质的去除,对于酸性土和中性土,没有加盐酸和洗盐过程,在去除有机质以后,酸性土直接加10ml015molL-1的NaOH,中...