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

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。     

激光粒度仪法与湿筛-沉降法测定火山碎屑物发育土壤颗粒组成的比较

为了比较湿筛-沉降法和激光粒度仪法测定玄武质火山碎屑物发育土壤的颗粒组成的结果,对供试土壤进行了比重值测定,并采用实测比重值和常用比重值(2.65)分别进行了湿筛-沉降法的土壤颗粒组成测定,同时又对样品进行了激光粒度仪法测定。结果表明:玄武质火山碎屑物发育土壤的比重值较土壤的常用比重值有一定的差异,进而导致了两种比重值条件下湿筛-沉降法测定的土壤颗粒组成的差异,但相差不大。激光粒度仪法测定的土壤颗粒组成与湿筛-沉降法比较,黏粒含量偏低,粉粒含量偏高,绝大多数砂粒含量偏高。导致这种差异的原因之一是两种方法的测定原理不同,分别测定的是同一颗粒的不同特征;其次是测定的粒径范围不同,湿筛-沉降法测定<2 mm的全部土粒,但激光粒度仪法对小于某粒径(MS3000激光粒度仪的测量范围是0.01～3500μm)的土粒不做测量;此外,还受黏土矿物的层状构造及土壤分散方法的影响。由于不同生产厂家、不同型号的激光粒度仪,其测量范围不同,对土壤颗粒组成的测定结果会产生一定的影响。所以,建议在应用激光粒度仪测定土壤颗粒组成时,标示仪器的生产厂家和型号。     

应用吸管法进行风沙土机械组成分析的实验研究

土壤机械组成分析就是指土壤粒径分析，即测定组成土壤的不同直径颗粒的含量。通过机械组成分析可以定量地了解土壤质地的粗细、理化性状、肥力状况及土壤的发育情况。经过从毛乌素沙地、腾格里沙漠和浑善达克沙地等几个区域采样实验，探讨了用吸管法测定风沙土机械组成的实验控制。结果显示：在司托克斯原理指导下的吸管法测定风沙土机械组成的实验中，传统吸管法的10cm深抽样条件下粉粒与黏粒段不能正常测定。8cm深抽样条件下，振荡分散1h有20％的样在粉粒与黏粒段的测定结果有悖实际，煮沸分散1h与煮沸分散10min两种测定结果在砂、粉、黏三段内的变异系数较大。经对比分析，在用吸管法测定风沙土机械组成实验中，以煮沸分散1h，抽样深8cm的实验效果良好。     

武夷山丘陵茶园红壤土壤可蚀性近似计算初探

土壤可蚀性是土壤侵蚀内动力因素,反映土壤对外营力作用的敏感性,但其定量化计算普遍存在参数复杂、计算过程繁琐的问题。为寻找近似计算K值的途径,分别使用沉降法及丘林法对武夷山市丘陵地区32组茶园红壤机械组成与有机质进行测定,对比M层(耕作层)、N层(非耕作层)机械组成差异,以EPIC方程计算茶园红壤K值并分析变化规律,建立了并优化单个粒径数据与K值的近似方程。结果发现:(1)丘陵茶园红壤以砂粒及黏粒为主,M层pH值更低,N层K值高于M层,更易被侵蚀;(2)砂粒与K值有强负相关关系,粉粒与黏粒与K值有强正相关关系,有机碳与K值相关关系弱;(3)通过线性、幂函数、二次多项式拟合形式,砂粒、粉粒与K值可建立拟合效果良好的近似方程,二次多项式对砂粒拟合效果较好,幂函数对粉粒拟合效果较好,黏粒拟合效果差。将两种方程联立,结合多元线性回归分析赋予权重,并通过平均绝对偏差多次迭代修正的方法,可降低拟合误差。     

用沉降法和激光法测定土壤粒度的对比研究

分别用激光粒度仪和沉降法测定了古水稻土剖面100个样品和下蜀黄土剖面105个样品的粒度分布。对两种测定方法所获结果进行了系统的对比分析。研究结果认为:①沿垂直剖面采集的系列样品不适合于讨论两种方法之间的相关性,质地多样化的表层土壤样品组合较适合讨论该问题;②对于黏粒和砂粒来说,两种方法之间的相关性很好,它们的相关系数分别为0.98和0.93,但激光法所测结果低于沉降法。对于粉粒来说,激光法所测结果明显高于沉降法,但两种方法之间的相关性较差;③沉降法和激光法都不可能测得"真实的"粒度,它们的结果反映了同一样品在不同方面表现出的粒度特点。     

用激光法和吸管法测定东北黑土区侵蚀泥沙颗粒组成的差异分析

吸管法是测定颗粒组成的经典方法,激光法作为一种新兴的方法,近年被广泛应用于土壤和河流泥沙颗粒组成的分析中,并逐步应用到侵蚀泥沙粒径分析.为获取激光法与吸管法测定侵蚀泥沙特性指标和不同粒径的差异以及二者之间的转换关系,对18个黑土区侵蚀泥沙样品颗粒组成进行了测定和分析.采用中值粒径D50和平均质量直径MWD进行侵蚀泥沙样品特性分析,激光法比吸管法测定结果明显偏低;但2种方法测定D50和MWD具有很好的线性转换关系(R＞0.9,P ＜0.001).激光法测定的砂粒和黏粒质量分数低于吸管法测定值,测定粉粒质量分数明显高于吸管法测定值.测得砂粒、粉粒和黏粒含量在2种方法间,均具有很好的线性转换关系(R＞0.8,P ＜0.001).进一步细分泥沙颗粒为大于中砂、细砂、极细砂、粗粉和细粉这5个粒级时,2种方法间除极细砂(R=0.764,P＜0.001)外,其余粒级均具有很好的线性转换关系(R＞0.8,P＜0.001).     

激光衍射法和吸管法分析黏性富铁土颗粒粒径分布的比较

激光衍射技术(Laser diffraction technique,简称LD法)近年来被认为是一种有效的分析土壤颗粒粒径分布(Particle size distribution,PSD)的手段。为检验LD法在黏粒含量高的富铁土上应用的可行性,用LD法和传统的吸管法实测了6个黏性富铁土剖面(黏粒含量>40%)不同层次土样的PSD数据,比较发现:LD法能够提供更多颗粒粒径级别,尤其是黏粒部分(<2μm)的PSD信息,且分析耗时短,效率高。但是LD法与吸管法测定的不同粒级土壤颗粒的含量存在一定的差异。两种方法相比,激光衍射法"低估"黏粒和"高估"粉粒,或者沉降法"高估"了黏粒和"低估"了粉粒。虽然在黏性富铁土的黏粒部分未发现两种方法的线性关系,但粉粒和砂粒分别存在显著的线性相关。供试土壤黏粒含量高且分布范围窄是导致上述差异的主要原因。经过模型转换后,LD法和吸管法PSD实测数据之间的误差明显降低,这说明LD法可以用于黏性土壤的PSD分析。但是LD法PSD测定结果尚不能直接用于目前基于沉降法的土壤质地三角图,需要一定的数据转换。应该尽快通过对各类代表性土壤进行系统化和规范化的对比研究,提高LD技术的可靠性和实用性,建立起基于LD技术的新的土壤质地三角图,以便进一步深化其在土壤科学上的应用。     

伊犁河谷不同森林模式下土壤的养分特征和粒径组成

[目的]对伊犁河谷不同森林模式下土壤粒径组成和养分空间特征进行研究,为科学栽培和可持续经营提供理论依据。[方法]通过野外采样与室内试验,分析伊犁河谷不同模式下土壤粒径分布特征及其与土壤理化性质的关系。[结果]7个模式林地土壤基本集中在细粉粒和粗粉粒两个粒级。主要由细粉粒—粗粉粒—黏粒、细粉粒—粗粉粒—极细砂粒和粗粉粒—细粉粒—极细砂粒为主的质地组成,其中细粉粒—粗粉粒—黏粒土壤养分较佳,相比之下含有砂粒的土壤养分较低。土壤有机质和土壤碱解氮与黏粒和细粉粒含量的关系非常密切,尤其是细粉粒;速效磷与砂粒、黏粒和细粉粒呈正相关;速效钾与黏粒和细粉粒含量的关系密切,随着其含量增加而增加,跟砂粒呈显著负相关,砂粒含量高,速效钾含量降低。[结论]伊犁河谷7个模式林分土壤养分状况各异,养分各项指标含量不同,可根据养分状况进行抚育管理。各模式土壤中粉粒含量占绝对优势。根据各养分含量与各粒径组成之间的相关性分析表明,土壤颗粒越细,与土壤养分的关系越密切。     

花岗岩崩岗崩积体颗粒组成及分形特征

崩岗崩积体土质疏松,抗侵蚀能力弱,其颗粒组成及分形维数有其自身的特性。采用激光粒度分布仪对花岗岩崩岗崩积体及崩壁土样的颗粒进行测定,对其土壤颗粒组成及分形特征进行比较分析。结果如下:崩积体土壤以砾石、砂粒、粉粒含量为主,黏粒含量极低,土壤质地主要为砾石土;崩积体各层次土壤颗粒分形维数均值为2.61～2.70,分形维数值较低,反映了其细颗粒损失情况;黏粒含量是影响土壤颗粒分形维数的主要因素;崩壁土体的颗粒分形维数大小能够表征土壤的理化特征,而崩积体土壤颗粒分形维数无法真实反映崩积体的理化性质。     

北江干流河岸带不同植被类型土壤粒径分形特征

结合野外调查与室内试验,以北江干流河岸带竹林、桉树林、混交林和草地土壤为对象,对比分析了不同植被类型土壤的颗粒组成与分形维数(D)特征及其与其他土壤理化性质的相关性。结果表明:北江干流河岸带土壤结构良好(D=2.79),质地均一,粒径分布均匀(粉粒、砂粒、黏粒百分比分别为40.66%,36.59%,22.75%),但随粒级增大,空间变异增强;D值与土壤颗粒组成显著相关,随黏粒和粉粒含量升高、砂粒含量降低,D值升高;不同植被类型土壤分形与颗粒组成差异明显,其中砂粒含量表现为竹林混交林草地桉树林,D值、粉粒和黏粒含量均表现为桉树林草地混交林竹林,竹林和桉树林对土壤结构的影响差异有显著(p0.05),其他植被类型影响差异不显著;D值、黏粒含量均与硝态氮(NO-3-N)和全磷(TP)含量分别呈显著负相关和显著正相关(p0.05)关系,土壤砂粒含量与含水量(SM)呈显著负相关(p0.05),土壤粉粒含量只与SM呈显著正相关,另外,D值、砂粒、粉粒和黏粒含量与总有机碳(TOC)和全氮(TN)的相关性均不显著。河岸带土壤受多种因素影响,其土壤理化性质间的相互关系与其他景观差异明显。     

陕北黄土丘陵沟壑区土壤粒径分布分形特征

将激光衍射技术和分形分析结合,多重分形分析应用多重分形参数Rényi维数谱,研究土壤粒径分布(PSD)分形特征。结果表明:土壤PSD分形维数D在2.28～2.47之间,D与土壤黏粒含量线性相关。计算黏粒、粉粒和砂粒分形维数D黏粒、D粉粒和D砂粒,三者之间存在D黏粒D粉粒D砂粒的关系,分别用D黏粒、D粉粒和D砂粒计算分裂概率,发现小团粒具有较小的分裂概率。因此,分裂概率具有尺度依赖性,并随着土壤粒径的减小而降低。多重分形分析表明,由PSD获取的Rényi维数谱为反S型递减函数,与理论的多重分形Rényi维数谱相似,说明土壤PSD具有多重分形特征。     

应用激光粒度仪分析土壤机械组成的实验研究

土壤机械组成是最基本的土壤参数之一。探讨了应用激光粒度仪分析土壤机械组成的实验条件、检测结果与精度,并与传统的吸管法加以比较。对9个土壤样品分别用激光粒度分析和吸管法作对比测试实验,结果显示:两种方法原理的不同产生了在颗粒含量上激光粒度分析得到的粘粒含量显著低于吸管法,但是两种方法在质地分类上的结果是基本一致的。总之,运用激光粒度分析土壤机械组成是可行的。     

贵州典型山银花土壤机械组成与养分特性及其关系

采用比重计法测定土壤机械组成,分别采用电位测定法、凯氏定氮法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提钼蓝比色法、重铬酸钾外加热法、醋酸铵浸提-火焰光度法测定土壤pH、全氮、碱解氮、有效磷、有机质及速效钾,以非根区土壤为对照,对贵州典型山银花土壤机械组成与土壤肥力特性及它们之间的关系进行研究。结果表明:根区颗粒组成分为粗粉粒细砂粒粘粒细粉粒≈中粉粒≈粗砂粒;非根区颗粒组成顺序为粗粉粒粘粒细粉粒≈中粉粒细砂粒≈粗砂粒,表明非根区质地较根区粘重。根区粘粒、粉粒和物理性粘粒含量小于非根区,砂粒含量较高;根区与非根区各土壤类型大小顺序分别为黄壤紫色土≥石灰土;黄壤石灰土紫色土。贵州产区根区养分含量高于非根区,土壤养分水平均在Ⅱ级以上,非根区土壤养分含量均在Ⅲ级以上水平,根区砂粒含量与有机质、pH、速效钾、有效磷、全氮含量呈正相关;粉粒含量与pH、有机质、全氮、速效钾含量均呈负相关;粘粒含量与有机质、pH、全氮含量均呈负相关;物理性粘粒含量与有机质、pH、全氮、速效钾含量均呈负相关。非根区砂粒含量与有机质、碱解氮、全氮含量均呈负相关,与pH、有效磷含量均呈正相关;粉粒含量与pH、碱解氮含量均呈正相关,与速效钾含量呈负相关;粘粒含量与所有指标呈负相关;物理性粘粒含量与pH呈极显著负相关。得出山银花根系对改善土壤粘重质地有较好作用;质地粘重的土壤,机械组成含量对山银花生长的影响较大,且砂粒含量越高对山银花生长的促进作用越明显。     

长期水耕植稻对水稻土耕层质地的影响

为了解长期水耕植稻对南方地区水田表土层颗粒组成的影响,以浙江省为研究区,采用历史资料分析、典型样区调查及定点观察相结合的方法,研究水稻土耕作层(包括犁底层)与心土层间黏粒含量的差异,分析植稻时间对水稻土不同土层颗粒组成的影响,比较植稻期间稻田排水中泥砂物质的颗粒组成与对应土壤间的差异,探讨了长期植稻对水稻土剖面质地分异的影响。对浙江省456个代表性剖面统计,与水稻土心土层比较,耕作层和犁底层黏粒含量平均下降了14%和10%。对植稻不同时间的浅海沉积物(从10～20年至80年)、第四纪红土(从5～20年至70年)和玄武岩风化物(从5～20年至35～70年)发育的水稻土比较发现,随植稻时间的增加,耕作层和犁底层土壤砂粒含量呈现增加趋势,黏粒含量明显下降,耕作层、犁底层与心土层黏粒含量的比值逐渐下降。农田排水中泥砂物质的黏粒和粉砂含量高于对应农田土壤,而砂粒含量则低于相应的土壤。分析认为,长期水耕植稻可导致耕作层土壤砂化(即砂粒含量增加,黏粒含量下降),其原因除与水耕过程中黏粒淋淀外,排水中黏粒和粉砂细颗粒的选择性流失对耕作层砂化也有较大的贡献。     

基于激光衍射的土壤粒径测定法的评价与校正

为比较与评价激光法与吸管法测定土壤粒径分布的准确性,该文采用激光法与吸管法测定了23组来自中国13个不同省份或自治区土壤样本的粒径分布,将激光法与传统吸管法的测定结果进行比较,并在此基础上对激光法测定参数进行了修正。结果表明:1)与吸管法相比,激光衍射法低估土壤样品中的黏粒含量,其相对误差为36.33%;高估粉粒含量,其相对误差为36.51%;2)对吸管法与激光衍射法的实测结果进行线性关系分析表明,其中黏粒与粉粒的线性关系较好,决定系数分别为0.91,0.90;3)经过模型转换后,基于激光衍射法的土壤粒径分布结果的相对误差明显降低:黏、粉的相对误差分别降低至16.25%、12.83%,说明激光衍射法可以用于大规模不同类型的土壤粒径分析。该研究可为土壤系统化和规范化的对比研究以及建立基于激光衍射技术的土壤质地划分标准提供依据。     

土壤颗粒悬液搅拌对土壤质地分析的影响

[目的]探究土壤颗粒悬液搅拌对土壤质地分析的影响,为实验室准确测定土壤机械组成提供可行的参考与指导。[方法]采用比重法测定土壤机械组成,在搅拌不同行程、搅拌不同次数、悬液静置不同时间后搅拌、不同测定时点搅拌的多种条件下所测结果进行比较分析。[结果]搅拌行程、搅拌次数、悬液静置后搅拌对黏粒含量测定无影响,对粉砂粒和砂粒含量测定均有影响。搅棒从液面下行至沉降筒底搅拌,有利于颗粒充分运动及均匀分布,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定稳定,精密度良好;以氢氧化钠为分散剂的悬液搅拌30次,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定准确,精密度良好;悬液静置的适宜时间大于1h,搅拌30次所测粉砂粒和砂粒含量的精密度呈下降趋势,搅拌45次所测粉砂粒、砂粒、黏粒含量稳定,精密度良好,与洗后即搅拌30次的测定结果一致。在第2测定时点增加搅拌1min对测定结果无影响。[结论]本试验方法测定结果准确可靠,避免了重复操作,有利于减少误差,适用于多个样品的同时检测。     

贵州省地面组成物质对土壤机械组成的影响

通过对贵州省主要的几类地面组成物质发育的土壤进行调查,利用统计分析的手段,对比研究地面组成物质与土壤机械组成的关系。结果表明：地面组成物质明显地影响土壤机械组成,不同类型地面组成物质发育的土壤,在石砾、砂粒及黏粒含量方面均存在显著差异,而粉砂粒含量差异不显著;整体上,碳酸盐岩形成的土壤砂粒含量低（17.84%）,而粉砂粒含量（43.93%）与黏粒含量（38.24%）较高,紫色砂页岩与砂页岩土壤均表现为砂粒含量高而粉砂粒和黏粒含量较低,而煤系地层土壤比较接近于碳酸盐岩土壤,板岩组土壤适中。研究结果可为贵州省的土壤侵蚀研究提供理论依据。     

南昌不同城市化强度土壤粒度组成和分形特征及其影响因素

为探究南昌城市化强度对土壤粒度组成与分形特征的影响,将南昌市建成区按不透水面面积占比区分城市化强度等级取样调查（184个样方）,测定土壤粒度组成、理化性质及植被指标,通过土壤颗粒体积分形维数模型计算分形维数值。结果显示：①南昌城市土壤颗粒以粉粒（46~59%）和砂粒（40~53%）为主,高城市化导致土壤中砂粒含量增加,粉粒含量减少。②南昌城市土壤分形维数的变化范围为2.69~2.97,随城市化强度增加呈下降趋势。土壤粉粒与分形维数正相关,砂粒与之相反,粉粒对土壤分形维数的影响最大。③皮尔森相关分析与结构方程模型分析结果共同表明：丰富的地上植被能够减少土壤颗粒的流失,改善土壤物理性质,缓解土壤退化;城市绿地中粉粒、极细砂粒等粒径适中的土壤颗粒保水、保肥更佳,更能反映土壤的质量水平。     

塔里木河干流上中游河床沉积物粒度分形特征初探

利用体积分形维数模型对塔里木河干流上中游河床沉积物的粒度分形特征进行分析,并探讨了沉积物分形维数与粒度组成、粒度参数的相关关系,结果表明:(1)塔里木河干流上中游河床沉积物粒度粒径介于0~9 mm,黏粒、粉粒与砂粒含量的均值分别为11.46%、53.29%和35.25%,采集样品中有2/3为细粒土,其余为细粒土质砂,沉积物质地相对较细。(2)沉积物体积分形维数介于1.921~2.403,均值为2.114,河床沉积物粒度组成相对简单。(3)沉积物分形维数与黏粒及粉粒含量呈显著的正相关关系,相关系数分别为0.594、0.372,与砂粒含量呈显著的负相关关系,相关系数为-0.538,分形维数越大,沉积物质地越细。(4)分形维数与平均粒径呈显著的负相关关系,相关系数为-0.529,与标准差、偏度和峰度呈现显著的负相关关系,相关系数分别为0.272、0.714和0.483,分形维数可反应沉积物粒度参数的综合特征。     

福建省长汀县崩岗不同植被盖度下土壤机械组成

崩岗作为南方红壤侵蚀区强度侵蚀的典型类型,是该区生态恢复和重建工作的一个难点。长汀水土流失区崩岗发育数量众多,本文选取长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内3条不同植被盖度(2%、20%和95%)的典型崩岗为研究对象,探讨不同植被盖度下崩岗土壤的质地特征,结果表明崩岗土壤机械组成以砂粒居多,粉粒与黏粒含量均较低,粗骨化现象明显;随着植被盖度的逐渐升高,崩岗土壤粉粒、黏粒含量呈增加趋势;沿集水坡面→崩壁→崩积体→沟道出口,崩岗土壤砂粒含量呈增加趋势。