一种土壤水势测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及水分测量装置，特别涉及一种土壤水势测定仪。
【背景技术】
[0002] 土壤水分是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外）。土壤水分的主要来源是 降水和灌溉水，参与岩石圈一生物圈一大气圈一水圈的水分大循环。
[0003] 水分是天然土壤的一个重要组成部分，它不仅影响到土壤的物理性质，制约着土 壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，而且是构成土壤肥力的一个重要因素，更是一切植 物赖以生存的基木条件。
[0004] 土壤水分受土壤孔隙间的毛管引力和土粒的分子引力的作用，使水分处于负压 (吸力）状态，负压式土壤张力计就是测定土壤吸力的仪器。土壤水吸力是土壤水分的强度 指标。土壤水吸力的大小与土壤水的流动性及对植物的有效性有密切的关系。
[0005] 土壤含水量是土壤水的容量指标，土壤水的吸力大小与土壤含水量之间有一定关 系，一般讲，土壤吸力越大，含水量越小；土壤吸力愈小，含水量愈多，所以负压式土壤张力 计的读数能大致反映出土壤含水量状况。
[0006] 要了解土壤水分运动及土壤对植物的供水能力，只有土壤水分数量的观念是不够 的。例如，对粘土的土壤含水量为23%，砂土的土壤含水量为17%，两土样接触，土壤水应 怎样移动？如果只考虑土壤水分数量的观念，似乎土壤水分应从粘土土样流向砂土，但事 实恰恰相反。正因为此时砂土的土壤水分能量高，即砂土的土水势大，使水分由砂土流向粘 土。这充分说明，只有土壤水分数量的观念，尚不能很好研宄土壤水分运动及对植物的供 水，必须建立土壤水分能量的观念，即土水势的概念。
[0007] 土壤水势的测量有张力计法、负压法、离心机法、压力膜法等。中国专利《一种现场 土壤水势测量仪及其使用方法》（CN201410021728.2)公开了一种现场土壤水势测量仪，包 括底座、感应套筒、外套筒、压力传感器、所述底座设有腔体及锥底，所述底座的锥底开设有 排水孔，所述排水孔连通于腔体，所述压力传感器的一端伸入底座的腔体中并与所述底座 紧密连接，所述外套筒套接于所述压力传感器与底座外侧，底座外周围绕所述腔体开设有 凹槽，所述底座上还开设有预制透水孔，所述预制透水孔连通所述凹槽与腔体，所述感应 套筒套接于所述底座并封盖于该凹槽外侧。该测量仪虽然能保证内部腔体无气泡，而且饱 和步骤简单，饱和效果好，不易汽化；底座设置锥底，有利于现场仪器的打设，并能保证与土 体接触良等优点，但由于需要压力传感器进行测量，增加了成本，不利于推广。
[0008] 目前土壤水势的测量方法中，负压式土壤张力计结构简单，不需要配备压力传感 器，造价最低。该仪器能直接在田间测量，来指示灌溉，应用相当广泛。随着对土壤水分能 量的深人研宄，对测定土壤水势精确度要求更高，但是目前U型管式水银张力计测量精度 较粗，一般读数精度在1.0 mm汞柱，加上观察的读数误差，常常达不到这个精度，影响了负 压式土壤张力计的应用。 【实用新型内容】
[0009] 本实用新型的目的在于提供一种土壤水势测定仪，该测量装置不仅具有准确度 高，显示直观，使用简单，价格低廉的特点，而且可以直接测量田间两点水势差异情况，及时 反映土壤水分的运动趋势，来指示田间的灌溉。
[0010] 本实用新型的设计思路是：将水银压力表、黄液压力表与集气管和探头整体结合， 不同土壤处的吸力差异将直接反映在水银压力表和黄液压力表上，通过计算，可以准确得 知田间两点水势差异情况。
[0011] 本实用新型的技术方案是：一种土壤水势测定仪，其特征在于：由固定板、托板、 左集气管、右集气管、水银压力表、黄液压力表、陶土头和连接管所组成；所述左集气管和右 集气管的上端是注水口，该注水口用橡皮塞密封；左集气管旁侧设置有三个接嘴，所述三个 接嘴通过软塑料管或玻璃管分别与U形水银压力表左臂、黄液压力表U形管左臂和连接管 连接；右集气管旁侧设置有二个接嘴，所述二个接嘴通过软塑料管或玻璃管分别与黄液压 力表U形管右臂和连接管连接；所述连接管底部连接有陶土头。
[0012] 进一步地，所述左集气管和右集气管由有机玻璃或玻璃制成。
[0013] 进一步地，所述黄液压力表内的液体为三溴甲烷。
[0014] 进一步地，所述的固定板上有开孔，通过开孔用绳子或铁丝将水银压力表和黄液 压力表固定在固定板上。
[0015] 左集气管对应的陶土头所测的土壤吸力可以以下面的公式计算：
[0016] I^1=(h^h2)X13. 6-(H+h^
[0017] 式中：
[0018] 步丨为土壤吸力（cm水柱高）；
[0019] Ii1为左边水银柱读数（cm);
[0020] h2为右边水银柱高读数（cm);
[0021] H为U形压力计零位读数点至埋设的陶土头中心点的垂直距离（cm)。
[0022] 右集气管对应的陶土头所测的土壤吸力以下面的公式计算：
[0023] i])2=I]) ^y(Cly-I)
[0024] 式中：
[0025] 步:为左集气管对应的陶土头所测土壤吸力（cm水柱高）；
[0026] 步2为右集气管对应的陶土头所测土壤吸力（cm水柱高）；
[0027] y为黄液柱柱差（(cm);
[0028] dy为黄液比重。
[0029] 本实用新型的有益效果是：
[0030] (1)普通负压式水银张力计最小读数Imm采柱，即最小读数为13. 6mm水柱；该土 壤水势测定仪读数更精确，最小读数为I.Omm水柱，提高精确度13. 6倍，使用其测定土壤水 势更准确；
[0031] (2)该土壤水势测定仪采用两点测定，能直接反映田间两点水势差异情况，判断田 间土壤水分运动趋势；
[0032] 综上所述，该测量装置不仅具有准确度高，显示直观，使用简单，价格低廉的特点， 而且可以直接测量田间两点水势差异情况，及时反映土壤水分的运动趋势，来指示田间的 灌溉。
【附图说明】
[0033] 图1为本实用新型结构示意图；
[0034] 图2为本实用新型部分结构示意图；
[0035] 图3为本实用新型测量状态示意图。
[0036] 图中：1、固定板；2、托板；3、左集气管；4、右集气管；5、水银压力表；6、黄液压力 表；7、陶土头；8、连接管；9、注水口；10、橡皮塞；11、接嘴；12、开孔。
【具体实施方式】
[0037] 实施例一：
[0038] 如附图1、附图2和附图3所示：一种土壤水势测定仪，其特征在于：由固定板1、托 板2、左集气管3、右集气管4、水银压力表5、黄液压力表6、陶土头7和连接管8所组成；所 述固定板1上有开孔12,通过开孔12用铁丝将水银压力表5和黄液压力表6固定在固定板 1上；所述左集气管3和右集气管4由有机玻璃制成；所述黄液压力表6内的液体为三溴甲 烷，所述左集气管3和右集气管4的上端是注水口 9,该注水口 9用橡皮塞10密封；左集气 管3旁侧设置有三个接嘴11，所述三个接嘴11通过软塑料管或玻璃管分别与U形水银压力 表5左臂、U形黄液压力表6左臂和连接管8连接；右集气管4旁侧设置有二个接嘴11，所 述二个接嘴11通过软塑料管或玻璃管分别与U形管黄液压力表6右臂和连接管8连接；所 述连接管8底部连接有陶土头7。
[0039] 本实用新型的工作过程为：水银压力表5中灌注水银至0刻度，其左边水银柱上部 管中加满无气蒸馏水，并接上一个三通集气管；黄液压力表6中灌注比重较小的三溴甲烷 至〇刻度；从集气管向张力计中注入无气蒸馏水，使所有管道都充满无气蒸馏水，然后塞好 集气管上的塞子，进行除气处理，除气处理完毕后，将陶土头浸泡水中备用。为避免漏气，所 有接口涂上密封胶。
[0040] 在田间选择有代表性地点，根据测定的深度，用张力计钻在测定地点钻孔，将埋设 深度处的土壤和成泥浆，注人钻孔中，将土壤水势测定仪埋人钻孔中，保证陶土头7与土壤 紧密接触，两陶土头保持同一深度处，在土壤水势测定仪注入无气蒸馏水并密封24h后便 可读数测定。在田间条件下，为了少受气温的影响，每天上午9:00测定，测定时注意将张力 计管内气泡排到集气管中，方法是用手指轻轻不断弹张力计联结管。
[0041] 为了比较本实用新型土壤水势测定仪的测定准确性，以测定土壤水势基准方 法一一吸力平板仪法作参照，比较土壤水势测定仪和负压式水银张力计测定准确性及灵敏 度，其测定结果见表1。
[0042] 表1测定土壤水势的不同仪器的比较
【主权项】
1. 一种土壤水势测定仪，其特征在于：由固定板（I)、托板（2)、左集气管（3)、右集气管 (4)、水银压力表（5)、黄液压力表(6)、陶土头（7)和连接管（8)所组成；所述左集气管（3) 和右集气管（4)的上端是注水口（9)，该注水口（9)用橡皮塞（10)密封；左集气管（3)旁 侧设置有三个接嘴（10)，所述三个接嘴（10)通过软塑料管或玻璃管分别与U形水银压力 表（5)左臂、黄液压力表（6)U形管左臂和连接管（8)连接；右集气管（4)旁侧设置有二个 接嘴（11)，所述二个接嘴（11)通过软塑料管或玻璃管分别与黄液压力表（6)U形管右臂和 连接管（8)连接；所述连接管（8)底部连接有陶土头（7)。
2. 如权利要求1所述的一种土壤水势测定仪，其特征在于：所述左集气管（3)和右集 气管（4)由有机玻璃或玻璃制成。
3. 如权利要求1所述的一种土壤水势测定仪，其特征在于：所述黄液压力表（6)内的 液体为三溴甲烷。
4. 如权利要求1所述的一种土壤水势测定仪，其特征在于：所述的固定板（1)上有开 孔（12)，通过开孔（12)用绳子或铁丝将水银压力表（5)和黄液压力表（6)固定在固定板 ⑴上。
【专利摘要】本实用新型提供一种土壤水势测定仪，由固定板、托板、左集气管、右集气管、水银压力表、黄液压力表、陶土头和连接管所组成；所述左集气管和右集气管的上端是注水口，该注水口用橡皮塞密封；左集气管旁侧设置有三个接嘴，所述三个接嘴通过软塑料管或玻璃管分别与U形水银压力表左臂、黄液压力表U形管左臂和连接管连接；右集气管旁侧设置有二个接嘴，所述二个接嘴通过软塑料管或玻璃管分别与黄液压力表U形管右臂和连接管连接；所述连接管底部连接有陶土头。该测量装置不仅具有准确度高、显示直观、使用简单、价格低廉的特点，而且可以直接测量田间两点水势差异情况，及时反映土壤水分的运动趋势，来指示田间的灌溉。
【IPC分类】G01N7-00
【公开号】CN204389333
【申请号】CN201520078117
【发明人】武利玉, 苏德荣, 田媛, 孙玉泉, 苏世平, 白星
【申请人】甘肃农业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月4日