一種測(cè)定土壤三相比的裝置及使用該裝置測(cè)定土壤三相比的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種測(cè)定±壤立相比的裝 置及使用該裝置測(cè)定上壤Ξ相比的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ±壤是農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝生產(chǎn)中的基本要素。2008年，我國(guó)現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 對(duì)全國(guó)玉米各個(gè)主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)田±壤進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)耕層±壤質(zhì)量變差已經(jīng)成為影響我國(guó)玉 米生產(chǎn)能力的主要障礙因素。
[0003] 圍繞提高耕層±壤質(zhì)量運(yùn)一目標(biāo)，國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)科研工作者開(kāi)展大量研究工作。曾 德超較早對(duì)農(nóng)田±壤立相比進(jìn)行研究，認(rèn)為±壤由固相、液相、氣相Ξ種物質(zhì)構(gòu)成，性態(tài)介 于固體和液體之間的顆粒性半無(wú)限介質(zhì)，±壤立相之間相互聯(lián)系、轉(zhuǎn)化、制約是一個(gè)不可分 割的整體，在功能上構(gòu)成±壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同Ξ相比率的±壤其肥力水平不同?！廊?Ξ相交替表面上的±壤養(yǎng)分是能夠被作物根系直接吸收利用的速效養(yǎng)分，而±壤中各種速 效養(yǎng)分的數(shù)量直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)。一般情況下，適宜作物生長(zhǎng)的±壤 Ξ相比為固相:液相:氣相= 50:25:25,調(diào)節(jié)合理±壤立相比為作物生長(zhǎng)提供良好的水、熱、 氣、肥條件是±壤結(jié)構(gòu)改良的最終目的。
[0004] 長(zhǎng)期W來(lái)，±壤結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)一般都采用±壤的容重、硬度、機(jī)械組成、孔隙度、濕度 等單、雙相指標(biāo)來(lái)描述，運(yùn)些指標(biāo)往往會(huì)受到±壤質(zhì)地和比重不同的影響而限制其在評(píng)價(jià) ±壤結(jié)構(gòu)方面的效果?！廊懒⑾啾扔霉滔唷⒁合?、氣相所占±壤的比例來(lái)表示±壤質(zhì)量，在 整體上描述±壤的物理性狀，受其他因素的干擾較少，在評(píng)價(jià)±壤結(jié)構(gòu)變化方面明顯優(yōu)于 其他指標(biāo)。但是，目前測(cè)定±壤立相比的方法比較繁瑣，尤其是設(shè)及±壤密度的測(cè)定，系統(tǒng) 誤差較大，限制該指標(biāo)在農(nóng)田±壤物理性質(zhì)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0005] W往測(cè)定±壤立相比性狀時(shí)，首先要測(cè)定出來(lái)±壤樣品的密度、容重、孔隙度、水 分含量，然后折算出±壤立相比。若能找到一種直接讀出±壤樣品中水和氣體的體積，實(shí)現(xiàn) 簡(jiǎn)化±壤立相比指標(biāo)測(cè)定方法的目標(biāo)，運(yùn)將能夠推動(dòng)農(nóng)田±壤物理性狀的研究向前發(fā)展。
[0006] 綜上所述，針對(duì)±壤立相比指標(biāo)，目前需要有一種簡(jiǎn)便的測(cè)定手段用于農(nóng)業(yè)科研 和生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種測(cè)定±壤立相比的裝置及使用該裝置測(cè)定 ±壤立相比的方法，本發(fā)明具有簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，特別適合對(duì)不同質(zhì)地±壤樣品±壤立相 比指標(biāo)的測(cè)定，能夠使±壤立相比運(yùn)一指標(biāo)被廣泛地應(yīng)用于±壤科研工作中。
[000引為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009]本發(fā)明提供了一種測(cè)定±壤立相比的裝置，它包括環(huán)刀、烘箱、U型管和量筒，所述 環(huán)刀上設(shè)有密封上蓋和密封下蓋，環(huán)刀置于烘箱中；所述U型管設(shè)置在烘箱的外側(cè)，U型管中 載滿(mǎn)水，U型管的一端與環(huán)刀的密封上蓋之間設(shè)有導(dǎo)管I，導(dǎo)管I分別與u型管、環(huán)刀的內(nèi)部相 通，U型管的另一端設(shè)有導(dǎo)管II，導(dǎo)管II的一端與U型管相通，導(dǎo)管II的另一端伸入至量筒的 底部。
[0010] 所述量筒豎直置于透明容器中。
[0011] 一種使用所述的測(cè)定上壤Ξ相比的裝置測(cè)定上壤Ξ相比的方法，包括如下步驟：
[0012] (1)裝置的搭建:將取有±樣的環(huán)刀用密封上蓋和密封下蓋將環(huán)刀密封好置于烘 箱中，將導(dǎo)管I的一端依次穿過(guò)烘箱側(cè)孔和密封上蓋伸入至環(huán)刀內(nèi)部的±壤上部，將導(dǎo)管I 的另一端與載滿(mǎn)水的U型管的一端連通，U型管的另一端連有導(dǎo)管II，導(dǎo)管II的另一端與伸 入至量筒的底部；
[0013] (2)將步驟（1)中的烘箱溫度設(shè)置為103°C~107°C，保持24小時(shí)，然后阻斷導(dǎo)管I， 停止加熱;加熱過(guò)程中，環(huán)刀內(nèi)±壤樣品受熱，水轉(zhuǎn)化為水蒸氣和±壤空氣沿著導(dǎo)管I進(jìn)入U(xiǎn) 型管，空氣聚集在U型管頂部，而水蒸氣則液化為水，U型管內(nèi)的水在±壤空氣和水蒸氣的作 用下通過(guò)導(dǎo)管II流入量筒中，U型管中收集的氣體即為±壤中所含的氣體，水的增加量即為 ±壤樣品中水的含量；
[0014] (3)±壤樣品Ξ相比數(shù)據(jù)的分析：
[0015] 環(huán)刀內(nèi)±壤樣品液相的計(jì)算方法為，設(shè)U型管容積為V0,量筒內(nèi)收集液體體積為 V2，U型管內(nèi)剩余液體體積為V3，環(huán)刀容積為V環(huán)刀，則環(huán)刀內(nèi)±壤樣品的液相為：
[0016] Vm= (100 X (V3+V2-V0) )/Viw
[0017] 環(huán)刀內(nèi)±壤樣品氣相的計(jì)算方法為，設(shè)U型管兩端液面高度差為Η,大氣壓強(qiáng)為P，U 型管內(nèi)收集氣體體積為VI，則環(huán)刀內(nèi)±壤樣品的氣相為：
[0018] V增目=(100 X (VI X (P+9.8H) )/P)/V環(huán)刀
[0019] 環(huán)刀內(nèi)±壤樣品固相的計(jì)算方法為：
[0020] V剛=100-v淵-V增目。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0022] 本發(fā)明提出一套簡(jiǎn)便、可行的±壤立相比數(shù)據(jù)測(cè)定方法，具備適用農(nóng)業(yè)科研人員 對(duì)試驗(yàn)中所取得的±壤樣品進(jìn)行測(cè)定的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是本發(fā)明方法與舊方法分別測(cè)定±壤立相比數(shù)據(jù)結(jié)果；
[0024] 圖2是本發(fā)明測(cè)定±壤^相比的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但是并不限制本發(fā)明的內(nèi)容：
[0026] 用2015年玉米成熟期在信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院附近6塊生態(tài)類(lèi)型不同的農(nóng)田中取樣，每塊 農(nóng)田取6個(gè)±壤樣品；其中3個(gè)±壤樣品用W往測(cè)定±壤立相比的方法即為舊方法測(cè)定，另 夕1^3個(gè)±壤樣品用本專(zhuān)利提出的方法測(cè)定即為新方法。
[0027] 對(duì)比例1
[00%]采用舊方法對(duì)±壤立相比測(cè)定的方法
[0029]第一步.環(huán)刀法測(cè)定±壤容重，測(cè)定出±壤容重和±壤水分含量
[0030] 1、儀器:環(huán)刀（容積為100cm3)、天平(感量O.lg和O.Olg)、烘箱、環(huán)刀托、削小刀、小 鐵伊、侶盒、鋼絲銀、干燥器等。
[0031] 2、操作步驟:先在田間選擇挖掘±壤剖面的位置，然后挖掘±壤剖面，觀察面向 陽(yáng)；挖出的±放在±坑兩邊，挖的深度一般是1米，如只測(cè)定耕作層±壤容重，則不必挖±壤 剖面，用修±刀修平±壤剖面，并記錄剖面的形態(tài)特征，按剖面層次分層采樣，每層重復(fù)3 個(gè);將環(huán)刀托放在已知重量的環(huán)刀上，環(huán)刀內(nèi)壁稍涂上凡±林，將環(huán)刀刃口向下垂直壓入上 中，直至環(huán)刀筒中充滿(mǎn)樣品為止;若±層堅(jiān)實(shí)，可用手働慢慢敲打，環(huán)刀壓如時(shí)要平穩(wěn)，用力 一致；用修±刀切開(kāi)環(huán)刃周?chē)摹罉?，取出已裝上的環(huán)刀，削去環(huán)刀兩端多余的±，并擦凈 外面的±，同時(shí)在同層采樣處用侶盒采樣，測(cè)定自然含水量;把裝有樣品的環(huán)刀兩端立即加 蓋，W免水分蒸發(fā)，隨即稱(chēng)重(精確到O.Olg)，并記錄;將裝有樣品的侶盒烘干稱(chēng)重(精確到 O.Olg)，測(cè)定±壤含水量，或者直接從環(huán)刀筒中取出樣品測(cè)定±壤含水量。
[0032] 3、結(jié)果計(jì)算:V-環(huán)刀容積(cm3) ;W-±壤水分含量（％ ) ;G-環(huán)刀內(nèi)干樣重(g);
[0033] 按下式計(jì)算±壤容重:R=GA(g/cm3)
[0034] ±壤水分含量（％ )=(烘干前帶±環(huán)刀重一烘干后帶±環(huán)刀重)/(烘干后帶±環(huán) 刀重一環(huán)刀重）X100;
[0035] 第二步比重瓶法測(cè)定出±壤比重
[0036] 1.儀器:天平(O.OOlg);比重瓶