TCVN5257:1990

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5257:1990 về đất trồng trọt - phương pháp xác định thành phần cơ giới TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5257-90 ĐẤT TRỒNG TRỌT - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CƠ GIỚI Culbivated soil - Determination of Particle Size Distribution (Mechanical analysis) Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định thành phần cơ giới (cỡ hạt) của đất trồng trọt theo phương pháp dùng ống hút Rôbinsơn. 1. Nguyên tắc Dùng dung dịch kiềm khuyếch tán các hạt đất, sau đó để yên huyền phù cho các hạt đất lắng với các tốc độ khác nhau (theo định luật Stoké). Dùng ống hút Robison hút huyền phù ở các độ sâu và thời gian lắng khác nhau để tách từng loại cỡ hạt và từ đó dùng phương pháp khối lượng xác định thành phần phần trăm khối lượng các loại cỡ hạt. 2. Dụng cụ và hóa chất 2.1. Dụng cụ - Cân phân tích có sai số không quá 0,0001g - Cân kỹ thuật có sai số không quá 0,1g - Ống hút Robinson (theo kiểu cải tiến của Katrinski) - Que khuấy (gồm đũa thủy tinh gắn bản cao su hình tròn có f = 5cm đục nhiều lỗ có f = 0,3cm) - Nhiệt kế bách phân - Máy lắc - Bếp cát, tủ sấy. - Bộ rây có các loại rây đăng ký kính lỗ 0,10mm; 0,25mm - Bát sứ f = 12 – 15cm - Cốc cân - Ống ngưng lạnh - Ống đong hình trụ 1dm 3 f = 6 – 8cm - Bình tam giác 250cm 3 - Bình Tia 500cm 3 - Bình cầu 500 – 750cm 3 - Phễu lọc f = 8 – 10cm - Bình hút ẩm 2.2. Hóa chất: - Natri hydrôxit TLPT - Axit clohydric TKPT - Axit axetic TKPT - Amon hydroxit TKPT - Amon ôxalat TKPT - Bạc Nitrat TKPT - Axit nitric TKPT 2.3. Các dung dịch, thuốc thử 2.3.1. Dung dịch axit clohydric 0,2N và 0,05N - Pha 17cm 3 axit clohydric đậm đặc (d = 1,19) với nước cất thành 1dm 3 được dung dịch nồng độ 0,2N - Pha loãng 4 lần dung dịch 0,2N được dung dịch 0,05N. 2.3.2. Dung dịch natrihydrôxit 1N Cân nhanh bằng cân kỹ thuật 40g natri hydroxit trong cốc rồi hòa tan thành 1dm 3 dung dịch bằng nước cất. 3. Chuẩn bị thử Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu theo TCVN 4046-85; TCVN 4047-85. 4. Tiến hành thử 4.1. Tiến hành xác định độ hút ẩm không khí và hệ số khô kiệt của đất theo TCVN 4048 – 85. 4.2. Xử lý mẫu và xác định khối lượng tiêu hao do quá trình xử lý mẫu: - Cân bằng cân phân tích 10 – 15g đất (đối với đất thịt và thịt nặng), 20 – 30g (đối với đất cát và cát pha) cho vào bát sứ. - Xử lý chất hữu cơ trong đất: thêm khoảng 50cm 3 nước cất, sau đó thêm 5 – 10cm 3 hydropeoxit (H 2 O 2 ) 30% rồi đậy bằng mặt kính đồng hồ. Đun nhẹ trong tủ hốt và tiếp tục bổ sung hydropeoxit cho đến khi không thấy sủi bọt khí. Tiếp tục đun sôi cẩn thận cho loại bỏ hết hydropeoxit dư. - Xử lý cacbonat trong đất Trước hết kiểm tra sơ bộ bằng cách nhỏ ít giọt dung dịch axit clohydric 10%, nếu có cacbonat sẽ có hiện tượng sủi bọt khí cacbonic. Trong trường hợp đất có cacbonat phải xử lý đất bằng dung dịch axit clohydric 0,2N cho đến khi hết sủi bọt khí cacbonic. Sau đó chuyển đất lên phễu có giấy lọc đã biết khối lượng chính xác. Dùng dung dịch axit clohydric 0,05N rửa cho sạch hết ion Ca +2 (thử bằng amônôxalat) và tiếp tục rửa bằng nước cất cho hết ion Cl - (thử bằng bạc nitrat). Trong trường hợp đất thử sơ bộ với axit clohydric 10% không thấy sủi bọt khí cacbonic thì dùng ngay dung dịch axit clohydric 0,05N để xử lý và chuyển toàn bộ đất qua giấy lọc để rửa hết ion Ca +2 , Cl - và các dạng muối tan khác. Mẫu đất và giấy lọc sau khi rửa xong đem sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 – 110 o C cho đến khi khối lượng không thay đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và cân khối lượng chính xác bằng cân phân tích. Tính khối lượng hao hụt do xử lý. 4.3. Khuyếch tán các hạt đất: - Tiến hành xử lý mẫu theo 4.2. Mẫu đất sau khi xử lý được dồn vào bình cầu có dung tích 500 – 700cm 3 bằng bình tia với lượng nước khoảng 250cm 3 . - Cho vào số cm 3 dung dịch natri hydroxit 1N. Tùy theo từng loại đất, ứng với dung tích hấp thụ 10mili đương lượng/100g cần 1cm 3 dung dịch NaOH 1N. Trong trường hợp không có số liệu dung tích hấp thu của đất có thể chỉ dẫn ở bảng 1. Bảng 1 Số cm 3 NaOH 1N ứng với các loại đất Loại đất Số cm 3 NaOH 1N Đất cát và đất bạc màu 0,5 – 1,0 Đất phù sa, thịt nhẹ 1,0 – 1,5 Đất phù sa, thịt trung bình 1,5 – 2,0 Đất phù sa, thịt nặng 2,0 – 3,0 Các loại feralit 1,5 – 2,5 Đất phèn 3,0 - Sau khi lắc đều, để yên huyền phù trong 2 giờ. Trong thời gian đó cứ 15 phút lắc bình một lần để khuấy đều. - Sau đó nút bình bằng nút cao su có cắm ống ngưng lạnh và đun sôi trong thời gian 1 giờ. 4.4. Xác định khối lượng cấp hạt trên rây: - Để nguội rồi chuyển huyền phù qua ống trụ có dung tích 1dm 3 qua rây có đường kính lỗ 0,25mm và 0,10mm. Rây đặt trên phễu, phễu đặt trên miệng ống trụ (loại rây sử dụng tùy theo yêu cầu tách cấp hạt). - Hạt trên rây được rửa nhẹ bằng cách tia nước kết hợp với dùng ngón tay cọ nhẹ trên rây cho đến sạch. Sau đó được chuyển qua cốc cân đã biết khối lượng chính xác và sấy ở 105 – 110 o C cho đến khi khối lượng không thay đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và cân khối lượng chính xác bằng cân phân tích. 4.5. Rút huyền phù và xác định khối lượng cấp hạt trong mẫu hút: - Huyền phù lọt qua rây xuống ống đong hình trụ được thêm nước cất cho đến vạch thể tích 1dm 3 . Khuấy bằng que khuấy 10 lần lên xuống trong khoảng thời gian 20 giây. - Theo thời hạn kể từ khi ngừng khuấy và độ sâu hút mẫu cho từng loại hạt (xem bảng 2), dùng ống hút Robinson hút từ từ 25cm 3 huyền phù. Thời gian hút được quy định như sau: Cấp hạt 0,005mm thời gian hút 30s “ 0,010 “ 25s “ 0,050 “ 20s Thời hạn hút lấy mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ dung dịch huyền phù và tỷ khối thể rắn của đất Bảng 2 Đường kính cấp hạt (mm) nhỏ hơn Tỷ khối thể rắn (d) Độ sâu hút mẫu (cm) Nhiệt độ ( o C) 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 0,05 2,50 25 131s 123s 116s 109s 103s 98s 0,01 - 10 21ph46s 20ph31s 19ph19s 18ph15s 17ph13s 16ph19s 0,005 - 10 1h22ph05s 1h22ph01s 1h17ph14s 1h12ph58s 1h18ph52s 1h05ph14s 0,001 - 7 25h26ph04s 23h55ph43s 22h31ph52s 21h17ph17s 20h05ph36s 19h01ph40s 0,05 2,55 25 127s 119s 111s 106s 100s 95s 0,01 - 10 21ph04s 19ph51s 18ph41s 17ph39s 16ph40s 15ph47s 0,005 - 10 1h24ph16s 1h19ph24s 1h14ph44s 1h10ph37s 1h06ph40s 1h03ph08s 0,001 - 7 24h36ph36s 23h09ph23s 21h48ph13s 20h36ph00s 19h26ph47s 18h24ph54s 0,05 2,6 25 122s 115s 109s 103s 97s 92s 0,01 - 10 20h25s 19ph14s 18ph14s 17ph08s 16ph09s 15ph47s 0,005 - 10 1h21ph37s 1h16ph55s 1h12ph24s 1h08ph25s 1h04ph34s 1h01ph10s 0,001 - 7 23h48ph41s 22h25ph57s 21h07ph17s 19h57ph26s 18h50ph16s 17h50ph20s 0,05 2,65 25 119s 112s 105s 100s 94s 89s 0,01 - 10 19ph48s 18ph39s 17h33s 16ph35s 15ph39s 14ph50s 0,005 - 10 1h19ph08s 1h14ph34s 1h10ph12s 1h06ph21s 1h02ph38s 59ph19s 0,001 - 7 23h05ph26s 21h45ph09s 20h28ph59s 19h21ph13s 18h16ph05s 17h17ph52s 0,05 2,70 25 115s 109s 102s 97s 91s 86s 0,01 - 10 19ph13s 18ph06s 17ph02s 16ph06s 15ph12s 14ph23s 0,005 - 10 1h16ph50s 1h12ph24s 1h08ph10s 1h04ph24s 1h00ph47s 57ph34s 0,001 - 7 22h24ph42s 21h06ph44s 19h52ph47s 18h48ph40s 17h43ph48s 16h47ph24s 0,05 2,75 25 112s 103s 99s 94s 89s 84s 0,01 - 10 18ph44s 17ph35s 16ph37s 15ph38s 14ph46s 13ph59s 0,005 - 10 1h14ph38s 1h10ph19s 1h06ph13s 1h02ph34s 59ph04s 55ph56s 0,001 - 7 21h46ph19s 21h30ph32s 19h18ph40s 19h14ph51s 17h13ph27s 16h18ph25s - Mẫu hút xong cho vào cốc đã biết khối lượng chính xác, cho bốc hết hơi nước trên bếp cách cát rồi sấy khô trong tủ sấy ở 105 – 110 o C cho đến khi khối lượng không thay đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và cân bằng cân phân tích. - Huyền phù còn lại sau khi hút mẫu được khuấy 10 lần lên xuống trong khoảng thời gian 20s rồi để lắng dịch theo thời gian quy định (xem bảng 2) và tiếp tục hút dịch để xác định cấp hạt tiếp theo. 5. Tính kết quả 5.1. Tính thành phần phần trăm khối lượng cấp hạt (X) từ khối lượng mẫu hút theo công thức chung sau: Trong đó: X – thành phần cần tìm (%), thành phần này nhỏ hơn kích thước cấp hạt nào đó (như < 0,05;=""><> a – khối lượng của thành phần nhỏ hơn cấp hạt cần tìm (g); b – thể tích hút (cm 3 ); m – khối lượng đất khô không khí lấy khi phân tích; K – hệ số khô kiệt của đất khô không khí; Chú ý: khối lượng trong mẫu hút cần được loại bỏ khối lượng natri hydroxit cho thêm có trong thể tích mẫu hút. Ví dụ: Nếu khối lượng đất trong 25cm 2 của lần hút thứ 4 (< 0,001)="" là="" 0,009g,="" hệ="" số="" k="1,01," khối="" lượng="" đất="" cân="" là="" 10g="" ta=""> Nhưng nếu ta cho vào huyền phù 2cm 3 dung dịch NaOH 1N tương ứng 0,08g, so với 10g đất chiếm tỷ lệ 0,80%. Do đó thành phần cấp hạt 0,001mm thực tế là: 3,64% - 0,80 = 2,84% 5.2. Để tính thành phần cấp hạt 0,005 mm – 0,001 mm ta lấy hiệu của thành phần cấp hạt <0,005 với="" thành="" phần="" cấp="" hạt=""><> 5.3. Nếu đã có thành phần phần trăm khối lượng tiêu hao khi xử lý (ví dụ là 2,34%) và 6 cấp hạt là: 1 – 0,25 (mm) 8,18% 0,25 – 0,10 2,81 0,05 – 0,01 16,50 0,01 – 0,005 24,24 0,005 – 0,001 2,42 < 0,001="" =""> Thành phần phần trăm khối lượng cấp hạt 0,10mm – 0,05 mm là hiệu của 100% với tổng thành phần 6 cấp hạt đã biết và thành phần tiêu hao do xử lý: 100% = (8,18 + 2,81 + 16,50 + 24,24 + 2,42 + 2,84 + 2,34) = 40,67% 6. Các yếu tố cản trở cần chú ý 6.1. Sắt và nhôm di động của đất phèn gây hiện tượng kết tủa bông làm độ bền của huyền phù giảm, tốc độ lắng của các hạt không phù hợp định luật Stoké. Cần đảm bảo rửa sạch các ion sắt nhôm trong khi xử lý đất. 6.2. Tỷ khối rắn của đất ảnh hưởng đến tốc độ lắng. Cần căn cứ tỷ khối rắn của đất để xác định thòi hạn hút mẫu. Trong trường hợp không có số liệu tỷ khối rắn của mẫu đất xác định, có thể lấy số liệu trung bình đối với đất Việt Nam theo bảng sau: Tỷ khối rắn các nhóm đất chính Việt Nam Bảng 3 Độ sâu (cm) Nhóm đất feralit Nhóm đất phù sa trồng lúa 0 – 20 20 – 100 100 – 200 2,60 2,65 2,70 2,65 2,65 2,65 6.3. Chất hữu cơ trong đất ảnh hưởng đến tốc độ lắng của hạt do đó cần xử lý bằng cách oxi hóa chất hữu cơ. Đối với những loại đất hàm lượng chất hữu cơ nhỏ hơn 2% sai số do chất hữu cơ gây ra có thể cho phép. 6.4. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ lắng của hạt do đó ở một nhiệt độ xác định có một thời hạn hút xác định. Cần thiết xác định nhiệt độ chính xác của dịch khi xác định và đảm bảo sự ổn định nhiệt độ trong toàn bộ quá trình xác định.