土壤理化性质长期定位监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种土壤理化性质长期定位监测装置。

背景技术：

土壤是指地球表面一层能生长植物的疏松物质，是植物赖以立足和摄取养分、水分的重要场所，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成。在气候变化、人类活动和植物生长的各种因素综合影响下，土壤结构和组成往往会发生较大的变化，其所含离子成分也处于动态变化之中，对土壤的可耕性产生不利影响，进而影响土地产出和农业资源利用效率等。适宜的土壤结构体不仅有利于微生物的活动，也有利于养分、水分的保蓄和植物根系的吸收利用。

土壤处于不断地物质循环和能量流动的系统工程中，受到各外界因素的复合作用，短期的土壤监测只能表现其瞬时状态，并不能揭示长期的变化趋势，为了保证土壤的可持续利用需对土壤理化性质的长期变化过程进行持续监测，其主要意义有：1)种植模式和田间水肥管理需要对各因素影响下土壤理化性质的长期变化趋势进行监测；2)耕地质量评估和土地生产力评价要求对土壤理化性质的长期动态变化进行监测；3)土地质量保育要求对遭受长期人为因素和作物因素等影响的土壤理化性质进行跟踪监测；等等。

我国幅员辽阔，土壤类型复杂多样，耕作技术差异较大，外界因素对不同土壤的影响程度也不同，同时，随着科技水平的提高和认识的加强，农业生产向着精细化、长期化的方向发展，开展土壤理化性质的长期定位监测是耕地质量提升和土壤快速培肥的前提和基础。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种监测结果精确稳定、造价低廉并且适合对各种类型土壤理化性质进行长期定位监测的土壤理化性质长期定位监测装置。

一种土壤理化性质长期定位监测装置，其特别之处在于：包括至少两个直接放置在土壤表面的原状土壤填装箱，该原状土壤填装箱顶部敞开，在该原状土壤填装箱旁依次设有观测平台和排水沟，在该原状土壤填装箱顶部上方安装有移动式遮光板。

其中原状土壤填装箱由不锈钢板组成，在该原状土壤填装箱底部的不锈钢板上设有若干通气孔从而作为通气底板，在该原状土壤填装箱上靠近观测平台一侧设有透明板，在该透明板上设有若干剖面观察孔。

其中在土壤表面设有若干个横截面为U型的混凝土卡槽，在每个混凝土卡槽内放置有一个原状土壤填装箱。

其中观测平台和排水沟均采用混凝土材质。

其中移动式遮光板由不锈钢骨架和硬质不透光塑料板组成。

其中在原状土壤填装箱旁设有不锈钢材质的防护网。

其中在原状土壤填装箱顶部上方设有供水管网。

其中在土壤表面相对设有两排混凝土卡槽，每一排混凝土卡槽由3个相连的混凝土卡槽组成，在每个混凝土卡槽内均放置有1个原状土壤填装箱，在该两排混凝土卡槽中间设有排水沟，在该排水沟两侧分别设有观测平台。

经过试用证明，采用本实用新型的监测装置后，满足了科研工作及农业农村部门对土壤长期精确地进行定位观测需求，排除系统误差，使时间序列数据具有可比性，能够客观地反映土壤理化性质的长序列变化。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型的局部结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种精确稳定、造价低廉，且适合各种类型土壤理化性质长期定位监测的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：所提供的土壤理化性质长期定位监测装置主要由原状土壤填装箱1、金属隔离板2、通气底板3、排水沟4、观测平台5、遮光板6、防护网7、供水系统8、剖面观察孔9等部分组成。

原状土壤填装箱1，主要用混凝土材料做成，其尺寸长×宽×深为2m×1m×1.5m，每组并排3个，本装置设置2组，主要用于原状土的填装，构成本监测装置的主体部分。

金属隔离板2，采用抗腐蚀能力较强的不锈钢材料，主要用于隔离混凝土腐蚀后所形成杂质对土壤的影响，制作时紧贴原状土壤填装箱1所述原状土壤填装箱1内侧。

通气底板3，用厚度较大的不锈钢材料制成，安装于所述监测装置原状土壤填装箱1的底部，主要用于模拟田间土壤通透性。

排水沟4、观测平台5和原状土壤填装箱1用混凝土材料一体浇筑而成，排水沟4的主要作用是排出原状土壤填装箱1中灌溉及自然降雨所成的积水，所述观测平台5的主要作用为方便观测剖面观察孔9中土壤剖面理化性质的动态变化。

遮光板6，用不锈钢和硬质不透光塑料制成，主要结构为可移动启闭，用于控制自然降雨和太阳辐射量。

防护网7，用不锈钢网制成，中部留门用于进出，主要用于防止监测土样及作物不受人为影响、破坏等。

供水系统(管网)8，连接水源，可接微灌系统或者直接进行地面灌溉，可根据实际农田灌水方式的变化选择供水方式。

剖面观察孔9，所述装置原状土壤填装箱1中靠近观测平台5一侧用有机玻璃制作，其上按照一定的距离开孔构成剖面观察孔9，用于土壤剖面观测。

参见图1，完成装置各组成部分建设后，按照所监测地区土壤组成，挖取相同体积的原状土壤填装于所述装置原状土壤填装箱1中，包括同等土壤容重、质地、机械组成、土壤原始含水率等状况。土样填装完毕后，按照实际大田种植情况进行施肥、播种、灌溉、中耕及田间管理。

在作物田间管理的同时，按照定位监测时间步长的需要对原状土壤填装箱1中土壤其理化性质等进行定期监测，监测方法主要包括在所述剖面观察孔9中去掉橡皮塞后用感应器直接测定，包括土壤含水率、电导率、温度等快速测定指标，以及在原状土壤填装箱1中沿着垂直方向不同深度分层取土测定，取样深度以定位监测要求设置，一般每隔20cm分一层，取样后土壤理化性质的测定按照常规方法进行。

所述长期定位监测装置，其降雨、太阳辐射、灌溉等外界条件可控，可根据大田耕作制度、灌溉方式等的变化，采用遮光板6和供水系统8进行调整，使其与大田生产模式和土地利用方式一致，保证监测数据的科学性和可靠性。

本实用新型观测时按照原状土将土壤样品填装在原状土填装箱中，土样填装完毕后，按照实际大田种植情况进行施肥、播种、灌溉、中耕及田间管理。土壤理化性质的监测方法主要包括在剖面观察孔9中用感应器直接测定，以及在原状土填装箱中沿着垂直方向不同深度分层取土测定，取样深度以定位监测要求设置，取样后土壤理化性质的测定按照常规方法进行。本实用新型造价低廉、方便实用、原理清楚、结果可靠，可用于一般地区土壤受人类活动、作物生长及自然因素等影响下其理化性质的长期定位监测。

本实用新型提供了一种可用于长期土壤理化性质定位监测的装置，排除了一般随机取样田间微差对检测数据的影响，提高了监测精度。本实用新型造价低廉，推广应用难度小，其主要结构为混凝土、不锈钢、有机玻璃等材料，建造费用较少。本实用新型使用寿命较长，所用材料均具有较强的耐腐蚀强度，不易受到自然条件的影响，绿色环保，材料抗压、无辐射、无污染。能够为定量土壤学研究提供便利。