一种现场测定土壤含水量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤墒情监测技术领域，涉及一种土壤含水量测定方法。
【背景技术】
[0002] 土壤墒情监测是抗旱的重要基础工作，墒情监测要求测量墒情站土壤含水量，基 本测量方法有人工取土烘干法和自动监测仪器法等。墒情自动监测仪器按照使用方法可分 为固定埋设式和便携式，固定埋设式监测仪器所在位置的土壤结构和环境变化难以与大田 保持同步，监测数据代表性较差。便携式监测仪器可直接在大田使用，但在干旱或土壤粘度 较大时，难以插入土壤，容易损坏监测仪器，多次多点测量时监测仪器传感器与土壤接触程 度难以保持一致，影响监测数据准确度。此外，墒情自动监测仪器安装后，还应与墒情站土 壤建立新的率定公式，通过与人工取土烘干法得到的重量含水量进行对比分析，其监测数 据误差小于规范要求时方可使用。而率定公式及对比观测分析过程中耗费大量人力和资 金，耗时较长。相比仪器而言，人工取土烘干法的准确性较高。但人工取土烘干法耗时长，监 测数据时效性较差，而且野外取样到室内烘干过程中土壤水分有一定损失，而且具体操作 时烘干时间掌握尺度不一致，这些因素也会影响监测数据准确度。此外，现有人工取土方式 会破坏环刀内原状土结构，影响测量数据的准确性。因此目前，尚缺乏一种准确度较高的土 壤含水量测定方法。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明公开了一种在现场测定土壤含水量的方法，直接在大田 作物下取土称重，通过公式计算得到监测数据。
[0004] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] -种现场测定土壤含水量的方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤一，标定标准容积干土重：
[0007] 步骤1，使用若干个相同容积的环刀，在同一土壤深度分别钻取若干份土壤样品， 取土过程如下：
[0008] 步骤A，在采集位置地面处，将取土设备钻头向下令钻头底部接触地面，垂直缓慢 旋转取土设备，边旋转边下压，通过观察刻度杆上的刻度确定钻进深度位置；
[0009] 步骤B，当环刀达到采集深度后，旋转提出取土设备，所述旋转方向与步骤A取土设 备旋转方向相同；
[0010]步骤C，使用削土刀分别探进钻头和定位座上的各切土口，切断环刀上下两端附近 的土壤。
[0011] 步骤D，分别旋转卸下钻头和环刀，使用削土刀削平环刀上下两端的土壤，完成一 个深度土壤样品的采集；
[0012] 步骤2,将取得的土壤样品盖上环刀底盖和顶盖带回室内，把揭开顶盖的环刀放入 烘箱中烘干；
[0013] 步骤3,取出烘干后的环刀及其内土壤样品，盖好顶盖放入干燥器中冷却至常温时 称重，记录环刀+干土+底盖+顶盖的重量，除去干土擦净环刀，再次称量环刀+底盖+顶盖的 重量，计算两次称量数据差得到标准容积环刀内干土重；
[0014] 步骤4,通过步骤2-3得到步骤1中取出的所有环刀干土重后，计算其平均值作为该 墒情站标准容积的干土重w2;
[0015] 步骤二，现场取土称重测量土壤含水量；
[0016] 步骤1，采用取土设备，利用步骤A-D的方法在墒情站钻取相同容积的原状土，盖好 底盖和顶盖；
[0017] 步骤2，在取土现场使用电子天平称重；
[0018] 步骤3,将称重后重量减去已知的环刀+底盖+顶盖的重量，得到湿土重w1。
[0019]步骤4，采用以下公式计算土壤含水量：
[0020]
[0021]式中：
[0022] ω 一一土壤重量含水量，百分数表示（％ );
[0023] w1--湿土重量，单位为克(g);
[0024] w2一一干土重量，单位为克（g)。
[0025] 进一步的，当土壤样品采集深度较大时，在取土过程中每钻进一段距离提出取土 设备，使用推土杆顶出钻头和环刀内的土壤后继续钻进。
[0026]进一步的，所述烘箱温度设置在105°C±2°C，持续恒温至少24h。
[0027]进一步的，当土壤样品为黏性土壤时延长烘干时间5-12小时。
[0028]进一步的，所述取土设备包括钻头、环刀、定位座、刻度杆，所述环刀可拆卸式地连 接在定位座底部，所述钻头可拆卸式地连接在环刀底部，所述定位座连接在刻度杆底部，所 述刻度杆、定位座、环刀、钻头内均具有空腔且彼此连通，刻度杆内设有推土杆，推土杆底部 连接有推土栓，推土杆能够在空腔内上下移动，所述推土杆和刻度杆能够通过固定装置连 接，所述钻头侧面设有若干下切土口，所述下切土口高度低于或等于环刀下边缘高度，所述 定位座侧面设有若干上切土口，所述上切土口高度高于或等于环刀上边缘高度。
[0029] 进一步的，所述环刀上部设有若干上立柱，所述定位座侧面底部设有用于容纳上 立柱的定位座卡口，所述环刀下部设有若干下立柱，所述钻头侧面顶部设有用于容纳下立 柱的钻头卡口，所述定位座卡口和钻头卡口方向相反。
[0030] 进一步的，所述钻头底部设有若干钻土切角。
[0031] 进一步的，所述钻土切角连接有导土槽。
[0032] 进一步的，所述推土杆上设有至少两个固定孔。
[0033] 进一步的，所述固定装置包括插拔销。
[0034] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
[0035]本发明采用专用取土设备，在大田作物下采用钻进方式进行旋转取土，可以避免 对原状土的震动破坏，钻孔对大田植被作物和土壤结构的影响最低，便于快速回填。另外， 通过观察刻度杆可以精确定位环刀中心距离地面深度，能够精确采集土壤样品；现场取土 称重方式还能有效避免土壤水分损失。因此，本发明采用的方法精确测定了土壤含水量，能 够避免仪器检测法和传统人工取土烘干法的种种缺陷。
【附图说明】
[0036]图1为钻取标准容积原状土的取土设备总体结构示意图；
[0037]图2为钻取标准容积原状土的取土设备下端部分结构示意图；
[0038] 图3为定位座和连接座结构示意图，其中(a)为纵向剖视图，（b)为俯视图；
[0039] 图4为环刀结构示意图，其中(a)为外立面结构图，（b)为俯视图；
[0040] 图5为钻头结构示意图，其中(a)为纵向剖视图，（b)为俯视图；
[0041]图6为钻取标准容积原状土的取土设备顶端部分结构示意图，其中（a)为插拔销插 入下固定孔的状态示意图；（b)为(a)的俯视图；
[0042]图7为称重设备示意图。
[0043] 附图标记列表：
[0044] 10-环形钻头，11-钻土切角，12-导土槽，13-刃口，14-下切土口，15-钻头卡口，20-环刀，21-环刀中心线，22-下立柱，23-上立柱，30-定位座，31-卡口，32-上切土口，40-连接 座，41-螺丝，50-刻度杆，51-突柱，52-刻度杆把手，53-插拔销，54-挡片，55-弹簧，60-推土 杆，61 -推土栓，62-推土杆把手，63-下固定孔，64-上固定孔。
【具体实施方式】
[0045] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体 实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0046]请参阅图1、图2、图3,本发明采用专用的钻取标准容积原状土的取土设备进行取 土，尽可能不破坏土壤状态，取土设备结构从下至上包括钻头10、环刀20、定位座30、刻度杆 50,其中，钻头10、环刀20均为圆筒形，图中，钻头10连接在环刀20底部，环刀20连接在定位 座30底部，定位座30与刻度杆50连接，刻度杆50上具有刻度，可以标示环刀20钻进土壤的深 度，定位座30顶端具有一连接座40，本例中连接座40与定位座30为一体结构。连接座40直径 较定位座30小，其尺寸与刻度杆50相配合，连接座40内径等于或稍大于刻度杆50外径，采用 4个螺丝41(也可以用其他紧固件)将连接座40连接在刻度杆50底部，四个螺丝41分为两组， 每组为两个相对设置的螺丝，如图2所示，其中一组设置在连接座40上