專利名稱：一種手動直壓式根鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種手動直壓式根鉆屬于森林生態(tài)系統(tǒng)根取樣工具。
背景技術(shù)：
植物根系，尤其是細根是森林生態(tài)系統(tǒng)地下碳庫的重要組成部分。生態(tài)系統(tǒng)根系生物量的準確估計，能夠影響生態(tài)系統(tǒng)碳密度的估計效果。關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)根系生物量的估計方法，有全挖法和根鉆法。全挖法雖然能夠較為準確的估計單株林木根系生物量，但是受人力和財力的限制，尤其是全挖法需要挖出根系、破壞林地的制約，全挖法并不適用于以喬木為優(yōu)勢種的森林生態(tài)系統(tǒng)根系生物量的估計。根鉆法雖然受根鉆鉆頭直徑的限制，不能估計粗根，但卻能估計細根的生物量，并且對森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞作用遠小于全挖法，因此根鉆法在森林生態(tài)系統(tǒng)細根生物量的估計中得到大量應(yīng)用。 根鉆法所用的根鉆多由農(nóng)業(yè)土壤研究中的土鉆代替。由于農(nóng)田土壤與森林土壤存在很多不同，如森林土壤中根系和石礫等土壤侵入體遠多于農(nóng)業(yè)土壤，因此將土鉆用作根鉆會存在如下缺點
1)土鉆鉆頭切根困難，鉆頭易磨損；
2)鉆頭向深土層推進困難；
3)不易根據(jù)土壤發(fā)生層進行不同土層根系取樣；
4)鉆頭或鉆筒中的土壤推出困難或推出速度低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種手動直壓式根鉆，該根鉆相比土鉆，具有切根容易，鉆頭不易磨損；向土壤中深土層推進容易；易于根據(jù)土壤發(fā)生層進行不同土層根系取樣；鉆筒中土壤移出容易，且速度快的優(yōu)點。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
一種手動直壓式根鉆，包括定深刻度鉆筒，旋擰于定深刻度鉆筒底端的鉆頭，配置在定深刻度鉆筒頂端側(cè)面的套管式把手套裝，在定深刻度鉆筒內(nèi)部上下活動的活塞式土體推出器；所述的定深刻度鉆筒的側(cè)面開有土壤發(fā)生層觀察窗。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的定深刻度鉆筒為空心的上下端開口的筒形結(jié)構(gòu)，側(cè)面的土壤發(fā)生層觀察窗及其旁邊均刻有或印有刻度線，在刻度線的上表面設(shè)置有保護層，所述的保護層為薄膜、透明膠帶或與定深刻度鉆筒粘接的透明有機玻璃。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的鉆頭底端圓周方向，分布有三角波、鋸齒波或半月牙的形狀，在三角波或鋸齒波的底部有刃部，在三角波方向相同的單側(cè)邊、鋸齒波斜邊或半月牙內(nèi)側(cè)邊有刃部；或者在三角波、鋸齒波或半月牙的兩側(cè)邊有刃部。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的套管式把手套裝包括固定連接在定深刻度鉆筒頂端兩側(cè)的單人直壓式把手，與單人直壓式把手可拆卸連接的雙人手動直壓式把手，與單人直壓式把手可拆卸連接的踏板式單人手動直壓式把手。
上述的一種手動直壓式根鉆，所述的單人直壓式把手為實心體或空心體，單人直壓式把手的截面外輪廓為圓形、橢圓形或正多邊形的實心或空心體；
所述的雙人手動直壓式把手為管狀結(jié)構(gòu)，雙人手動直壓式把手的長度大于單人直壓式把手的長度，雙人手動直壓式把手的空心部分截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且雙人手動直壓式把手的空心部分截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸；
所述的踏板式單人手動直壓式把手
①、包括踏板和連接在踏板端面的連接端，所述踏板的踩踏面為平面矩形、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形，踩踏面的向?qū)γ鏋槠矫婢匦?、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形；所述的連接端為管狀結(jié)構(gòu)，連接端的空心部分截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且連接端的空心部分截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸；
②、包括踏板和配置在踏板端面上的連接孔，所述踏板的踩踏面為平面矩形、向上彎曲 的矩形或向下彎曲的矩形，踩踏面的向?qū)γ鏋槠矫婢匦?、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形；所述的連接孔的截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且連接孔的截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的活塞式土體推出器為餅狀的圓柱體，且中軸部分設(shè)置有通孔，所述的通孔為圓柱通孔或螺紋通孔。上述的一種手動直壓式根鉆，還包括可拆卸連接在定深刻度鉆筒頂端的鉆桿固定支架以及鉆桿；所述鉆桿固定支架的中部設(shè)置有直徑大于鉆桿截面直徑的鉆桿通孔；所述的鉆桿沿定深刻度鉆筒方向穿過鉆桿通孔，利用穿過活塞式土體推出器的通孔的螺絲或螺栓與設(shè)置在鉆桿底端的螺紋孔連接，實現(xiàn)鉆桿與活塞式土體推出器固定連接。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的鉆桿頂端設(shè)置有套在鉆桿外圍的護手限推器，所述的護手限推器的截面直徑大于鉆桿通孔的直徑。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的護手限推器為塑料、膠皮或金屬。上述的一種手動直壓式根鉆，所述的鉆桿的頂端設(shè)置有垂直鉆桿方向的雙用手柄。由于本發(fā)明一種手動直壓式根鉆包括定深刻度鉆筒，旋擰于定深刻度鉆筒底端的鉆頭，配置在定深刻度鉆筒頂端側(cè)面的套管式把手套裝，在定深刻度鉆筒內(nèi)部上下活動的活塞式土體推出器；所述的定深刻度鉆筒的側(cè)面開有土壤發(fā)生層觀察窗；這種設(shè)計使得該根鉆具有切根容易，鉆頭不易磨損；向土壤中深土層推進容易；易于根據(jù)土壤發(fā)生層進行不同土層根系取樣；鉆筒中土壤移出容易，且速度快的優(yōu)點。


圖I是本發(fā)明手動直壓式根鉆結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1定深刻度鉆筒、11刻度線、2鉆頭、3單人直壓式把手、31踏板式單人手動直壓式把手、4活塞式土體推出器、5 土壤發(fā)生層觀察窗、6鉆桿固定支架、7鉆桿、8護手限推器、9雙用手柄。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式
作進一步詳細描述。本實施例的手動直壓式根鉆結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，該根鉆包括定深刻度鉆筒1，旋擰于定深刻度鉆筒I底端的鉆頭2，配置在定深刻度鉆筒I頂端側(cè)面的單人直壓式把手3，在定深刻度鉆筒I內(nèi)部上下活動的活塞式土體推出器4 ;所述的定深刻度鉆筒I的側(cè)面開有土壤發(fā)生層觀察窗5。所述的定深刻度鉆筒I為空心的上下端開口的筒形結(jié)構(gòu)，側(cè)面的土壤發(fā)生層觀察窗5及其旁邊均刻有或印有刻度線11，，在刻度線11的上表面設(shè)置有與定深刻度鉆筒I粘接的透明有機玻璃，所述的有機玻璃還可以替換為透明薄膜或透明膠帶。所述的鉆頭2底端圓周方向，分布有三角波形狀的結(jié)構(gòu)，且在三角波的底部和兩個側(cè)邊，均為刃部。上述鉆頭2底端圓周方向還可以選擇鋸齒波或半月牙形狀的結(jié)構(gòu)，并且可以選擇該形狀的具有相同方向的一個側(cè)邊或者兩個側(cè)邊為鈍部。所述的單人直壓式把手3為實心體，截面外輪廓為圓形，在單人直壓式把手3的外·側(cè)，還套接有踏板式單人手動直壓式把手31，踏板式單人手動直壓式把手31包括踏板和配置在踏板端面上的連接孔，所述的踏板的踩踏面以及與踩踏面相對的面均為平面矩形；所述的連接孔的截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且連接孔的截面尺寸不小于單人直壓式把手3的截面外輪廓尺寸。上述單人直壓式把手3還可以選擇為空心體，截面外輪廓還可以選擇為橢圓形或正多邊形；上述踏板式單人手動直壓式把手31的踩踏面以及與踩踏面相對的面還可以選擇為弧面，該弧面既可以向上彎曲又可以向下彎曲；上述踏板式單人手動直壓式把手31還可以選擇由包括踏板和連接在踏板端面的連接端組成的結(jié)構(gòu)，所述的連接端為管狀結(jié)構(gòu)，連接端的空心部分截面與單人直壓式把手3的截面外輪廓為相似形，且連接端的空心部分截面尺寸不小于單人直壓式把手3的截面外輪廓尺寸。所述的活塞式土體推出器4為餅狀的圓柱體，且中軸部分設(shè)置有通孔，該通孔為圓柱通孔或螺紋通孔。本實施例的手動直壓式根鉆，還包括可拆卸連接在定深刻度鉆筒I頂端的鉆桿固定支架6以及鉆桿7 ;所述鉆桿固定支架6的中部設(shè)置有直徑大于鉆桿7截面直徑的鉆桿通孔；所述的鉆桿7沿定深刻度鉆筒I方向穿過鉆桿通孔，利用穿過活塞式土體推出器4的通孔的螺絲或螺栓與設(shè)置在鉆桿7底端的螺紋孔連接，實現(xiàn)鉆桿7與活塞式土體推出器4固定連接。所述的鉆桿7頂端設(shè)置有套在鉆桿7外圍的護手限推器8，所述的護手限推器8的截面直徑大于鉆桿通孔的直徑，且該護手限推器8為膠皮材料制成。上述護手限推器8還可以選擇為塑料，或鋼、鐵、鋁、銅等金屬材料。所述的鉆桿7的頂端設(shè)置有垂直鉆桿7方向的雙用手柄9，在雙用手柄9的頂端設(shè)
置有鐵石占。該手動直壓式根鉆的使用方法如下
方法一
①單人手持定深刻度鉆筒I頂部兩端的單人直壓式把手3；
②單人順時針直壓旋轉(zhuǎn)定深刻度鉆筒1，使鉆頭2向深土層推進；
③觀察定深刻度鉆筒I上的刻度，當(dāng)鉆頭2達到預(yù)定深度土層底端時，停止旋轉(zhuǎn)定深刻度鉆筒I并將其從土層中拔出；
④單手拎著單人直壓式把手3，另一手拉起雙用手柄9并用活塞式土體推出器4沖擊鉆筒中的土體，使土體從土壤發(fā)生層觀察窗5或鉆頭2處推出；
⑤收集從土壤發(fā)生層觀察窗5或鉆頭2處推出的土體，進行根系的分揀。方法二
①雙人各持一只雙人手動直壓式把手將其套在單人直壓式把手3外端；
②雙人順時針直壓旋轉(zhuǎn)定深刻度鉆筒1，使鉆頭2向更深土層推進；
③同方法一； ④雙人單手拎著單人直壓式把手3，另一手用鐵錘擊打雙用手柄9頂端的鐵砧，使活塞式土體推出器4推動鉆筒中的土體，使土體從土壤發(fā)生層觀察窗5或鉆頭2處推出；
⑤同方法一。方法三
①將踏板式單人手動直壓式把手31套在單人直壓式把手3外端；
②一人站在踏板式單人手動直壓式把手31的踏板上，另一人順時針旋轉(zhuǎn)踏板式單人手動直壓式把手31，使定深刻度鉆筒I順時針旋轉(zhuǎn)，借助人的重力作用，使鉆頭2向更深土層推進；
③同方法一；
④通過土壤發(fā)生層觀察窗5觀察鉆筒中土壤發(fā)生層，用土壤刀依據(jù)觀察到的土壤發(fā)生層分布，對定深刻度鉆筒I中的土柱進行分層切割，使不同土壤發(fā)生層的土體從土壤發(fā)生層觀察窗5或鉆頭2處手動移出；
⑤同方法一。
權(quán)利要求
1.一種手動直壓式根鉆，其特征在于包括定深刻度鉆筒，旋擰于定深刻度鉆筒底端的鉆頭，配置在定深刻度鉆筒頂端側(cè)面的套管式把手套裝，在定深刻度鉆筒內(nèi)部上下活動的活塞式土體推出器；所述的定深刻度鉆筒的側(cè)面開有土壤發(fā)生層觀察窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的定深刻度鉆筒為空心的上下端開口的筒形結(jié)構(gòu)，側(cè)面的土壤發(fā)生層觀察窗及其旁邊均刻有或印有刻度線，在刻度線的上表面設(shè)置有保護層，所述的保護層為薄膜、透明膠帶或與定深刻度鉆筒粘接的透明有機玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的鉆頭底端圓周方向，分布有三角波、鋸齒波或半月牙的形狀，在三角波或鋸齒波的底部有刃部，在三角波方向相同的單側(cè)邊、鋸齒波斜邊或半月牙內(nèi)側(cè)邊有刃部；或者在三角波、鋸齒波或半月牙的兩側(cè)邊有刃部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的套管式把手套裝包括固定連接在定深刻度鉆筒頂端兩側(cè)的單人直壓式把手，與單人直壓式把手可拆卸連接的雙人手動直壓式把手，與單人直壓式把手可拆卸連接的踏板式單人手動直壓式把手。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于 所述的單人直壓式把手為實心體或空心體，單人直壓式把手的截面外輪廓為圓形、橢圓形或正多邊形的實心或空心體； 所述的雙人手動直壓式把手為管狀結(jié)構(gòu)，雙人手動直壓式把手的長度大于單人直壓式把手的長度，雙人手動直壓式把手的空心部分截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且雙人手動直壓式把手的空心部分截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸； 所述的踏板式單人手動直壓式把手結(jié)構(gòu)為 包括踏板和連接在踏板端面的連接端，所述踏板的踩踏面為平面矩形、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形，踩踏面的向?qū)γ鏋槠矫婢匦?、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形；所述的連接端為管狀結(jié)構(gòu)，連接端的空心部分截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且連接端的空心部分截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸； 或者，所述的踏板式單人手動直壓式把手結(jié)構(gòu)為 包括踏板和配置在踏板端面上的連接孔，所述踏板的踩踏面為平面矩形、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形，踩踏面的向?qū)γ鏋槠矫婢匦?、向上彎曲的矩形或向下彎曲的矩形；所述的連接孔的截面與單人直壓式把手的截面外輪廓為相似形，且連接孔的截面尺寸不小于單人直壓式把手的截面外輪廓尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的活塞式土體推出器為餅狀的圓柱體，且中軸部分設(shè)置有通孔，所述的通孔為圓柱通孔或螺紋通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于還包括可拆卸連接在定深刻度鉆筒頂端的鉆桿固定支架以及鉆桿；所述鉆桿固定支架的中部設(shè)置有直徑大于鉆桿截面直徑的鉆桿通孔；所述的鉆桿沿定深刻度鉆筒方向穿過鉆桿通孔，利用穿過活塞式土體推出器的通孔的螺絲或螺栓與設(shè)置在鉆桿底端的螺紋孔連接，實現(xiàn)鉆桿與活塞式土體推出器固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的鉆桿頂端設(shè)置有套在鉆桿外圍的護手限推器，所述的護手限推器的截面直徑大于鉆桿通孔的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的護手限推器為塑料、膠皮或金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種手動直壓式根鉆，其特征在于所述的鉆桿的頂端設(shè)置有垂直鉆桿方向的雙用手柄。
全文摘要
一種手動直壓式根鉆屬于森林生態(tài)系統(tǒng)根取樣工具；該根鉆包括定深刻度鉆筒，旋擰于定深刻度鉆筒底端的鉆頭，配置在定深刻度鉆筒頂端側(cè)面的套管式把手套裝，在定深刻度鉆筒內(nèi)部上下活動的活塞式土體推出器；所述的定深刻度鉆筒的側(cè)面開有土壤發(fā)生層觀察窗；本發(fā)明一種手動直壓式根鉆，具有切根容易，鉆頭不易磨損；向土壤中深土層推進容易；易于根據(jù)土壤發(fā)生層進行不同土層根系取樣；鉆筒中土壤移出容易，且速度快的優(yōu)點。
文檔編號G01N1/08GK102890011SQ20121042216
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者孫志虎, 金光澤, 王傳寬 申請人:東北林業(yè)大學(xué)