一種土壤水勢測定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及水分測量裝置，特別涉及一種土壤水勢測定儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤水分是植物吸收水分的主要來源（水培植物除外）。土壤水分的主要來源是 降水和灌溉水，參與巖石圈一生物圈一大氣圈一水圈的水分大循環(huán)。
[0003] 水分是天然土壤的一個重要組成部分，它不僅影響到土壤的物理性質(zhì)，制約著土 壤中養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)移和微生物的活動，而且是構(gòu)成土壤肥力的一個重要因素，更是一切植 物賴以生存的基木條件。
[0004] 土壤水分受土壤孔隙間的毛管引力和土粒的分子引力的作用，使水分處于負(fù)壓 (吸力）狀態(tài)，負(fù)壓式土壤張力計就是測定土壤吸力的儀器。土壤水吸力是土壤水分的強(qiáng)度 指標(biāo)。土壤水吸力的大小與土壤水的流動性及對植物的有效性有密切的關(guān)系。
[0005] 土壤含水量是土壤水的容量指標(biāo)，土壤水的吸力大小與土壤含水量之間有一定關(guān) 系，一般講，土壤吸力越大，含水量越?。煌寥牢τ?，含水量愈多，所以負(fù)壓式土壤張力 計的讀數(shù)能大致反映出土壤含水量狀況。
[0006] 要了解土壤水分運(yùn)動及土壤對植物的供水能力，只有土壤水分?jǐn)?shù)量的觀念是不夠 的。例如，對粘土的土壤含水量為23%，砂土的土壤含水量為17%，兩土樣接觸，土壤水應(yīng) 怎樣移動？如果只考慮土壤水分?jǐn)?shù)量的觀念，似乎土壤水分應(yīng)從粘土土樣流向砂土，但事 實恰恰相反。正因為此時砂土的土壤水分能量高，即砂土的土水勢大，使水分由砂土流向粘 土。這充分說明，只有土壤水分?jǐn)?shù)量的觀念，尚不能很好研宄土壤水分運(yùn)動及對植物的供 水，必須建立土壤水分能量的觀念，即土水勢的概念。
[0007] 土壤水勢的測量有張力計法、負(fù)壓法、離心機(jī)法、壓力膜法等。中國專利《一種現(xiàn)場 土壤水勢測量儀及其使用方法》（CN201410021728.2)公開了一種現(xiàn)場土壤水勢測量儀，包 括底座、感應(yīng)套筒、外套筒、壓力傳感器、所述底座設(shè)有腔體及錐底，所述底座的錐底開設(shè)有 排水孔，所述排水孔連通于腔體，所述壓力傳感器的一端伸入底座的腔體中并與所述底座 緊密連接，所述外套筒套接于所述壓力傳感器與底座外側(cè)，底座外周圍繞所述腔體開設(shè)有 凹槽，所述底座上還開設(shè)有預(yù)制透水孔，所述預(yù)制透水孔連通所述凹槽與腔體，所述感應(yīng) 套筒套接于所述底座并封蓋于該凹槽外側(cè)。該測量儀雖然能保證內(nèi)部腔體無氣泡，而且飽 和步驟簡單，飽和效果好，不易汽化；底座設(shè)置錐底，有利于現(xiàn)場儀器的打設(shè)，并能保證與土 體接觸良等優(yōu)點，但由于需要壓力傳感器進(jìn)行測量，增加了成本，不利于推廣。
[0008] 目前土壤水勢的測量方法中，負(fù)壓式土壤張力計結(jié)構(gòu)簡單，不需要配備壓力傳感 器，造價最低。該儀器能直接在田間測量，來指示灌溉，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。隨著對土壤水分能 量的深人研宄，對測定土壤水勢精確度要求更高，但是目前U型管式水銀張力計測量精度 較粗，一般讀數(shù)精度在1.0 mm汞柱，加上觀察的讀數(shù)誤差，常常達(dá)不到這個精度，影響了負(fù) 壓式土壤張力計的應(yīng)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型的目的在于提供一種土壤水勢測定儀，該測量裝置不僅具有準(zhǔn)確度 高，顯示直觀，使用簡單，價格低廉的特點，而且可以直接測量田間兩點水勢差異情況，及時 反映土壤水分的運(yùn)動趨勢，來指示田間的灌溉。
[0010] 本實用新型的設(shè)計思路是：將水銀壓力表、黃液壓力表與集氣管和探頭整體結(jié)合， 不同土壤處的吸力差異將直接反映在水銀壓力表和黃液壓力表上，通過計算，可以準(zhǔn)確得 知田間兩點水勢差異情況。
[0011] 本實用新型的技術(shù)方案是：一種土壤水勢測定儀，其特征在于：由固定板、托板、 左集氣管、右集氣管、水銀壓力表、黃液壓力表、陶土頭和連接管所組成；所述左集氣管和右 集氣管的上端是注水口，該注水口用橡皮塞密封；左集氣管旁側(cè)設(shè)置有三個接嘴，所述三個 接嘴通過軟塑料管或玻璃管分別與U形水銀壓力表左臂、黃液壓力表U形管左臂和連接管 連接；右集氣管旁側(cè)設(shè)置有二個接嘴，所述二個接嘴通過軟塑料管或玻璃管分別與黃液壓 力表U形管右臂和連接管連接；所述連接管底部連接有陶土頭。
[0012] 進(jìn)一步地，所述左集氣管和右集氣管由有機(jī)玻璃或玻璃制成。
[0013] 進(jìn)一步地，所述黃液壓力表內(nèi)的液體為三溴甲烷。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的固定板上有開孔，通過開孔用繩子或鐵絲將水銀壓力表和黃液 壓力表固定在固定板上。
[0015] 左集氣管對應(yīng)的陶土頭所測的土壤吸力可以以下面的公式計算：
[0016] I^1=(h^h2)X13. 6-(H+h^
[0017] 式中：
[0018] 步丨為土壤吸力（cm水柱高）；
[0019] Ii1為左邊水銀柱讀數(shù)（cm);
[0020] h2為右邊水銀柱高讀數(shù)（cm);
[0021] H為U形壓力計零位讀數(shù)點至埋設(shè)的陶土頭中心點的垂直距離（cm)。
[0022] 右集氣管對應(yīng)的陶土頭所測的土壤吸力以下面的公式計算：
[0023] i])2=I]) ^y(Cly-I)
[0024] 式中：
[0025] 步:為左集氣管對應(yīng)的陶土頭所測土壤吸力（cm水柱高）；
[0026] 步2為右集氣管對應(yīng)的陶土頭所測土壤吸力（cm水柱高）；
[0027] y為黃液柱柱差（(cm);
[0028] dy為黃液比重。
[0029] 本實用新型的有益效果是：
[0030] (1)普通負(fù)壓式水銀張力計最小讀數(shù)Imm采柱，即最小讀數(shù)為13. 6mm水柱；該土 壤水勢測定儀讀數(shù)更精確，最小讀數(shù)為I.Omm水柱，提高精確度13. 6倍，使用其測定土壤水 勢更準(zhǔn)確；
[0031] (2)該土壤水勢測定儀采用兩點測定，能直接反映田間兩點水勢差異情況，判斷田 間土壤水分運(yùn)動趨勢；
[0032] 綜上所述，該測量裝置不僅具有準(zhǔn)確度高，顯示直觀，使用簡單，價格低廉的特點， 而且可以直接測量田間兩點水勢差異情況，及時反映土壤水分的運(yùn)動趨勢，來指示田間的 灌溉。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2為本實用新型部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3為本實用新型測量狀態(tài)示意圖。
[0036] 圖中：1、固定板；2、托板；3、左集氣管；4、右集氣管；5、水銀壓力表；6、黃液壓力 表；7、陶土頭；8、連接管；9、注水口；10、橡皮塞；11、接嘴；12、開孔。
【具體實施方式】
[0037] 實施例一：
[0038] 如附圖1、附圖2和附圖3所示：一種土壤水勢測定儀，其特征在于：由固定板1、托 板2、左集氣管3、右集氣管4、水銀壓力表5、黃液壓力表6、陶土頭7和連接管8所組成；所 述固定板1上有開孔12,通過開孔12用鐵絲將水銀壓力表5和黃液壓力表6固定在固定板 1上；所述左集氣管3和右集氣管4由有機(jī)玻璃制成；所述黃液壓力表6內(nèi)的液體為三溴甲 烷，所述左集氣管3和右集氣管4的上端是注水口 9,該注水口 9用橡皮塞10密封；左集氣 管3旁側(cè)設(shè)置有三個接嘴11，所述三個接嘴11通過軟塑料管或玻璃管分別與U形水銀壓力 表5左臂、U形黃液壓力表6左臂和連接管8連接；右集氣管4旁側(cè)設(shè)置有二個接嘴11，所 述二個接嘴11通過軟塑料管或玻璃管分別與U形管黃液壓力表6右臂和連接管8連接；所 述連接管8底部連接有陶土頭7。
[0039] 本實用新型的工作過程為：水銀壓力表5中灌注水銀至0刻度，其左邊水銀柱上部 管中加滿無氣蒸餾水，并接上一個三通集氣管；黃液壓力表6中灌注比重較小的三溴甲烷 至〇刻度；從集氣管向張力計中注入無氣蒸餾水，使所有管道都充滿無氣蒸餾水，然后塞好 集氣管上的塞子，進(jìn)行除氣處理，除氣處理完畢后，將陶土頭浸泡水中備用。為避免漏氣，所 有接口涂上密封膠。
[0040] 在田間選擇有代表性地點，根據(jù)測定的深度，用張力計鉆在測定地點鉆孔，將埋設(shè) 深度處的土壤和成泥漿，注人鉆孔中，將土壤水勢測定儀埋人鉆孔中，保證陶土頭7與土壤 緊密接觸，兩陶土頭保持同一深度處，在土壤水勢測定儀注入無氣蒸餾水并密封24h后便 可讀數(shù)測定。在田間條件下，為了少受氣溫的影響，每天上午9:00測定，測定時注意將張力 計管內(nèi)氣泡排到集氣管中，方法是用手指輕輕不斷彈張力計聯(lián)結(jié)管。
[0041] 為了比較本實用新型土壤水勢測定儀的測定準(zhǔn)確性，以測定土壤水勢基準(zhǔn)方 法一一吸力平板儀法作參照，比較土壤水勢測定儀和負(fù)壓式水銀張力計測定準(zhǔn)確性及靈敏 度，其測定結(jié)果見表1。
[0042] 表1測定土壤水勢的不同儀器的比較
【主權(quán)項】
1. 一種土壤水勢測定儀，其特征在于：由固定板（I)、托板（2)、左集氣管（3)、右集氣管 (4)、水銀壓力表（5)、黃液壓力表(6)、陶土頭（7)和連接管（8)所組成；所述左集氣管（3) 和右集氣管（4)的上端是注水口（9)，該注水口（9)用橡皮塞（10)密封；左集氣管（3)旁 側(cè)設(shè)置有三個接嘴（10)，所述三個接嘴（10)通過軟塑料管或玻璃管分別與U形水銀壓力 表（5)左臂、黃液壓力表（6)U形管左臂和連接管（8)連接；右集氣管（4)旁側(cè)設(shè)置有二個 接嘴（11)，所述二個接嘴（11)通過軟塑料管或玻璃管分別與黃液壓力表（6)U形管右臂和 連接管（8)連接；所述連接管（8)底部連接有陶土頭（7)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種土壤水勢測定儀，其特征在于：所述左集氣管（3)和右集 氣管（4)由有機(jī)玻璃或玻璃制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種土壤水勢測定儀，其特征在于：所述黃液壓力表（6)內(nèi)的 液體為三溴甲烷。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種土壤水勢測定儀，其特征在于：所述的固定板（1)上有開 孔（12)，通過開孔（12)用繩子或鐵絲將水銀壓力表（5)和黃液壓力表（6)固定在固定板 ⑴上。
【專利摘要】本實用新型提供一種土壤水勢測定儀，由固定板、托板、左集氣管、右集氣管、水銀壓力表、黃液壓力表、陶土頭和連接管所組成；所述左集氣管和右集氣管的上端是注水口，該注水口用橡皮塞密封；左集氣管旁側(cè)設(shè)置有三個接嘴，所述三個接嘴通過軟塑料管或玻璃管分別與U形水銀壓力表左臂、黃液壓力表U形管左臂和連接管連接；右集氣管旁側(cè)設(shè)置有二個接嘴，所述二個接嘴通過軟塑料管或玻璃管分別與黃液壓力表U形管右臂和連接管連接；所述連接管底部連接有陶土頭。該測量裝置不僅具有準(zhǔn)確度高、顯示直觀、使用簡單、價格低廉的特點，而且可以直接測量田間兩點水勢差異情況，及時反映土壤水分的運(yùn)動趨勢，來指示田間的灌溉。
【IPC分類】G01N7-00
【公開號】CN204389333
【申請?zhí)枴緾N201520078117
【發(fā)明人】武利玉, 蘇德榮, 田媛, 孫玉泉, 蘇世平, 白星
【申請人】甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月4日