FHZDZTR0003 土壤 密度的测定 比重瓶法
F-HZ-DZ-TR-0003
土壤—密度的测定—比重瓶法
1 范围
本方法适用于土粒密度的测定。
2 原理
土粒密度是单位土粒容积的土粒质量。测定土粒密度通常采用比重瓶法，将已知质量的土样放入水中，排尽空气，求出由土样置换出的水的体积；再以烘干土样的质量（105℃）除以求得的土样固相体积，即得土粒密度。含可溶性盐或活性胶体较多的土壤，要用非极性液体代替水，用真空抽气代替煮沸以排除土样中的空气。
3 试剂
3.1 无二氧化碳水：蒸馏水煮沸5min 后冷却至室温，现用现制备。
3.2 煤油：真空除气。
4 仪器
4.1 比重瓶，50mL 。
4.2 真空干燥器。
4.3 真空泵。
4.4 称量瓶。
4.5 恒温水槽。
5 操作步骤
5.1 称取通过2mm 筛孔的风干土样10g （精确至0.001g ），倾入50mL 比重瓶内。向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水至比重瓶容积的一半处，然后徐徐摇动，使土样与水充分混合。将比重瓶置于电热板砂盘上加热，保持沸腾1h 。煮沸过程中要经常摇动比重瓶以逐出土样中的空气，使土样和水充分接触混合。煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。
5.2 从砂盘上取下比重瓶，冷却后将无二氧化碳水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬浮液澄清后，加满无二氧化碳水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出。用滤纸擦干比重瓶外壁后称量（精确至0.001），同时用温度计测定瓶内的水温t 1（精确至0.1℃），求得m bws 1。
5.3 将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满无二氧化碳水，测量瓶内水温t 2。用无二氧化碳水加满至瓶口，塞上瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁，称取t 2时的比重瓶+水质量（m bw 2）。如每个比重瓶事先都经过校正，在测定时可省去此步骤，直接由t 1在比重瓶的校正曲线上求
，否则要根据m bw 2，计算m bw 1（见6得t 1时这个比重瓶的比重并+水质量m bw 1（见6.3和图1）
结果计算）。
5.4 含可溶性盐或活性胶体较多的土样，要用非极性液体煤油代替无二氧化碳水，用真空抽气法排除土样中的空气。将加有土样和水的比重瓶置于真空干燥器中，用真空泵连续抽气，抽气时间不得少于0.5h ，并经常摇晃比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min 以上。其它操作与5.1-5.3相同，但须用烘干土样（105℃）代替风干土样进行测定。
5.5 同时称取通过2mm 筛孔的风干土样10g （精确至0.001g ）置于称量瓶中，在105℃烘箱
内烘干4h ～6h ，在干燥器中冷却后称至恒量，由此求出倾入比重瓶内的烘干土样的质量m s 。
6 结果计算
6.1 用无二氧化碳水测定时按（1）式计算：
ρs =m s
m s +m bw 1−m bws 1ρw 1……（1）
式（1）中：
ρs ——土粒密度，g/cm3；
ρw 1——t 1℃时无二氧化碳水密度，g/cm3；
m s ——烘干土样质量，g ；
m bw 1——t 1℃时比重瓶+水质量，g ；
m bws 1——t 1℃时比重瓶+水+土样质量，g 。
当t 1≠t 2时，必须将t 2时的比重瓶+水的质量（m bw 2）校正至t 1℃时的比重瓶+水的质量（m bw 1）。
由表1查得t 1和t 2时水的密度，忽略温度变化所引起的比重瓶的胀缩，t 1和t 2时水的密度差乘以比重瓶容积（V ），即得由t 2换算至t 1时比重瓶中水质量的校正数。比重瓶的容积由
（2）式求得：
V =
式（2）中：
m b ——比重瓶质量，g ；
p w 2——t 2时水的密度，g/cm3。
表1 不同温度下水的密度（g/cm3） 温度（℃）
0.0～1.5
2.0～6.5
7.0～8.0
8.5～9.5
10.0～10.5
11.0～11.5
12.0～12.5 密度 温度（℃） 密度 温度（℃） 密度 m bw 2−m b Ρw 2……（2） 13.5～14.0 15.5～16.0
6.2 用非极性液体煤油测定时按（3）式计算：
ρs =m s
m s +m bk −m bks ρk ……（3）
式（3）中：
ρs ——土粒密度，g/cm3；
ρk ——t 1℃煤油的密度，g/cm3；
m s ——烘干土样质量，g ；
m bk ——t 1℃时比重瓶+煤油质量，g ；
m bks ——t 1℃时比重瓶+煤油+土样质量，g 。
6.3 比重瓶的校正
6.3.1 洗净比重瓶，置于105℃烘箱中烘干，取出放入干燥器中，冷却后称量（精确至0.001g ）。
6.3.2 向比重瓶内加入无二氧化碳水或煤油，使液面近至刻度。
6.3.3 将盛水或煤油的比重瓶放入恒温水槽中，控制温度使槽中水的温度自5℃逐步升高至35℃。在各不同温度下，调整各比重瓶液面到瓶塞口，然后塞紧瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁后称量（精确至0.001g ）。
6.3.4 用上述称得的各不同温度下相应的比重瓶+水（煤油）质量的数值作纵座标，以温度为横座标，绘制比重瓶校正曲线（见图1）。每一比重瓶必须作相应的校正曲线。
7 允许差
样品进行两份平行测定，取其算术平均值，取
两位小数。两份平行测定结果允许差为0.02。
8 参考文献
[1] LY/T1224-1999. 森林土壤比重的测定.
[2] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法. 北京：中国
农业科技出版社. 1999，266.
[3] 孙鸿烈，刘光崧. 土壤理化分析与剖面描述. 温度（℃） 北京：中国标准出版社. 1996，5. 图1 比重瓶校正曲线
FHZDZTR0003 土壤 密度的测定 比重瓶法
F-HZ-DZ-TR-0003
土壤—密度的测定—比重瓶法
1 范围
本方法适用于土粒密度的测定。
2 原理
土粒密度是单位土粒容积的土粒质量。测定土粒密度通常采用比重瓶法，将已知质量的土样放入水中，排尽空气，求出由土样置换出的水的体积；再以烘干土样的质量（105℃）除以求得的土样固相体积，即得土粒密度。含可溶性盐或活性胶体较多的土壤，要用非极性液体代替水，用真空抽气代替煮沸以排除土样中的空气。
3 试剂
3.1 无二氧化碳水：蒸馏水煮沸5min 后冷却至室温，现用现制备。
3.2 煤油：真空除气。
4 仪器
4.1 比重瓶，50mL 。
4.2 真空干燥器。
4.3 真空泵。
4.4 称量瓶。
4.5 恒温水槽。
5 操作步骤
5.1 称取通过2mm 筛孔的风干土样10g （精确至0.001g ），倾入50mL 比重瓶内。向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水至比重瓶容积的一半处，然后徐徐摇动，使土样与水充分混合。将比重瓶置于电热板砂盘上加热，保持沸腾1h 。煮沸过程中要经常摇动比重瓶以逐出土样中的空气，使土样和水充分接触混合。煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。
5.2 从砂盘上取下比重瓶，冷却后将无二氧化碳水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬浮液澄清后，加满无二氧化碳水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出。用滤纸擦干比重瓶外壁后称量（精确至0.001），同时用温度计测定瓶内的水温t 1（精确至0.1℃），求得m bws 1。
5.3 将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满无二氧化碳水，测量瓶内水温t 2。用无二氧化碳水加满至瓶口，塞上瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁，称取t 2时的比重瓶+水质量（m bw 2）。如每个比重瓶事先都经过校正，在测定时可省去此步骤，直接由t 1在比重瓶的校正曲线上求
，否则要根据m bw 2，计算m bw 1（见6得t 1时这个比重瓶的比重并+水质量m bw 1（见6.3和图1）
结果计算）。
5.4 含可溶性盐或活性胶体较多的土样，要用非极性液体煤油代替无二氧化碳水，用真空抽气法排除土样中的空气。将加有土样和水的比重瓶置于真空干燥器中，用真空泵连续抽气，抽气时间不得少于0.5h ，并经常摇晃比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min 以上。其它操作与5.1-5.3相同，但须用烘干土样（105℃）代替风干土样进行测定。
5.5 同时称取通过2mm 筛孔的风干土样10g （精确至0.001g ）置于称量瓶中，在105℃烘箱
内烘干4h ～6h ，在干燥器中冷却后称至恒量，由此求出倾入比重瓶内的烘干土样的质量m s 。
6 结果计算
6.1 用无二氧化碳水测定时按（1）式计算：
ρs =m s
m s +m bw 1−m bws 1ρw 1……（1）
式（1）中：
ρs ——土粒密度，g/cm3；
ρw 1——t 1℃时无二氧化碳水密度，g/cm3；
m s ——烘干土样质量，g ；
m bw 1——t 1℃时比重瓶+水质量，g ；
m bws 1——t 1℃时比重瓶+水+土样质量，g 。
当t 1≠t 2时，必须将t 2时的比重瓶+水的质量（m bw 2）校正至t 1℃时的比重瓶+水的质量（m bw 1）。
由表1查得t 1和t 2时水的密度，忽略温度变化所引起的比重瓶的胀缩，t 1和t 2时水的密度差乘以比重瓶容积（V ），即得由t 2换算至t 1时比重瓶中水质量的校正数。比重瓶的容积由
（2）式求得：
V =
式（2）中：
m b ——比重瓶质量，g ；
p w 2——t 2时水的密度，g/cm3。
表1 不同温度下水的密度（g/cm3） 温度（℃）
0.0～1.5
2.0～6.5
7.0～8.0
8.5～9.5
10.0～10.5
11.0～11.5
12.0～12.5 密度 温度（℃） 密度 温度（℃） 密度 m bw 2−m b Ρw 2……（2） 13.5～14.0 15.5～16.0
6.2 用非极性液体煤油测定时按（3）式计算：
ρs =m s
m s +m bk −m bks ρk ……（3）
式（3）中：
ρs ——土粒密度，g/cm3；
ρk ——t 1℃煤油的密度，g/cm3；
m s ——烘干土样质量，g ；
m bk ——t 1℃时比重瓶+煤油质量，g ；
m bks ——t 1℃时比重瓶+煤油+土样质量，g 。
6.3 比重瓶的校正
6.3.1 洗净比重瓶，置于105℃烘箱中烘干，取出放入干燥器中，冷却后称量（精确至0.001g ）。
6.3.2 向比重瓶内加入无二氧化碳水或煤油，使液面近至刻度。
6.3.3 将盛水或煤油的比重瓶放入恒温水槽中，控制温度使槽中水的温度自5℃逐步升高至35℃。在各不同温度下，调整各比重瓶液面到瓶塞口，然后塞紧瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁后称量（精确至0.001g ）。
6.3.4 用上述称得的各不同温度下相应的比重瓶+水（煤油）质量的数值作纵座标，以温度为横座标，绘制比重瓶校正曲线（见图1）。每一比重瓶必须作相应的校正曲线。
7 允许差
样品进行两份平行测定，取其算术平均值，取
两位小数。两份平行测定结果允许差为0.02。
8 参考文献
[1] LY/T1224-1999. 森林土壤比重的测定.
[2] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法. 北京：中国
农业科技出版社. 1999，266.
[3] 孙鸿烈，刘光崧. 土壤理化分析与剖面描述. 温度（℃） 北京：中国标准出版社. 1996，5. 图1 比重瓶校正曲线