一、测定意义

土壤基质是土壤的固体部分，它是保持和传导物质(水，溶质，空气)和能量(热量)的介质，它的作用主要取决于土壤固体颗粒的性质和土壤孔隙状况。土粒密度指单位体积土粒的质量；土壤容量(土壤密度)系指单位容积的原状土壤干土的质量，孔隙度是单位容积土壤中孔隙所占的百分率。土粒密度、容量和孔隙度是反映土壤固体颗粒和孔隙状况最基本的参数，土粒密度部分反映了土壤顺位的性质，土粒密度的大小与土壤中矿物质的组成和有机质的数量有关，利用土壤密度和容重可以计算土壤孔隙度，在测定土壤粒径分布时也须知道土粒密度值，土壤容重综合反映了土镶颗粒和土壤孔隙的状况，一般讲，土壤容重小，表明土壤比较疏松，孔隙多，反之，土壤容重大，表明土体比较紧实，结构性差，孔隙少。土壤孔隙状况与土壤团聚体直径、土壤质地及土壤中有机质含量有关，它们对土壤中的水、肥、气、热状况和农业生产有显著影响。

习惯上，常用基质中三相物质比表达土壤三相之间的关系，并用来定义土壤的一些物理参数，常用质量或容积为基础表示。图22-1为一幅示意图，图右侧表示固、液、气三相物质的质量，用m表示，图左侧表示各相位置的容积，用V表示。m，V的下标分别用s，w，a，表示土壤的固相，液相和气相，V_f表示孔隙容积，m_t和V_t分别表示土壤基质的总质量和总容积。

二、土粒密度的测定（比重瓶法）

严格而言，土粒密度应称为土壤固相密度或土粒平均密度，用符号P_t表示。其含义是:

（22-1）

绝大多数矿质土壤的P_t在2.6g· cm^-3～2.7g·cm^-3之间，常规工作中多取其平均值2.65g·cm-3。这一数值很接近砂质土壤中存在量丰富的石英的密度，各种铝硅酸盐粘粒矿物的密度也与此相近。土壤中氧化铁和各种重矿物含量多时则P_s增高，有机质含量高时则P_s降低。

文献中传统常用比重一词表示P_s，其准确含意是指土粒的密度与标准大气压下4℃时水的密度之比又叫相对密度(d_s=P_s·P_w^-1)。一般情况下，水的密度取1.0g·cm^-3，故比重在数值上与土粒密度P_s相等，但量纲不同，现比重一词已废止。

1、方法选择

测定土粒密度通常采用比重瓶法。

2、测定原理

将已知质量的土样放入水中(或其他液体)，排尽空气，求出由土壤置换出的液休的体积。以烘干土质量(105℃)除以求得的土壤固相体积，即得土粒密度。

3、仪器和设备

天平(感量 0.001g );比重瓶(容积50mL);电热板，真空干燥器。真空泵；烘箱。

4、操作步骤

（1）称取通过2mm筛孔的风干土样约10 g(精确至0.001 g),倾入50mL的比重瓶内。

另称10.0g土样测定吸湿水含量，由此可求出倾入比重瓶内的烘干土样重m_s。

（2）向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水，至瓶内容积约一半处，然后徐徐摇动，使土样充分湿润，与水均匀混合。

（3）将比重瓶放于砂盘，在电热板上加热，保持沸腾1h。煮沸过程中要经常摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样和水充分接触混合。注意，煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。

（4）从砂盘上取下比重瓶，稍冷却，再把预先煮沸排除空气的热馏水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬液澄清且温度稳定后，加满已经煮沸排除空气并冷却的蒸溜水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中滋出，用滤纸擦干后称重(精确到0.001g )，同时用温度计测定瓶内的水温t₁(准确至0.1℃)，求得m_bws1。

（5）将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满冷却的无气水，侧量瓶内水温t₂。加水至瓶口，塞上毛细管塞，擦干瓶外壁，称取t₂时的瓶、水合重(m_bw2).若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t¹在比重瓶的校正曲线上求得t₁时这个比重瓶的瓶、水合重m_bw1(见图22-3)，否则要根据m_bw2计算m_bw1 。

参考资料：土壤农业化学分析方法