土壤田間持水量土樣制作裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤墑情監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤田間持水量土樣的制作裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤田間持水量是重要的土壤水分常數(shù)，其含義是指:地下水較深和排水良好的 土壤經(jīng)過充分灌水或降水后，允許水分充分下滲并防止蒸發(fā)，經(jīng)過一定時(shí)間，土壤所能維持 的較穩(wěn)定的重量含水量。田間持水量是土壤所能保持懸著水的最大值，是對作物有效的最 高土壤含水量。
[0003] 由于土壤實(shí)際的含水量占田間持水量的百分?jǐn)?shù)為相對含水量，而相對含水量是評 價(jià)旱情等級的重要指標(biāo)，因此土壤田間持水量對于抗旱工作意義重大。此外，田間持水量的 測定對灌溉也具有指導(dǎo)作用，當(dāng)灌溉水量超過土壤田間持水量時(shí)，土壤不能維持多余的水 量，這些多余的水量流失下滲，這就造成了水資源的浪費(fèi)。
[0004] 測定土壤田間持水量的關(guān)鍵步驟是制作達(dá)到田間持水量狀態(tài)的土壤樣品。目前的 水利行業(yè)和農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，均采用環(huán)刀法制作達(dá)到田間持水量狀態(tài)的土壤樣品，具體方 法是將待測土樣浸泡到飽和后，經(jīng)過排出重力水達(dá)到田間持水量狀態(tài)，然后采用烘干法測 定土壤含水量，即為該土壤的田間持水量。但該方法存在很多問題:例如制作過程中浸泡時(shí) 間和排水時(shí)間過長，土樣經(jīng)浸泡后會出現(xiàn)漲出環(huán)刀端口或土壤表面"液化"等情況，環(huán)刀內(nèi) 土樣原有孔隙度發(fā)生了變化，土壤細(xì)微顆粒在排水時(shí)會沉積在環(huán)刀下部的土壤內(nèi)阻塞原有 孔隙，導(dǎo)致土樣內(nèi)水分下滲緩慢，從而難以掌握排水至田間持水量狀態(tài)的時(shí)間，此外還存在 同一環(huán)刀內(nèi)土壤含水量垂向分布差異較大，吸取能力不能重現(xiàn)等等情況，這些都影響了測 定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，基于現(xiàn)有方法獲得的土壤田間持水量土樣測得的田間持水量精確 度低，同一土壤多次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果往往誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明公開了土壤田間持水量土樣的制作裝置，在實(shí)驗(yàn)室采用 吸水法將土樣從較低含水量狀態(tài)直接吸水至達(dá)到田間持水量狀態(tài)，土壤制作快速方便，測 量結(jié)果準(zhǔn)確。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 土壤田間持水量土樣的制作裝置，包括容器，所述容器側(cè)壁上連接有進(jìn)水管和排 水管，進(jìn)水管和排水管上分別設(shè)有閥門，所述進(jìn)水管連接有滲水管，滲水管橫向設(shè)置在容器 底部，滲水管上設(shè)有滲水孔，所述滲水孔上覆蓋有第一過濾層，所述排水管口覆蓋有第二過 濾層，所述容器內(nèi)鋪有石英砂，所述石英砂表面高于排水管底面。
[0008] 進(jìn)一步的，所述石英砂表面高出排水管底面3_5mm。
[0009] 進(jìn)一步的，所述滲水管上的滲水孔均勻分布。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一過濾層包括紗布。
[0011]進(jìn)一步的，所述第二過濾層包括濾紙。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0013] 本發(fā)明通過土壤田間持水量土樣專用制作裝置，可持續(xù)穩(wěn)定向環(huán)刀內(nèi)土壤供水， 使土壤通過土壤基質(zhì)勢吸取吸水容器內(nèi)水分直接達(dá)到田間持水量狀態(tài)，避免了浸泡到飽和 狀態(tài)土樣孔隙度變化的問題，保證土樣沒有重力水。本發(fā)明可有效縮短測定時(shí)間，避免了以 往飽和狀態(tài)土樣排水到田間持水量狀態(tài)難以掌控的問題，令同一環(huán)刀內(nèi)粘土含水量垂向分 布均勻，確保土樣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的田間持水量狀態(tài)?；诒景l(fā)明方法制作的土壤田間持水量土 樣能夠測定土壤田間持水量和土壤干容重?cái)?shù)據(jù)，結(jié)果穩(wěn)定可靠，誤差極低。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明使用環(huán)刀采集原狀土的分層位置示意圖；
[0015]圖2為采集完土樣的環(huán)刀組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為土樣表面經(jīng)過處理后的環(huán)刀組件示意圖；
[0017]圖4為采用土樣制作裝置制作土壤田間持水量土樣的狀態(tài)圖；
[0018] 圖5為環(huán)刀土樣稱重示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)記列表：
[0020] 1-吸水容器，2-蓋子，3-進(jìn)水閥，4-進(jìn)水管，5-滲水管，6-滲水孔，7-堵頭，8-排水 閥，9-排水管，10-石英砂，11-濾紙，12-飽和水位線，13-飽和水位線與石英砂表面距離，20-環(huán)刀組件，201-頂蓋，202 -環(huán)刀本體，203-底蓋，204-底蓋孔，205-環(huán)刀中心線，206 -土壤， 207-圓形濾紙，208-紗布，209-橡皮筋，30-天平，301-托盤。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述具體 實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0022] 本發(fā)明提供了一種制作土壤田間持水量土樣的方法，包括以下步驟：
[0023] 1、采集土樣，首先需使用環(huán)刀在監(jiān)測地塊不同深度采集各采集原狀土若干份帶回 實(shí)驗(yàn)室。
[0024]人工墑情站監(jiān)測地塊土壤質(zhì)地應(yīng)能代表當(dāng)?shù)卮筇锿寥溃徊杉疃鹊耐寥蕾|(zhì)地 基本相同。采集土壤樣品應(yīng)避開地表積水日和降水日，避開土壤較濕潤或較干燥狀態(tài)。較濕 潤狀態(tài)的土壤在削平環(huán)刀刃口時(shí)會破壞土壤孔隙結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生"抹平"效應(yīng);較干燥狀態(tài)的土 壤在削平環(huán)刀刃口時(shí)會造成環(huán)刀內(nèi)土壤松脫，影響原狀土采集。較理想的采樣時(shí)機(jī)是土壤 處于半干半濕具有一定可塑性時(shí)。建議在一次有效降水過后采樣，或采用人工干預(yù)(澆水） 后米樣。
[0025]采樣需開挖土壤水平剖面，首先應(yīng)根據(jù)采集深度和環(huán)刀高度確定開挖深度，開挖 深度按公式(1)計(jì)算。
[0027] 式中：h 開挖深度;Η 米集深度;L 環(huán)刀尚度。
[0028] 以尺寸為Φ 50.46 X 50mm，容積100cm3的環(huán)刀為例，當(dāng)采集10cm深度土樣時(shí)，Η = 10cm，L = 5cm則開挖深度
。在此深度上鏟平土壤表面，下壓環(huán)刀至完全沒 入土壤，此時(shí)環(huán)刀中心線205恰好位于10cm處，如圖1所示。
[0029] 環(huán)刀組件20包括頂蓋201、環(huán)刀本體202、底蓋203，底蓋203上具有若干個(gè)均勻分布 的底蓋孔204。環(huán)刀使用前，應(yīng)將環(huán)刀本體202和環(huán)刀頂蓋底蓋進(jìn)行編號以便于記錄。用干凈 抹布蘸少量凡士林，均勻涂抹在環(huán)刀內(nèi)壁上，涂抹層厚度既要保證潤滑，使土壤能順利進(jìn)入 環(huán)刀，又不影響環(huán)刀內(nèi)土柱容積和孔隙。
[0030] 取樣時(shí)，避開植物根須、石塊等雜質(zhì)，將環(huán)刀刃口垂直向下平放在開挖好的土壤橫 剖面，蓋上環(huán)刀手柄。垂直下壓環(huán)刀手柄，用力要緩慢均勻，直至環(huán)刀完全沒入土壤，環(huán)刀內(nèi) 土壤表面高出環(huán)刀上沿1~2mm。注意下壓深度靠目測及經(jīng)驗(yàn)控制，不使用環(huán)刀手柄小孔窺 視土壤是否充滿環(huán)刀的方式。環(huán)刀難以下壓時(shí)，可用橡皮錘敲擊環(huán)刀手柄進(jìn)行下壓。使用橡 皮錘敲擊力度要適當(dāng)、落點(diǎn)要準(zhǔn)確，盡量減小震動(dòng)，避免造成環(huán)刀內(nèi)土壤孔隙結(jié)構(gòu)改變。當(dāng) 土壤質(zhì)地接近沙土，難以使用環(huán)刀垂直采樣