黑土农田土壤风蚀测定装置及其应用方法制造方法及图纸

黑土农田土壤风蚀测定装置及其应用方法，本发明专利技术属于风蚀测量领域，它为了解决现有的BNSE集沙仪收集土粒粒径范围有限和对东北黑土区风蚀测量值误差较大的问题。本发明专利技术黑土农田土壤风蚀测定装置中采沙盒为梯形中空盒体，采沙盒顶面设置有通风屏，采沙盒窄边所在侧面开有通风口，采沙盒的盒体底面设置有阻风挡板，采沙盒与集沙盒相连形成沙盒组件，固定杆上固定有多个底座，支撑架设置在底座上，沙盒组件和尾翼导风板安装在支撑架上。本发明专利技术土壤风蚀测定装置应用于黑土农田的风蚀监测中，通过计算获取当地不同高度的土壤输沙通量，容易操作、监测误差小，增加了适用性，得到的结论与实际更加接近。

【技术实现步骤摘要】
黑土农田土壤风蚀测定装置及其应用方法
本专利技术属于风蚀测量领域，具体涉及一种黑土农田土壤风蚀测定仪器设备及其应用方法。
技术介绍
我国东北黑土区是重要的粮食供应地，但近几十年来随着农业生产强度不断加大和落后的传统耕作方式,加之保护措施不足，黑土退化现象日益严重。强烈的水土流失便是黑土地退化的主要原因，其中风蚀是最重要的途径之一。黑土区的大风多发生于冬春季，风力强劲、历时漫长，加之前茬作物收获后秸秆的留存少、地表覆盖率低导致土壤干燥、土质疏松，进而发生强烈的风蚀现象。这一现象已严重威胁到东北黑土区的农业生产和生态环境，同时制约了东北区域社会经济的可持续发展。目前测量农田土壤风蚀量的方法最为常用的是由D.W.Fryrear研制的BSNE(BigSpringNumberEight)集沙仪测量法。BSNE集沙仪则可通过尾端配置的旋转轴，使得集沙仪进沙口始终正对风向，采集不同高度的沙样且可用于较长时间的野外风沙观测。BNSE集沙仪在国内多用于沙地风蚀量的测定，而沙地土壤以风沙土为主，在土壤表层，砂粒(>0.02mm)的含量多在90％左右，因此在风蚀过程中粉尘沉积现象并不多见，而黑土农田土壤为中厚层黑土，以粘粒(<0.002mm)和粉粒(0.002-0.02mm)为主，占土壤颗粒总计的70％左右。因此在风蚀过程中存在小粒径土粒的跃移以及粉尘沉积的现象。在BNSE设备中为了沉积进入BSNE集沙仪中的集沙盒内部的土壤颗粒的运动而在采沙盒和集沙盒之间安装了18目筛网，但此粒径的筛网并不能阻止由于集沙盒内部气流的湍流作用而导致的小粒径土粒的运动，进而对已进入集沙仪的小粒径土粒不能起到很好的保留作用，当风速较大时会导致小粒径土粒损失严重，故BNSE集沙仪所收集的土粒粒径范围有限，测定值误差较大。因此在黑土农田区域急需研制一种能够提高黑土风蚀量测定值精度，并且便于携带、安装和操作简单的风蚀观测设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的BNSE集沙仪收集土粒粒径范围有限和对东北黑土区风蚀测量值误差较大的问题，而提供一种黑土农田土壤风蚀测定装置及其应用方法。本专利技术黑土农田土壤风蚀测定装置包括采沙盒、集沙盒、尾翼导风板、固定杆和支撑架，所述的采沙盒为梯形中空盒体结构，采沙盒的盒体顶面设置有通风屏，通风屏为60目孔径的不锈钢筛网，梯形采沙盒窄边所在侧面开有通风口，采沙盒的盒体底面设置有百叶窗式的阻风挡板，采沙盒的盒体底面通过卡槽连接有集沙盒形成沙盒组件；固定杆竖直插入土壤中，固定杆的顶部周向连接有多根纤绳，每根纤绳的另一端连接在土壤表面，沿固定杆的高度方向套设有多个底座，底座通过固定螺栓固定在固定杆的杆体上，在每个底座的上表面设置有支撑架，固定杆与支撑架之间设置有轴承使支撑架绕固定杆旋转，支撑架的架体外表面安装有尾翼导风板和沙盒组件，且保持尾翼导风板和沙盒组件在一条水平轴线上。本专利技术支撑架通过旋转轴承套接在固定杆上，旋转轴承相对于固定杆旋转，底座通过固定螺栓固定在固定杆的杆体上，当风吹尾翼导风板转动时，尾翼导风板带动支撑架旋转，使沙盒组件旋转至迎风方向，顺风而来的沙尘进入沙盒组件中。本专利技术应用黑土农田土壤风蚀测定装置测定风蚀量的方法按以下步骤实现：一、将固定杆底部插入黑土农田土壤中，纤绳的一端连接在固定杆的杆顶，纤绳的另一端固定在土壤表面，尾翼导风板和沙盒组件用螺丝固定安装在支撑架的架体外表面上，且保持尾翼导风板和沙盒组件在一条水平轴线上，沿固定杆的高度方向套设有多个底座，底座通过固定螺栓固定在固定杆的杆体上，在每个底座的上表面设置有支撑架，完成黑土农田土壤风蚀测定装置的组装；二、风沙流通过沙盒组件的通风口吹入采沙1中，沙尘在重力的作用下掉入集沙盒中，去除沙尘后的气流由采沙盒的通风屏吹出；三、定期取下集沙盒并收集盒中的沙尘，通过烘箱烘干，经天平称重后得到集沙盒中的风蚀物质量，通过公式Q＝M÷S，式中Q为土壤输沙量，M为集沙盒内风蚀物质量，S为通风口面积，从而得到农田区域在该时段的不同高度的输沙量。本专利技术黑土农田土壤风蚀测定装置及其应用方法包括以下有益效果：1.本专利技术将BSNE型集沙仪改进为能够收集粒径范围较大的风蚀土粒扩大并完善了对黑土农田土壤侵蚀量的测定，测定误差小，得到的结论与实际更加接近，增加了方法的适用性和属实型；2.本专利技术易于实施，简化计算方法，可根据研究需要确定采样间隔，实用性强。附图说明图1是本专利技术黑土农田土壤风蚀测定装置的结构示意图；图2是沙盒组件的结构示意图；图3是沙盒组件的尺寸示意图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式黑土农田土壤风蚀测定装置包括采沙盒1、集沙盒2、尾翼导风板3、固定杆4和支撑架5-1，所述的采沙盒1为梯形中空盒体结构，采沙盒1的盒体顶面设置有通风屏8，通风屏8为60目孔径的不锈钢筛网，梯形采沙盒1窄边所在侧面开有通风口10，采沙盒1的盒体底面设置有百叶窗式的阻风挡板9，采沙盒1的盒体底面通过卡槽连接有集沙盒2形成沙盒组件；固定杆4竖直插入土壤中，固定杆4的顶部周向连接有多根纤绳，每根纤绳的另一端连接在土壤表面，沿固定杆4的高度方向套设有多个底座5-2，底座5-2通过固定螺栓6固定在固定杆4的杆体上，在每个底座5-2的上表面设置有支撑架5-1，固定杆4与支撑架5-1之间设置有轴承使支撑架5-1绕固定杆4旋转，支撑架5-1的架体外表面安装有尾翼导风板3和沙盒组件，且保持尾翼导风板3和沙盒组件在一条水平轴线上。具体实施方式二：本实施方式与具体的实施方式一不同的是固定杆4的长度为220～250cm。具体实施方式三：本实施方式与具体的实施方式二不同的是固定杆4的杆底呈椎尖形，固定杆4埋入土壤的深度为35～45cm。本实施方式固定杆的底部套设有圆形底盘7，底盘用于稳定和调平整体装置。具体实施方式四：本实施方式与具体的实施方式一至三之一不同的是通风屏8的面积为60～70cm2。本实施方式所述的通风屏是内外气流流通的通道。具体实施方式五：本实施方式与具体的实施方式一至四之一不同的是梯形采沙盒1上窄边所在侧面开有通风口10的面积为5cm×2cm。具体实施方式六：本实施方式与具体的实施方式一至五之一不同的是在支撑架5-1的架体外表面用螺丝固定安装有尾翼导风板3和沙盒组件。具体实施方式七：本实施方式与具体的实施方式一至六之一不同的是沿固定杆4的高度方向套设有5个支撑架5-1。具体实施方式八：本实施方式与具体的实施方式七不同的是5个支撑架5-1在固定杆4的设置高度分别为距地面20～25cm、50～55cm、100～105cm、150～155cm和200～205cm的高度上。具体实施方式九：本实施方式与具体的实施方式一至八之一不同的是采沙盒1、集沙盒2和尾翼导风板3的材质为不锈钢。具体实施方式十：本实施方式应用黑土农田土壤风蚀测定装置测定风蚀量的方法按以下步骤实施：一、将固定杆4底部插入黑土农田土壤中，纤绳的一端连接在固定杆4的杆顶，纤绳的另一端固定在土壤表面，尾翼导风板3和沙盒组件用螺丝固定安装在支撑架5-1的架体外表面上，且保持尾翼导风板3和沙盒组件在一条水平轴线上，沿固定杆4的高度方向套设有多个底座5-2，底座5-2通过固定螺栓6固定在固定杆4的杆体上，在每个底座5-2的上表面设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于该黑土农田土壤风蚀测定装置包括采沙盒(1)、集沙盒(2)、尾翼导风板(3)、固定杆(4)和支撑架(5‑1)，所述的采沙盒(1)为梯形中空盒体结构，采沙盒(1)的盒体顶面设置有通风屏(8)，通风屏(8)为60目孔径的不锈钢筛网，梯形采沙盒(1)窄边所在侧面开有通风口(10)，采沙盒(1)的盒体底面设置有百叶窗式的阻风挡板(9)，采沙盒(1)的盒体底面通过卡槽连接有集沙盒(2)形成沙盒组件；固定杆(4)竖直插入土壤中，固定杆(4)的顶部周向连接有多根纤绳的一端，每根纤绳的另一端连接在土壤表面，沿固定杆(4)的高度方向套设有多个底座(5‑2)，底座(5‑2)通过固定螺栓(6)固定在固定杆(4)的杆体上，在每个底座(5‑2)的上表面设置有支撑架(5‑1)，固定杆(4)与支撑架(5‑1)之间设置有轴承使支撑架(5‑1)绕固定杆(4)旋转，支撑架(5‑1)的架体外表面安装有尾翼导风板(3)和沙盒组件，且保持尾翼导风板(3)和沙盒组件在一条水平轴线上。

【技术特征摘要】
1.黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于该黑土农田土壤风蚀测定装置包括采沙盒(1)、集沙盒(2)、尾翼导风板(3)、固定杆(4)和支撑架(5-1)，所述的采沙盒(1)为梯形中空盒体结构，采沙盒(1)的盒体顶面设置有通风屏(8)，通风屏(8)为60目孔径的不锈钢筛网，梯形采沙盒(1)窄边所在侧面开有通风口(10)，采沙盒(1)的盒体底面设置有百叶窗式的阻风挡板(9)，采沙盒(1)的盒体底面通过卡槽连接有集沙盒(2)形成沙盒组件；固定杆(4)竖直插入土壤中，固定杆(4)的顶部周向连接有多根纤绳的一端，每根纤绳的另一端连接在土壤表面，沿固定杆(4)的高度方向套设有多个底座(5-2)，底座(5-2)通过固定螺栓(6)固定在固定杆(4)的杆体上，在每个底座(5-2)的上表面设置有支撑架(5-1)，固定杆(4)与支撑架(5-1)之间设置有轴承使支撑架(5-1)绕固定杆(4)旋转，支撑架(5-1)的架体外表面安装有尾翼导风板(3)和沙盒组件，且保持尾翼导风板(3)和沙盒组件在一条水平轴线上。2.根据权利要求1所述的黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于固定杆(4)的长度为220～250cm。3.根据权利要求1所述的黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于固定杆(4)的杆底呈椎尖形，固定杆(4)埋入土壤的深度为35～45cm。4.根据权利要求1所述的黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于通风屏(8)的面积为60～70cm2。5.根据权利要求1所述的黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于梯形采沙盒(1)窄边所在侧面开有的通风口(10)面积为5cm×2cm。6.根据权利要求1所述的黑土农田土壤风蚀测定装置，其特征在于在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，张兴义，胡伟，杨润城，李浩，翟星宇，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23