土壤水穩(wěn)性大團聚體是指在水中不易分散、能保持原有結構的土壤團聚體，其組成比例反映土壤結構的穩(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 “干篩預處理 + 濕篩測定" 的兩步操作，實現(xiàn)對土壤團聚體的分級分離：

干篩預處理：利用不同孔徑的干篩，在自然風干狀態(tài)下分離土壤中的大粒徑團聚體（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：將干篩后的各級團聚體分別置于對應孔徑的濕篩上，通過控制水流強度與篩動頻率，使不穩(wěn)定團聚體在水中分散，穩(wěn)定團聚體則保留在篩面上，最終通過稱量各級篩上團聚體的質量，計算不同粒徑水穩(wěn)性大團聚體的含量比例。

該方法的關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，精準區(qū)分團聚體的水穩(wěn)性差異 —— 水穩(wěn)性強的團聚體在濕篩后仍能保持原有粒徑，水穩(wěn)性弱的團聚體則分散為小粒徑顆粒或黏粒，從而真實反映土壤結構在水分作用下的穩(wěn)定性特征。

根據(jù) NY/T 1121.19-2008 標準，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)性大團聚體組成。該方法對不同質地土壤的適配性需注意以下要點：

黏性土壤：黏性土壤團聚體通常膠結作用較強，水穩(wěn)性相對較高，但濕篩前需充分浸泡（標準規(guī)定浸泡 10 分鐘），確保不穩(wěn)定團聚體充分吸水膨脹，避免因浸泡不充分導致測定結果偏高；

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

有機質含量高的土壤（如腐殖質土、森林表層土）：有機質可增強團聚體水穩(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致團聚體結構變化，若土壤含鹽量過高，需先進行脫鹽預處理（參照標準附錄 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行測定，且結果需注明石礫影響；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），這類土壤團聚體結構已破壞，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)檢測需求調整，最小孔徑不得小于 0.25mm）。篩框材質為不銹鋼，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)垂直方向的往復運動，運動幅度為 3-5cm，頻率可調節(jié)（范圍 20-40 次 / 分鐘），符合標準規(guī)定的 “勻速往復篩動" 要求；

水箱：容量≥5L，底部裝有可調節(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聚體質量，需定期校準（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℃，用于烘干團聚體樣品，需帶有鼓風裝置，保證箱內(nèi)溫度均勻；

鋁盒：帶蓋，直徑 5-8cm，高度 3-5cm，用于盛裝各級團聚體樣品，使用前需在 105℃烘干至恒重，稱量空盒質量（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（木質或瑪瑙材質，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，濕篩需使用電導率≤10μS/cm 的無離子水，防止水中離子影響團聚體分散。

（二）土壤樣品采集與制備

樣品采集：

取樣點布設：按 “隨機多點混合法" 布設取樣點，耕地土壤每 10 畝布設 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，避免擾動團聚體結構，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（總質量≥2kg），裝入密封塑料袋中，標注取樣地點、日期、土壤類型及深度；

樣品運輸：運輸過程中需避免劇烈震動，防止團聚體破碎，若運輸時間超過 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塊（自然含水量控制在 15%-20%，砂質土可適當提高至 20%-25%）。

樣品制備（關鍵步驟，影響測定結果準確性）：

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

粗雜質去除：待土壤含水量降至 10%-15%（手捏成團，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），記錄殘體與石塊質量（占樣品總質量的比例），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）儀器校驗與預處理

套篩校驗：

孔徑校驗：使用標準量規(guī)（精度 0.01mm）檢查各孔徑篩網(wǎng)，每個篩網(wǎng)隨機選取 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 已知粒徑組成的標準樣品（如 5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm 的玻璃珠混合物），進行干篩，各級篩上玻璃珠質量與理論質量的差值需≤2%，否則需調整篩動方式（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（用環(huán)氧樹脂膠密封篩網(wǎng)與篩框連接處）；

濕篩裝置調試：

篩動頻率校準：啟動篩架，用秒表計時，計數(shù) 1 分鐘內(nèi)的往復次數(shù)，調整至 30 次 / 分鐘（標準推薦頻率），誤差≤1 次 / 分鐘；

水流調節(jié)：打開滴水管，調節(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，應為 100-150mL，流量偏差需≤10%，避免流量過大導致團聚體流失或過小導致分散不充分。

操作步驟（嚴格遵循 NY/T 1121.19-2008）

（一）干篩預處理（分離干團聚體，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（若土壤黏結性強，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，使卡在篩孔中的團聚體脫落（禁止用刷子刷篩網(wǎng)，避免破壞團聚體）；

篩動結束后，將各層干篩上的團聚體分別收集到已知質量的鋁盒中，記錄各孔徑干篩上團聚體與鋁盒的總質量（m 干 i，i 代表孔徑，如 5mm、2mm 等），若某層篩上團聚體質量＜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：干篩后各級團聚體總質量（∑m 干 i - ∑m?）與樣品質量 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)性團聚體）

濕篩前準備：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，調整篩架高度，使底層篩距離接水容器底部 10cm；打開滴水管，調節(jié)水流至標準流量，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 干篩上的團聚體（質量記為 m 干 5）全部轉移至濕篩的 5mm 篩上，確保團聚體均勻分布，避免堆積；關閉滴水管，讓團聚體在水中浸泡 10 分鐘（標準規(guī)定浸泡時間，黏性土可延長至 15 分鐘，砂質土縮短至 5 分鐘），期間不得攪拌或觸碰篩網(wǎng)，使團聚體充分吸水膨脹；

往復篩動：浸泡結束后，重新打開滴水管（保持原流量），啟動篩架，設置篩動頻率為 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，避免劃破團聚體），確保篩網(wǎng)通暢；

分級收集：篩動結束后，關閉篩架與滴水管，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（水流沿篩壁流下，避免直沖團聚體），將篩上殘留的團聚體全部沖入對應鋁盒中（鋁盒已烘干稱重，記為 m 濕 0i）；

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

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

（三）樣品烘干與稱量

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

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聚體的總質量（記為 m 濕總 i）；

計算濕篩后各級團聚體的烘干質量：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量，m 空 i 為空白試驗質量，確保計算結果為團聚體的真實烘干質量。

四、結果計算與數(shù)據(jù)處理

（一）核心指標計算公式（依據(jù) NY/T 1121.19-2008）

各級水穩(wěn)性大團聚體含量（W_i）：

W_i = (m 濕 i /m 總) × 100%

式中：

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

m 濕 i：該孔徑濕篩后團聚體的烘干質量（g）；

m 總：干篩前土壤樣品的總質量（g，通常為 100g）。

水穩(wěn)性大團聚體總量（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)性大團聚體總量（%），保留 1 位小數(shù)，反映土壤水穩(wěn)性團聚體的整體水平，通常耕地土壤 W_total≥50% 為結構良好，＜30% 為結構較差。

團聚體平均重量直徑（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 粒徑團聚體占比越高，結構穩(wěn)定性越強；

x_i：某孔徑團聚體的平均粒徑（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)，反映團聚體在水中的穩(wěn)定性，WSI 越接近 100%，水穩(wěn)性越強；

D_total：干篩后粒徑≥0.25mm