[科普中国]-土壤颗粒分级

土壤颗粒大小与当量粒径自然土壤的颗粒大小、形状是千差万别的，颗粒之间没有截然的分界线，不可能实际测定每个土壤颗粒的粒径。在土壤学上为了研究方便，把土壤颗粒的形状、大小进行简化，人为地把土壤颗粒的直径看成理想的球体的直径来对待，即土壤颗粒的大小往往用当量粒径来代替，当量粒径一般是根据司笃克斯定律(Stcoks's Law,1845)来定义的。

简介土壤颗粒大小与当量粒径自然土壤的颗粒大小、形状是千差万别的，颗粒之间没有截然的分界线，不可能实际测定每个土壤颗粒的粒径。在土壤学上为了研究方便，把土壤颗粒的形状、大小进行简化，人为地把土壤颗粒的直径看成理想的球体的直径来对待，即土壤颗粒的大小往往用当量粒径来代替，当量粒径一般是根据司笃克斯定律(Stcoks's Law,1845)来定义的。司笃克斯定律（Stcoks's Law）的表达式如下：

式中，V为土粒(圆球)沉降速率；ρs和ρw分别为土粒(圆球)和水的密度，各级七粒密度可实测之，或取常用密度值2.65g/cm3；ε为水的黏着系数，g为重力加速度，r为土粒(圆球)半径。1

应用一般用与某粒级土壤颗粒沉降速率相同的圆球直径代表土壤颗粒的大小。故称之为当量粒径(ewlvalent diameter)，也称为有效粒径。司托克斯定律是假定土壤颗粒是光滑实心阗球·并且在水中的沉降是匀速直线下降的，这与实际情况相差甚远，土壤颗粒的实际形状是十分复杂的，有球状的、片状的，多数颗粒的形状是不规则的，如土壤中的黏粒是片状的。其沉降轨迹可能是非直线非匀速的。但在土壤学、土工学研究及应用中这种圆球堆积的“理想土壤"沿用已久，卡庆斯基在土壤机械分析中采用此定律(1937)，到如今还为土壤学界普遍采用。1

土壤颗粒分级制土壤颗粒的大小不同，其成分和性质往往也不相同。

为了认识和研究的方便·按土粒大小和其特性将土壤颗粒分为若干组，称为土壤粒级。

不同的土壤粒级，其保肥、供肥能力和吸附、固定有害金属元素等污染物的能力均有很大差异。中国科学院南京土壤研究所和西北水土保持生物土壤研究所拟订的我国土壤颗粒分级标准如下表。在建国前我国多采用国际制和美国制的分级标准。国际制分砾、粗砂、细砂、粉砂、粘粒五级；美国分砾、极粗砂、粗砂、中砂、细砂、极细砂、粉砂、粘粒、胶粒九级。建国后曾用苏制分级标准，分为石块、砾、粗砂、中砂、细砂、粗粉粒、中粉粒、细粉粒、粘粒九级。

目前对土壤矿质颗粒的分级还没有完全统一的标准·主要的土壤颗粒分级制见表。几种土壤颗粒分级的标准虽有差异。但主要的粒级范围大致相近，4种粒级制把土壤颗粒分为石砾(cobble,gravel)、砂粒(sand)、粉粒(silt)和黏粒(clay)4个组，一般大于2mm(或1mm)的土壤颗粒称为石砾；砂粒与粉粒的分界线为0.02mm或0.05mm；而黏粒直径的上限为0.002mm。各级土壤颗粒的空间大小类比，最大与最小的颗粒粒径相差可大于4个数量级、常见土壤颗粒的半径在1mm到10-4mm之间。1

分级标准土壤各粒级之间的界限划分主要是根据粒级间颗粒的理化性质的转折来确定的；但分级是按当量粒径来划分的，与实际土壤颗粒的大小是冇差异的；另外土壤有机质和测定颗粒组成时土壤颗粒的分散程度、溶液的温度等都对土壤颗粒分级结果有影响。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院