本实用新型专利技术涉及一种获取土壤含水特性分析所需样品的装置，包括测量装置和样品平台；所述测量装置包括压土板和推力表，所述样品平台中部设有样品凹坑，所述测量装置通过所述压土板对所述样品凹坑内的样品施加压力以获取待分析样品。本实用新型专利技术的有益效果为：方便测量土壤水分，判断土壤水分亏缺值的方法，简单省时，测定结果准确，使用者可以通过快速判断土壤水分含量和土壤水分亏缺值，决定灌溉措施，从而高效利用水分。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于测量水分含量领域，具体涉及一种获取土壤含水特性分析所需样品的装置。
技术介绍
水分是一切作物赖以生存的基本条件，是土壤的一个重要组成部分，它影响土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，而土壤的物理性质和养分的改变对农作物的生长影响极大，若土壤供给植物的水分不足，将会严重限制植物生长，影响其产量；相反，如果灌溉用水不断增加，必将激化水资源的供需矛盾，也必将会使水资源平衡问题进一步恶化，将成为农业可持续发展的障碍，此外，不合理的灌溉能引起土壤次生盐渍化问题。因此，通过研究土壤水分来制定灌溉计划，对于农业生产具有重要意义。目前均用“土壤有效水含量×土壤亏缺百分比”来计算土壤水分亏缺值，但现有技术中测定土壤水分亏缺值需要先计算调查土壤有效水含量，误差较大；对于现有技术中对土壤水分测定方法目前分为两大类：①测量土壤的基质势，包括张力计法、露点仪测定法和电阻法等。目前，张力计已成为测定土壤水势的常规仪器，张力法是根据负压管的负压与土壤吸力呈对应关系的原理，操作简单，可对原位土壤长期监测，观测成本也较低，但该方法受温度影响大，而且在土壤含水量低时容易失效；负压管中的水进入土壤会带来误差；具有滞后效应，不能及时反映土壤水分状况。②直接测量土壤的含水量，包括质量含水量和体积含水量，常规方法有(1)
烘干法：烘干法一直被认为是最经典、准确的方法，是其他方法的基准。该方法用烘箱对土壤进行烘干、用天平测量后，可直接计算出土壤重量含水量，而且成本也低，但烘干法为人工操作，费时费力；需要取土扰动测定点的土壤，不利用原位连续测定；(2)中子水分仪测定法：该方法用中子水分仪进行定位监测，可对原位土壤进行连续测定，不受土壤水状态影响，测定数据准确性较高，不用破坏土壤，是测定土壤水分准确、快捷的一种方法，但该方法测定的慢中子数有赖于标准曲线转化成含水率，标定过程会带来误差；仪器有放射危害；(3)时域反射仪(TDR)测定法：TDR法快速、准确，可对原位土壤进行连续自动监测，但TDR法的测定值需要矫正，并且仪器价格昂贵；(4)γ射线法：该方法测量土壤水分快速、准确，可对土壤进行连续的自动监测，但该方法的测定值受土壤干重影响大，仅适用于实验室测定。现有的测定土壤含水量最准确的方法是烘干法，也是与本申请提案最接近的技术。烘干法需要在田间选定地点取土，用土盒带到实验室进行至少24小时105℃的烘干，然后还要用天平称重，才能计算出重量含水量。生产中一般要用到土壤容积含水量，而容积含水量＝重量含水量×土壤容重，还需要测量土壤容重才能计算出容积含水量；国际上最通用的表示土壤含水量的方法是将一定深度土层中的含水量换算成水层深度的mm表示，计算公式为：水层厚度(mm)＝土层厚度(mm)×土壤容积含水量。由于大面积范围实时土壤水分监测却是公认的难题，以上常规测量土壤水分的方法，有的费时，有的费力，还有的测量深度不够。同时，对于大部分农民来说，用常规的测量土壤水分方法来决定田间灌溉量很不方便，过度灌水和灌水不足的现象依然很严重。
技术实现思路
针对数值最准确的烘干法测定土壤含水量所存在的问题，本技术提供了一种方便测量土壤水分，判断土壤水分亏缺值的装置，简单省时，测定结果准确，使用者可以通过快速判断土壤水分含量和土壤水分亏缺值，决定灌溉措施，从而高效利用水分。本技术所采用的技术方案为：一种获取土壤含水特性分析所需样品的装置，包括测量装置和样品平台2；所述测量装置包括压土板4和推力表1，所述推力表1包括表盘3及中心轴6，所述中心轴6一端连接所述表盘3，另一端竖直固定在所述压土板4上；所述样品平台2中部设有样品凹坑5，所述测量装置通过所述压土板4对所述样品凹坑5内的样品施加压力以获取待分析样品。所述压土板4上设有旋转接头7，所述旋转接头7与所述中心轴6旋接，以固定所述推力表1和压土板4。所述压土板4及样品平台2均为长方体，所述压土板的长为20cm，宽为20cm，厚为2cm，所述样品平台的长为20cm，宽为20cm，厚为5cm。所述样品凹坑(5)为半球形，其半径为4cm。所述样品平台2为电木。电木的化学名称叫酚醛塑料，它具有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐腐蚀、不吸水、不导电、耐高温，原料来源丰富，合成工艺简单，价格便宜。所述表盘3为指针表盘或数字表盘。使用本装置测量土壤含水特性的方法，包括以下操作步骤：(1)在田间用土钻或者铁锹选定深度进行取土，获取待处理土样并判断土
壤质地，分析土壤有效含水量；土壤有效含水量也称土壤有效持水量(AvailableWater-holding Capacity，简称AWC)，是指土壤中能被植物根系吸收的水分含量，通常是田间持水量(FieldCapacity，简称FC)和凋萎湿度(PermanentWiltingPoint，简称PWP)间的水分含量，目前尚无直接测量土壤有效含水量的方法，有效含水量主要是通过间接测量田间持水量以及凋萎湿度计算或者利用经验模型计算获得。由于测量田间持水量和凋萎湿度需要耗费大量的人力、物力、财力以及时间，人们多期望通过分析土壤有效含水量与其他理化性质之间相关性，建立经验模型来计算获得。根据中国不同地区，不同土壤类型和不同的剖面变化，白致威等基于统计方法建立了利用常规土壤理化性质计算AWC的线性回归式和非线性回归式：线性拟合(回归式)：AWC＝-20.359+25.730×DB+2.223×OM；R2＝0.643；P<0.001；非线性拟合(回归式)：AWC＝-80.227+96.749×DB-27.734×DB2+0.757×clay-0.009×clay2+3.328×OM-0.200×OM2；R2＝0.782；P<0.001；注：公式中clay为砂粒含量(g/100g)，DB为土壤容重(g/cm3)，OM为土壤有机质含量(g/100g)。上述模型的预测精度经验证为78.2％，此模型来自参考文献:白致威,段兴武,丁剑宏,刘刚,师小宁,冯德泰,韩絮.土壤有效含水量的经验估算模型─以黑土为例[J].中国农学通报,2015,31(20):153-159.本申请根据上述模型通过大量实验计算不同土壤质地的土壤有效含水量，根据公式：土壤水分亏缺值＝土壤有效含水量*水分亏缺百分比，计算出土壤水
分亏缺值并记录下各个待分析样品的形貌，将不同形貌的待分析样品与土壤有效含水量、土壤水分亏缺值、水分亏缺百分比一一对照，制定出土壤含水量状况的参考值判断表(见表2)，并作为后续土壤含水量百分比和水分亏缺值的分析依据。(2)将待处理土样填充至样品凹坑5内；(3)将测量装置竖直向下均匀用力推压样品平台2上的待处理土样，当推力表1的表盘3显示35N时，停止用力；(4)翻转样品平台2，将土样倒扣在平板上，得到半球形待分析样品；(5)观察半球形待分析样品的湿度和坚实度以及所述样品凹坑(5)上的水迹和散土情况即可估算出土壤含水量百分比和土壤水亏缺值；(6)重复上述步骤3次以上，求取平均值。步骤(2)中所述待处理土样的填充为充满样品凹坑5且高出样品平台2，0.9-1.1cm。本技术的有益效果为：与最接近的烘干法相比，本技术结构简单，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种获取土壤含水特性分析所需样品的装置，其特征在于：包括测量装置和样品平台；所述测量装置包括压土板(4)和推力表(1)，所述推力表(1)包括表盘(3)及中心轴(6)，所述中心轴(6)一端连接所述表盘(3)，另一端竖直固定在所述压土板(4)上；所述样品平台(2)中部设有样品凹坑(5)，所述测量装置通过所述压土板(4)对所述样品凹坑(5)内的样品施加压力以获取待分析样品。
【技术特征摘要】
1.一种获取土壤含水特性分析所需样品的装置，其特征在于：包括测量装置和样品平台；所述测量装置包括压土板(4)和推力表(1)，所述推力表(1)包括表盘(3)及中心轴(6)，所述中心轴(6)一端连接所述表盘(3)，另一端竖直固定在所述压土板(4)上；所述样品平台(2)中部设有样品凹坑(5)，所述测量装置通过所述压土板(4)对所述样品凹坑(5)内的样品施加压力以获取待分析样品。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述压土板(4)上设有旋转接头(7)，所述旋转接头(7)与所述中心轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪祥，王立春，边少锋，方向前，闫伟平，李海，谭国波，张丽华，孟祥盟，孙宁，徐长洪，韩喜国，高玉山，张佰祥，窦金刚，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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