土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體是指在水中不易分散、能保持原有結(jié)構(gòu)的土壤團(tuán)聚體，其組成比例反映土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗侵蝕能力。NY/T 1121.19-2008 規(guī)定的干篩 - 濕篩法，核心原理是通過 “干篩預(yù)處理 + 濕篩測定" 的兩步操作，實現(xiàn)對土壤團(tuán)聚體的分級分離：

干篩預(yù)處理：利用不同孔徑的干篩，在自然風(fēng)干狀態(tài)下分離土壤中的大粒徑團(tuán)聚體（通常≥0.25mm），去除土壤中大于最大篩孔的石礫與植物殘體，同時初步劃分團(tuán)聚體粒徑等級，減少后續(xù)濕篩過程中的樣品量與干擾；

濕篩測定：將干篩后的各級團(tuán)聚體分別置于對應(yīng)孔徑的濕篩上，通過控制水流強(qiáng)度與篩動頻率，使不穩(wěn)定團(tuán)聚體在水中分散，穩(wěn)定團(tuán)聚體則保留在篩面上，最終通過稱量各級篩上團(tuán)聚體的質(zhì)量，計算不同粒徑水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的含量比例。

該方法的關(guān)鍵在于通過濕篩過程模擬自然降水或灌溉條件下的水分作用，精準(zhǔn)區(qū)分團(tuán)聚體的水穩(wěn)性差異 —— 水穩(wěn)性強(qiáng)的團(tuán)聚體在濕篩后仍能保持原有粒徑，水穩(wěn)性弱的團(tuán)聚體則分散為小粒徑顆粒或黏粒，從而真實反映土壤結(jié)構(gòu)在水分作用下的穩(wěn)定性特征。

根據(jù) NY/T 1121.19-2008 標(biāo)準(zhǔn)，干篩 - 濕篩法適用于各類耕地土壤、林地土壤、草地土壤及園地土壤，尤其適合測定粒徑≥0.25mm 的水穩(wěn)性大團(tuán)聚體組成。該方法對不同質(zhì)地土壤的適配性需注意以下要點：

黏性土壤：黏性土壤團(tuán)聚體通常膠結(jié)作用較強(qiáng)，水穩(wěn)性相對較高，但濕篩前需充分浸泡（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定浸泡 10 分鐘），確保不穩(wěn)定團(tuán)聚體充分吸水膨脹，避免因浸泡不充分導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；

砂質(zhì)土壤：砂質(zhì)土壤團(tuán)聚體膠結(jié)作用弱，易在濕篩過程中分散，需控制篩動頻率（建議 30 次 / 分鐘）與水流強(qiáng)度（緩慢滴流，避免沖擊），防止穩(wěn)定團(tuán)聚體隨水流流失；

有機(jī)質(zhì)含量高的土壤（如腐殖質(zhì)土、森林表層土）：有機(jī)質(zhì)可增強(qiáng)團(tuán)聚體水穩(wěn)性，但土壤中可能含有較多植物殘體（如根系、枯枝），需在干篩前通過 2mm 篩去除，避免殘體纏繞影響篩分效果；

鹽堿土：鹽堿土中的鹽分（如碳酸鈉、氯化鈉）可能影響團(tuán)聚體分散性，需在濕篩時使用無離子水，避免鹽分溶解或離子交換導(dǎo)致團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)變化，若土壤含鹽量過高，需先進(jìn)行脫鹽預(yù)處理（參照標(biāo)準(zhǔn)附錄 A）。

該方法不適用于含有大量石礫（粒徑＞5mm 占比超過 10%）的粗骨土，此類土壤需先通過 5mm 干篩分離石礫，記錄石礫含量后再對篩下土壤進(jìn)行測定，且結(jié)果需注明石礫影響；同時不適用于漿狀或高度分散的土壤（如剛耕作后的爛泥田），這類土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)已破壞，濕篩后難以形成穩(wěn)定分級。

（一）核心儀器與規(guī)格要求（依據(jù) NY/T 1121.19-2008）

套篩：需配備干篩套篩與濕篩套篩，兩套篩的孔徑組成一致，常用孔徑組合為 5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm（可根據(jù)檢測需求調(diào)整，最小孔徑不得小于 0.25mm）。篩框材質(zhì)為不銹鋼，篩網(wǎng)為銅絲編織網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸偏差需≤5%，篩框高度為 5cm，確保篩分時樣品不溢出。濕篩篩框底部需帶有支撐網(wǎng)（孔徑 0.1mm），防止篩網(wǎng)變形；

濕篩裝置：包括以下組件：

篩架：可固定濕篩套篩，能實現(xiàn)垂直方向的往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動幅度為 3-5cm，頻率可調(diào)節(jié)（范圍 20-40 次 / 分鐘），符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 “勻速往復(fù)篩動" 要求；

水箱：容量≥5L，底部裝有可調(diào)節(jié)流量的滴水管（直徑 6mm），水流需呈滴狀均勻落在頂層濕篩上，避免形成水流沖擊；

接水容器：放置于套篩下方，用于收集濕篩過程中分散的細(xì)顆粒與水分，容積≥10L，帶有排水口便于后續(xù)處理；

輔助儀器：

天平：感量 0.01g，用于稱量干篩與濕篩后的團(tuán)聚體質(zhì)量，需定期校準(zhǔn)（每年至少 1 次），確保稱量精度；

烘箱：控溫范圍 50-110℃，控溫精度 ±2℃，用于烘干團(tuán)聚體樣品，需帶有鼓風(fēng)裝置，保證箱內(nèi)溫度均勻；

鋁盒：帶蓋，直徑 5-8cm，高度 3-5cm，用于盛裝各級團(tuán)聚體樣品，使用前需在 105℃烘干至恒重，稱量空盒質(zhì)量（m?）并記錄；

土壤樣品制備工具：包括土鉆（直徑 5cm）、木槌（用于破碎大塊土壤）、研缽（木質(zhì)或瑪瑙材質(zhì)，避免金屬污染）、2mm 土壤篩（用于去除植物殘體）；

計時裝置：精度 1 秒，用于控制濕篩浸泡時間與篩動時間；

無離子水制備裝置：如超純水機(jī)，濕篩需使用電導(dǎo)率≤10μS/cm 的無離子水，防止水中離子影響團(tuán)聚體分散。

（二）土壤樣品采集與制備

樣品采集：

取樣點布設(shè)：按 “隨機(jī)多點混合法" 布設(shè)取樣點，耕地土壤每 10 畝布設(shè) 3 個取樣單元，每個單元取 5 個樣點；林地、草地土壤按植被類型劃分取樣小區(qū)（面積 20m×20m），每個小區(qū)取 5 個樣點（對角線法）。取樣深度根據(jù)土壤類型確定：耕地取 0-20cm 耕作層，林地取 0-15cm 腐殖質(zhì)層，草地取 0-10cm 根系層；

取樣方法：使用土鉆垂直取樣，避免擾動團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，每個樣點取土量≥500g，將 5 個樣點的土壤混合為一個混合樣品（總質(zhì)量≥2kg），裝入密封塑料袋中，標(biāo)注取樣地點、日期、土壤類型及深度；

樣品運(yùn)輸：運(yùn)輸過程中需避免劇烈震動，防止團(tuán)聚體破碎，若運(yùn)輸時間超過 24 小時，需在塑料袋內(nèi)放置濕潤濾紙（含水量 5%），保持土壤濕潤但不結(jié)塊（自然含水量控制在 15%-20%，砂質(zhì)土可適當(dāng)提高至 20%-25%）。

樣品制備（關(guān)鍵步驟，影響測定結(jié)果準(zhǔn)確性）：

風(fēng)干處理：將混合樣品平鋪于搪瓷盤上（厚度≤2cm），在室內(nèi)自然風(fēng)干（溫度 20-25℃，相對濕度 50%-70%），避免陽光直射或烘烤，風(fēng)干過程中若出現(xiàn)大塊土壤（直徑＞10cm），可用木槌輕輕敲碎（力度以不破壞團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)為宜），禁止碾壓或研磨；

粗雜質(zhì)去除：待土壤含水量降至 10%-15%（手捏成團(tuán)，輕碰即散）時，通過 2mm 干篩去除植物殘體（如根系、枯枝）、石塊（粒徑＞2mm），記錄殘體與石塊質(zhì)量（占樣品總質(zhì)量的比例），若比例超過 5%，需在檢測報告中注明；

分樣：采用四分法將篩下土壤（2mm 以下）分為兩份，每份質(zhì)量≥500g，一份用于測定，另一份作為備份樣品，儲存于干燥器中（溫度 18-22℃），保存期 3 個月。

（三）儀器校驗與預(yù)處理

套篩校驗：

孔徑校驗：使用標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)（精度 0.01mm）檢查各孔徑篩網(wǎng)，每個篩網(wǎng)隨機(jī)選取 10 個網(wǎng)孔測量，平均孔徑偏差需≤5%，若偏差超過，需更換篩網(wǎng)；

干篩效率測試：取 100g 已知粒徑組成的標(biāo)準(zhǔn)樣品（如 5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm 的玻璃珠混合物），進(jìn)行干篩，各級篩上玻璃珠質(zhì)量與理論質(zhì)量的差值需≤2%，否則需調(diào)整篩動方式（如增加篩動時間）；

濕篩漏水測試：將濕篩套篩裝滿無離子水，靜置 5 分鐘，觀察篩網(wǎng)是否漏水，若底層篩網(wǎng)漏水，需更換篩網(wǎng)或修補(bǔ)（用環(huán)氧樹脂膠密封篩網(wǎng)與篩框連接處）；

濕篩裝置調(diào)試：

篩動頻率校準(zhǔn)：啟動篩架，用秒表計時，計數(shù) 1 分鐘內(nèi)的往復(fù)次數(shù)，調(diào)整至 30 次 / 分鐘（標(biāo)準(zhǔn)推薦頻率），誤差≤1 次 / 分鐘；

水流調(diào)節(jié)：打開滴水管，調(diào)節(jié)流量至 “每滴間隔 1-2 秒"，確保水流均勻落在頂層篩中心，收集 10 分鐘內(nèi)的總水量，應(yīng)為 100-150mL，流量偏差需≤10%，避免流量過大導(dǎo)致團(tuán)聚體流失或過小導(dǎo)致分散不充分。

操作步驟（嚴(yán)格遵循 NY/T 1121.19-2008）

（一）干篩預(yù)處理（分離干團(tuán)聚體，減少濕篩干擾）

將干篩套篩按孔徑從大到小疊放（5mm 篩在最上層，0.25mm 篩在最下層），置于水平實驗臺上，取制備好的土壤樣品 100g（精確至 0.01g，記為 m 總），均勻平鋪于頂層 5mm 篩上；

用手輕輕拍打篩架，使套篩水平振動，振動頻率為 1 次 / 秒，振幅為 10cm，持續(xù)篩動 5 分鐘（若土壤黏結(jié)性強(qiáng)，可延長至 8 分鐘），期間每隔 1 分鐘將各層篩取下，輕輕敲擊篩壁 3 次，使卡在篩孔中的團(tuán)聚體脫落（禁止用刷子刷篩網(wǎng)，避免破壞團(tuán)聚體）；

篩動結(jié)束后，將各層干篩上的團(tuán)聚體分別收集到已知質(zhì)量的鋁盒中，記錄各孔徑干篩上團(tuán)聚體與鋁盒的總質(zhì)量（m 干 i，i 代表孔徑，如 5mm、2mm 等），若某層篩上團(tuán)聚體質(zhì)量＜1g，可合并至相鄰大孔徑篩的樣品中（需在記錄中注明）；

計算干篩回收率：干篩后各級團(tuán)聚體總質(zhì)量（∑m 干 i - ∑m?）與樣品質(zhì)量 m 總的比值，需≥95%，否則需重新取樣干篩，若回收率偏低（＜90%），需檢查篩網(wǎng)是否破損或振動方式是否正確。

（二）濕篩測定（核心步驟，測定水穩(wěn)性團(tuán)聚體）

濕篩前準(zhǔn)備：將濕篩套篩按孔徑從大到小疊放（與干篩孔徑一致），固定在篩架上，調(diào)整篩架高度，使底層篩距離接水容器底部 10cm；打開滴水管，調(diào)節(jié)水流至標(biāo)準(zhǔn)流量，待水流穩(wěn)定后，向頂層篩中加入無離子水，直至水面沒過頂層篩網(wǎng)（高度約 1cm），保持水流持續(xù)滴入；

樣品浸泡：將干篩后各級團(tuán)聚體樣品（如 5mm 篩上樣品、2mm 篩上樣品等）分別處理，以 5mm 樣品為例：將 5mm 干篩上的團(tuán)聚體（質(zhì)量記為 m 干 5）全部轉(zhuǎn)移至濕篩的 5mm 篩上，確保團(tuán)聚體均勻分布，避免堆積；關(guān)閉滴水管，讓團(tuán)聚體在水中浸泡 10 分鐘（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定浸泡時間，黏性土可延長至 15 分鐘，砂質(zhì)土縮短至 5 分鐘），期間不得攪拌或觸碰篩網(wǎng)，使團(tuán)聚體充分吸水膨脹；

往復(fù)篩動：浸泡結(jié)束后，重新打開滴水管（保持原流量），啟動篩架，設(shè)置篩動頻率為 30 次 / 分鐘，振幅為 4cm，持續(xù)篩動 5 分鐘。篩動過程中需觀察水流狀態(tài)，若某層篩上出現(xiàn)團(tuán)聚體堆積，可暫停篩動，用玻璃棒輕輕撥開（玻璃棒需光滑，避免劃破團(tuán)聚體），確保篩網(wǎng)通暢；

分級收集：篩動結(jié)束后，關(guān)閉篩架與滴水管，將濕篩套篩從篩架上取下，輕輕倒出各層篩上的水，用無離子水緩慢沖洗篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)（水流沿篩壁流下，避免直沖團(tuán)聚體），將篩上殘留的團(tuán)聚體全部沖入對應(yīng)鋁盒中（鋁盒已烘干稱重，記為 m 濕 0i）；

重復(fù)操作：按上述步驟，依次對干篩后的 2mm、1mm、0.5mm、0.25mm 樣品進(jìn)行濕篩，每個孔徑樣品單獨(dú)處理，避免交叉污染，濕篩過程中需更換接水容器中的水，防止分散的細(xì)顆粒再次進(jìn)入上層篩；

空白對照：為消除篩網(wǎng)殘留物質(zhì)的影響，需進(jìn)行空白試驗：取 5 個空鋁盒，分別對應(yīng)各孔徑濕篩，按上述濕篩步驟（浸泡、篩動、沖洗）處理后，烘干稱重，記錄空白質(zhì)量（m 空 i），后續(xù)計算時需從樣品質(zhì)量中扣除。

（三）樣品烘干與稱量

將濕篩后裝有團(tuán)聚體的鋁盒（含水分）放入烘箱中，設(shè)置溫度為 105±2℃，烘干 6-8 小時（直至恒重，兩次稱量差值≤0.02g）。對于有機(jī)質(zhì)含量高的土壤（如森林土），需將溫度降至 80℃烘干 12 小時，避免有機(jī)質(zhì)燃燒導(dǎo)致質(zhì)量損失；

烘干后，將鋁盒取出，放入干燥器中冷卻至室溫（約 30 分鐘），用感量 0.01g 的天平稱取鋁盒與烘干團(tuán)聚體的總質(zhì)量（記為 m 濕總 i）；

計算濕篩后各級團(tuán)聚體的烘干質(zhì)量：m 濕 i = m 濕總 i - m 濕 0i - m 空 i，其中 m 濕 0i 為濕篩用鋁盒空盒質(zhì)量，m 空 i 為空白試驗質(zhì)量，確保計算結(jié)果為團(tuán)聚體的真實烘干質(zhì)量。

四、結(jié)果計算與數(shù)據(jù)處理

（一）核心指標(biāo)計算公式（依據(jù) NY/T 1121.19-2008）

各級水穩(wěn)性大團(tuán)聚體含量（W_i）：

W_i = (m 濕 i /m 總) × 100%

式中：

W_i：某孔徑（如 5mm、2mm）水穩(wěn)性大團(tuán)聚體含量（%），保留 1 位小數(shù)；

m 濕 i：該孔徑濕篩后團(tuán)聚體的烘干質(zhì)量（g）；

m 總：干篩前土壤樣品的總質(zhì)量（g，通常為 100g）。

水穩(wěn)性大團(tuán)聚體總量（W_total）：

W_total = ∑W_i（i 為各孔徑，從 0.25mm 到最大孔徑）

式中：

W_total：粒徑≥0.25mm 的水穩(wěn)性大團(tuán)聚體總量（%），保留 1 位小數(shù)，反映土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的整體水平，通常耕地土壤 W_total≥50% 為結(jié)構(gòu)良好，＜30% 為結(jié)構(gòu)較差。

團(tuán)聚體平均重量直徑（MWD）：

MWD = ∑(x_i × W_i) / W_total

式中：

MWD：平均重量直徑（mm），保留 2 位小數(shù)，MWD 越大，說明土壤中 large 粒徑團(tuán)聚體占比越高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)；

x_i：某孔徑團(tuán)聚體的平均粒徑（mm），計算方法為：對于 5mm 篩上樣品，x_i = (5 + ∞)/2 ≈ 5mm（若最大孔徑為 5mm）；對于 2-5mm 樣品，x_i = (2 + 5)/2 = 3.5mm；1-2mm 樣品 x_i = 1.5mm；0.5-1mm 樣品 x_i = 0.75mm；0.25-0.5mm 樣品 x_i = 0.375mm。

團(tuán)聚體水穩(wěn)性指數(shù)（WSI）：

WSI = (W_total / D_total) × 100%

式中：

WSI：水穩(wěn)性指數(shù)（%），保留 1 位小數(shù)，反映團(tuán)聚體在水中的穩(wěn)定性，WSI 越接近 100%，水穩(wěn)性越強(qiáng)；

D_total：干篩后粒徑≥0.25mm