测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统。包括：采集原状土条件下的土壤土块，进行测定得到土壤土块体积含水量；将土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气后扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移，获取第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的参数，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。应用本发明，可以提高土壤容重的测定效率和测定精度。
【专利说明】测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤理化性质测定技术，特别涉及一种测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统。
【背景技术】
[0002]土壤容重是指在田间状态下单位体积土壤的干质量。土壤容重作为土壤的基本属性，其大小可以反映土壤结构、透气性、透水性以及保水能力的高低，是描述土壤质量最基础、最重要的指标之一，也是农田土地平整、计算土壤储水量、估算土壤养分总量、评价土壤通透性、评估土壤耕作阻力以及计算土壤三相比等生产与科研活动的基本参数。因此，在农业生产与科研中，测定土壤容重是进行土壤调查和质量评价不可或缺的工作内容。
[0003]实际应用中，土壤容重的计算公式一般采用单位体积的土壤(土壤体积包括土壤土粒体积以及土壤土粒间的孔隙体积)烘干后的重量，也称为土壤干容重。因而，土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。土壤越疏松多孔，土壤容重越小；土壤越紧实，土壤容重越大。
[0004]目前测定土壤容重的方法主要包括莎伦树脂包膜土块法和环刀法。其中，莎伦树脂包膜土块法是利用利用莎伦树脂的不透水性，将土壤土块浸蘸在莎伦树脂的丙酮溶液中后，在土壤土块表面形成不透水的薄膜，再将形成了不透水薄膜的土壤土块浸没入水中，通过求取排开水的体积而得到土壤土块体积；然后，通过烘干法求算出土壤土块重量，根据土壤土块重量以及土壤土块体积计算出土壤容重。但该方法需要丙酮、莎伦树脂等特定的试齐U，测定土壤容重的成本较高；同时，形成的薄膜容易破损对测定结果带来偏差，使得土壤容重的测定精度较低；且该方法操作繁琐，不能进行野外快速测定土壤容重。
[0005]为了降低测定土壤容重的成本并能进行野外快速测定土壤容重，提出了采用环刀法测定土壤容重。具体来说，通过在钢制环刀中设置用于装填土壤的预定体积，并将该设置有预定体积的钢制环刀砸入土壤中，然后抠出，再从钢制环刀中取出装填的土壤，该装填的土壤体积为设置的预定体积；同时，获取取出的装填的土壤的重量，得到土壤湿重量；再通过烘干法烘干取出的装填的土壤，得到土壤干重量，从而可以根据土壤湿重量以及土壤干重量求算出土壤含水量，再根据土壤体积、土壤干重量以及土壤含水量，可以分别计算出土壤干容重和土壤湿容重。但该方法在取土过程中，由于需要将钢制环刀砸入土壤中，土壤往往受到了强力挤压，因而，测定得到的土壤容重往往高于真实的土壤容重，土壤容重的测定精度还是不高；而且，如果土壤砾石含量高，由于易对钢制环刀造成损伤，则无法用环刀法，也使得应用于野外快速测定土壤容重的环刀法受到一定的限制。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种测定土壤容重的方法，提高土壤容重的测定精度。
[0007]本发明的另一目的在于提出一种土壤容重测定系统，提高土壤容重的测定精度。[0008]为达到上述目的，本发明提供了一种测定土壤容重的方法，该方法包括:
[0009]采集原状土条件下的土壤土块；
[0010]对采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；
[0011]将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量;
[0012]将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；
[0013]推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；
[0014]根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；
[0015]根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。
[0016]较佳地，所述土壤土块体积计算公式为:
【权利要求】
1.一种测定土壤容重的方法，其特征在于，该方法包括: 采集原状土条件下的土壤土块； 对采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量； 将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量； 将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压； 推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压； 根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积； 根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤土块体积计算公式为:
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述土壤湿容重的计算公式为:
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述土壤干容重的计算公式为: r=R-W 式中， r为土壤干容重； W为土壤土块体积含水量。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括: 从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压； 推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积； 根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述解除密封袋后的土壤土块体积计算公式为:
7.如权利要求6所述的方法， 其特征在于，所述土壤总空隙度的计算公式为:
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括: 根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度，所述土壤密度计算公式为:
9.一种土壤容重测定系统，其特征在于，该系统包括:采集模块、体积含水量测定模块、质量测定模块、体积测定模块以及土壤干容重计算模块，其中， 采集模块，用于采集原状土条件下的土壤土块； 体积含水量测定模块，用于对采集模块采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量； 质量测定模块，用于将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量； 体积测定模块，用于将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积; 土壤干容重计算模块，用于根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括:土壤总空隙度计算模块以及土壤密度计算模块，其中， 土壤总空隙度计算模块，用于从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度； 土壤密度计 算模块，用于根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度。
【文档编号】G01N9/02GK103558120SQ201310554449
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】龙怀玉, 张认连, 雷秋良 申请人:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所