土壤是开放的复杂的自然体，土壤由固相、液相和气相3相物质组成。固相部分包括矿物质颗粒和有机物质，土壤水和空气分别构成了土壤的液相部分和气相部分。一般来说，土壤的固相部分相对稳定，而液相和气相部分变化频繁；当土壤孔隙度稳定时，液相和气相部分互为消长。反映土壤3相物质组成特性的土壤基本物理性质有土粒密度、土壤容重和土壤孔隙度，它们是最基本的土壤物理性质，与土壤肥力和植物生长密切相关，也是土壤学的重要研究内容和测定项目，在科学研究与生产实践中常常被用来作为计算其他土壤理化性质的基数。
土粒密度（ρs）是指土壤中单位体积（Vs）固体土粒的烘干重（ms），即
土粒密度的单位为g·cm-3
土粒密度与水的密度（4°C）之比，称为土壤比重，由于4°C时水的密度为lg·cm-3,所以土壤比重与土粒密度在数值上相等，但是土壤比重量纲为一。
土粒密度实际上是土壤固相密度的平均值，即土壤中各种固相物质密度的平均值，该值是由土壤无机矿物和有机物质的密度决定的。由于土壤中各种无机矿物和有机物质的密度大小是不同的，所以它们在土壤中含量多少影响着土粒的平均密度值。土壤中主要矿物和黏土矿物的密度如表2-1所示。石英、长石和多数黏土矿物的密度为2.40~2.80g·cm-3；含铁矿物（如褐铁矿）的密度为3.0~4.0g·cm-3；土壤有机质的密度为1.2~1.4g·cm-3。因此，土壤含腐殖质多的土层中土粒密度（或土壤比重）较小，一般为2.4~2.6g·cm-3，而腐殖层含量少的土层中的土粒密度（或土壤比重）则为2.6~2.8g·cm-3，含铁矿物高的土粒密度可达2.8g·cm-3。可见，土粒密度（或土壤比重）可以间接地反映土壤化学组成特性。
测定土粒密度(或土壤比重)通常采用比重瓶法。比重瓶法测定原理是根据所测瓶中土壤排出的水量或惰性液体求得的。测定时，必须测定：①充满水(或惰性液体)的比重瓶重量；②土壤(烘干)重量；③比重瓶中加入水和土壤后的重量。有的学者提出，由于蒸馏水的介电常数大，往往造成所测土壤容积降低，故建议比重瓶中液体应用非极性液体。
1.仪器设备
(1)比重瓶：常用比重瓶的容积为50mL(也有l00mL的比重瓶)，瓶高为4?8cm,带有磨口的长柱状瓶塞，瓶塞中间有一毛细管孔贯穿，比重瓶形状如图2.1所示。没有比重瓶时，也可用50mL或l00mL的小容量瓶代替。
(2)天平：需要感量千分之一的天平。
(3)温度计：精度为0.5°C。
(4)电炉、砂浴或电热板。
(5)真空抽气泵。
(6)滴管和小漏斗。
2.测定步骤
1)非盐土的土粒密度测定方法
非盐土的土粒密度测定步骤如下。
(1)土样准备：将不含可溶盐的土壤土样风干，过1mm筛，留作备用。
(2)无空气的蒸馏水：取蒸馏水放于烧杯中，在电热板上煮沸lh，冷却至室温，存于容量瓶中，盖紧瓶塞，备用。
(3)比重瓶的重量W1将比重瓶用蒸馅水洗净并用烘箱或吹风机在60°C下烘干，随后将带瓶塞的比重瓶用千分之一天平称出瓶重。
（4）比重瓶中加满水的重量W2：取出备用的蒸馏水，注入比重瓶中，注满水后，小心盖上带有毛细管的磨口玻璃瓶塞，加盖后毛细管顶端应有水珠，小心擦去水珠并严防毛细管中有气泡，若毛细管上部还有少量空隙时，可在毛细管顶端加1?2滴乙醛，以排毛细管顶部空气。随后，用分析天平称盛满蒸憎水的比重瓶重量W2，其精度至0.lg。
（5）比重瓶中加土的重量W3：称取通过1mm筛的风干土样10g，通过漏斗将土样加入到比重瓶中，然后准确称取比重瓶加土重量W3。同时称取10g土样于称量瓶中，测定土壤吸湿水百分数θ（℃烘箱烘6h）。
（6）比重瓶中加满土样和水的重量W4；将加入土样并称重（W3）后的比重瓶中加入蒸馏水至水土体积共约为比重瓶容积的1/3?1/2,然后将比重瓶放于电热板或砂浴上煮沸lh（温度不能太高，防止瓶内土液沸腾太厉害），以便去除水和土壤中的空气，使土粒与水更好地接触。冷却至室温，再用去除空气的蒸馏水将比重瓶加满，塞好瓶塞，使多余水从瓶塞的毛细管中溢出，用滤纸擦干瓶外水分，准确称重W4。
（7）记录室温t℃，并査得相应室温下的水的密度ρθ（g·cm-3）。
上述土壤比重计法仅适于非盐碱土的比重的测定。
2）盐土的土粒密度测定方法
由于盐土中含有可溶性盐分，水会使水溶性盐分溶解，而引起土壤固相颗粒体积比自然状态下降低，因此含有0.5%以上可溶盐的盐土需用非极性的溶液（煤油，汽油，甲苯，二甲苯，苯）代替水溶液，用真空抽气法代替煮沸。土壤和非极性的溶液加入比重瓶后，稍加摇晃，用真空泵抽气法排除土壤中夹带的空气，抽气时，真空度需接近一个大气压，并经常摇晃比重瓶，直到无气泡逸出为止。其余步骤同上。
3.结果计算
(1)计算加入比重瓶的土壤烘干重W0（g）
(2)室温t℃时，与加入比重瓶中土壤的土粒同体积水的重量Wθ（g）
(3)室温t℃时，与加入比重瓶中的土粒同体积的水体积Vθ（cm3）
(4)土粒密度ρs（g·cm-3）
（5）土壤比重ds