大豆根腐病检测用取样装置及取样方法

1.本发明涉及大豆根腐病检测技术领域，具体地说是一种大豆根腐病检测用取样装置及取样方法。


背景技术：

2.根腐病是大豆生长过程中容易得的病，根腐病是一种真菌引起的病，该病会造成根部腐烂，吸收水分和养分的功能逐渐减弱，最后全株死亡，主要表现为整株叶片发黄、枯萎。发病时间一般多在3月下旬至4月上旬，5月进入发病盛期。发病症状主要危害幼苗，成株期也能发病。发病初期，仅仅是个别支根和须根感病，并逐渐向主根扩展，主根感病后，早期植株不表现症状，后随着根部腐烂程度的加剧，吸收水分和养分的功能逐渐减弱，地上部分因养分供不应求，新叶首先发黄，在中午前后光照强、蒸发量大时，植株上部叶片才出现萎蔫，但夜间又能恢复。病情严重时，萎蔫状况夜间也不能再恢复，整株叶片发黄、枯萎。此时，根皮变褐，并与髓部分离，最后全株死亡。大豆根系为钟罩形，为便于对大豆根腐病进行检测取样，急需一种大豆根腐病检测用取样装置及取样方法，提高取样效率、确保根系完整。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种大豆根腐病检测用取样装置及取样方法，用于方便对大豆根系的取样。
4.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：大豆根腐病检测用取样装置，其特征在于，它包括：
5.支架，所述支架为圆环形结构，在支架上设有固定杆、与固定杆上下滑动连接的活动杆、设置在活动杆底部的滚轮，在固定杆与活动杆之间设有锁止单元，在锁止单元作用下固定杆与活动杆相对固定；
6.挖掘单元，所述挖掘单元包括与支架滑动连接的滑杆、驱动滑杆沿支架做周向运动的驱动机构、固定在滑杆顶部的挖掘电机、固定在挖掘电机输出端的挖掘杆，在挖掘杆中下部的外壁上设有螺旋叶片；
7.松散单元，所述松散单元包括固定在支架侧壁上的松散驱动电机、固定在松散驱动电机输出端的振动杆，振动杆伸入土壤内对土壤进行松散。
8.进一步地，所述支架包括自上而下依次设置且固定连接的上支撑环、固定杆和下支撑环，其中固定杆为沿周向均匀设置的若干根。
9.进一步地，驱动机构包括固定在上支撑环顶部的旋转驱动电机、固定在旋转驱动电机输出端的齿轮、与齿轮啮合且与滑杆固定连接的齿圈，齿圈与上支撑环转动连接。
10.进一步地，在上支撑环的内侧设有“x”形的加强杆，加强杆的四端与上支撑环内壁接触固定。
11.进一步地，在滑杆内侧设有圆环形的稳定板，挖掘杆与稳定板上圆孔接触。
12.进一步地，在挖掘杆中下部的外壁上设有螺旋叶片。
13.进一步地，在固定杆和下支撑环的侧壁内设有安装槽，锁止单元包括设置在固定杆安装槽内的弹簧座、设置在下支撑环安装槽内的滑板、设置在滑板与弹簧座之间的弹簧、固定在滑板上的锁止销、设置在下支撑环外侧且与下支撑环外壁滑动连接的驱动柄、固定在驱动柄内壁的驱动环，锁止销与滑板固定连接，锁止销穿过弹簧座且与弹簧座滑动连接，在弹簧的作用下滑板置于下支撑环的安装槽内，且锁止销完全缩入固定杆侧壁内；驱动环为圆环形结构，在驱动环的内壁上设有若干倾斜设置的驱动面，在驱动面的第一端设有凹槽，在驱动面的第二端设有突起，驱动环相对锁止销转动时，驱动面与锁止销接触进而驱使锁止销沿驱动环径向的移动；在活动杆的上部设有锁止孔，在驱动环的挤压作用下锁止销伸入锁止孔内后，活动杆与固定杆相对固定。
14.进一步地，松散单元为前后设置的两个，振动杆的中下部为螺旋形的螺旋部。
15.大豆根腐病检测用取样方法，包括以下步骤:
16.(1)在距离大豆植株17.5-25cm的位置进行竖向挖孔；
17.(2)掘孔深度达到1.5米时，保持挖掘杆的竖直位置不变，驱动挖掘杆沿周向移动一周，进而将大豆植株根系周围的土壤切断；在此过程中，对大豆植株根系周围的土壤进行松散处理；
18.(3)缓慢松动大豆植株，将大豆植株根系从土壤内拔出。
19.本发明的有益效果是：本发明提供的大豆根腐病检测用取样装置及取样方法，本发明可以实现对大豆植株根系周围土壤的切断和松散，既保留了大豆植株根系的完整性，又便于大豆植株根系周围土壤的去除，进而获得完整的大豆植株根系，以便于根腐病研究检测。
附图说明
20.图1为本发明的取样装置的正视图；
21.图2为本发明的取样装置的俯视图；
22.图3为支架的仰视图；
23.图4为挖掘单元的剖视图；
24.图5为松散单元的正视图；
25.图6为上支撑环与滑杆的装配示意图；
26.图7为支撑杆的剖视图；
27.图8为锁止单元的示意图；
28.图9为本发明使用时的俯视图；
29.图10为对根系周围土壤进行松散时的示意图；
30.图11为驱动环的轴向示意图；
31.图中：1上支撑环，11下支撑环，12固定杆，13活动杆，14滚轮，15驱动柄，16加强杆，17安装槽，19锁止孔，2滑杆，21挖掘电机，22挖掘杆，23稳定板，24齿圈，3旋转驱动电机，31齿轮盒，32齿轮，4松散驱动电机，41振动杆，42螺旋部，43电机安装板，5驱动环，51驱动面，52第一限位面，53第二限位面，54突起，6锁止销，61滑块，62弹簧座，63弹簧，7根系。
具体实施方式
32.如图1至图11所示，本发明主要包括支架、挖掘单元、松散单元和锁止单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。
33.如图1至图3所示，支架包括上下设置的上支撑环1和下支撑环11，上、下支撑环均为圆环形结构，在上、下支撑环之间设有若干沿周向均匀设置的固定杆12，固定杆上端与上支撑环固定连接，固定杆下端穿过下支撑环并与下支撑环固定连接。固定杆为中空结构，在固定杆的内腔中滑动安装有活动杆13，活动杆的底部伸出固定杆内腔，在活动杆的底部设有滚轮14。滚轮的设置，可以便于整个取样装置的行走。活动杆的中上部活动设置在固定杆内腔中，为实现固定杆与活动杆之间的锁止，如图7、图8所示，在固定杆的侧壁以及下支撑环的侧壁上均设有若干沿周向均匀设置的安装槽17，下支撑环上的若干安装槽相互独立，固定杆上的若干安装槽也相互独立。在固定杆与活动杆之间设有锁止单元，通过锁止单元实现固定杆与活动杆之间的锁止固定。
34.如图2所示，在上支撑环的内侧设有“x”形的加强杆16，加强杆的四端与上支撑环固定连接。
35.锁止单元包括设置在固定杆安装槽内的弹簧座62、设置在下支撑环安装槽内的滑板61、设置在滑板与弹簧座之间的弹簧63、固定在滑板上的锁止销6、设置在下支撑环外侧且与下支撑环外壁滑动连接的驱动柄15、固定在驱动柄内壁的驱动环5，弹簧座固定设置在固定杆上的安装槽内，滑板滑动设置在固定杆和下支撑环上的安装槽内，锁止销穿过滑板并与滑板固定连接，锁止销穿过弹簧座且与弹簧座滑动连接。在弹簧的作用下滑板置于下支撑环的安装槽内，且锁止销完全缩入固定杆侧壁内。驱动柄为圆环形结构，且滑动设置在下支撑环外壁上。驱动环为圆环形结构，驱动环圆形外壁与驱动柄的圆形内壁接触固定，旋转驱动柄时，可以驱使驱动环的旋转。
36.如图11所示，在驱动环的内壁上设有若干倾斜设置的驱动面51，在驱动面的第一端设有凹槽，凹槽的底部为第一限位面52，在驱动面的第二端设有突起54，驱动面的第一端距离驱动环的圆心距离大，驱动面的第二端距离驱动环的圆心距离小。突起的侧面为第二限位面53，驱动面51、第一限位面52和第二限位面53用于与锁止销接触。驱动环相对锁止销转动时，驱动面与锁止销接触进而驱使锁止销沿驱动环径向的移动。锁止销与第一限位面接触时，锁止销缩回固定杆侧壁内。锁止销与第二限位面接触时，锁止销被挤压进入固定杆侧壁内，并伸入固定杆内腔中一段。在活动杆上部的侧壁上设有锁止孔19，在驱动环的挤压作用下锁止销伸入锁止孔内后，活动杆与固定杆相对固定。驱动环伸入下支撑环外侧壁内，在弹簧的作用下锁止销与驱动环接触，接触点位于驱动面、第一限位面或第二限位面上。
37.通过锁止单元可以实现固定杆和活动杆的相对固定，也可以将固定杆与活动杆松开，此时在自重下固定杆下移，活动杆中上部抓紧伸入固定杆内腔中。
38.在支架上滑动设置有挖掘单元，如图4、图6所示，挖掘单元包括滑杆2、固定在滑杆顶部的挖掘电机21、固定在挖掘电机输出端的挖掘杆22、驱动滑杆沿周向滑动的驱动机构，滑杆与上支撑环的轴线平行，且滑杆与上支撑环的内壁沿周向滑动连接。在滑杆的内侧设有稳定板23，稳定板为圆环形结构，挖掘杆为直杆，在挖掘杆中下部的外壁上设有螺旋叶片；螺旋叶片的旋转实现对土壤的挖掘，挖掘杆旋转时，便可以在土壤内挖孔。滑杆与支架之间沿周向滑动连接，沿轴向相对固定。滑杆随上、下支撑环下移时，通过挖掘杆可以在土
壤内挖孔。驱动机构包括固定在上支撑环顶部的旋转驱动电机3、固定在上支撑环侧壁上的齿轮盒31、设置在齿轮盒内侧且与旋转驱动电机输出端固定连接的齿轮32、与滑杆固定连接的齿圈24，齿圈与上支撑环转动连接，齿轮与齿圈啮合。旋转驱动电机工作时，可以驱使齿轮的旋转，进而驱使齿圈的旋转，进而带动滑杆沿上支撑环内壁的滑动。这样，挖掘单元的挖掘杆可以沿竖直方向向下移动，进而在土壤上挖孔。挖掘杆向下移动到1.5米(大豆根系深度一般为1.5米)左右后，在驱动机构的作用下驱使挖掘杆沿周向的移动，此时便可以在土壤上挖掘出圆形孔。滑杆沿上支撑环移动的轨迹为圆，上支撑环移动轨迹的直径介于35-50cm之间。
39.使用时，如图9所示，将本发明移动至待取样大豆的上方，使得大豆植株位于上支撑环轴线延长线上。随后旋转驱动柄，实现对固定杆与活动杆之间锁止的解除，使得上支撑环、下支撑环、固定杆、滑杆、挖掘杆在自重下下移。此时挖掘杆在挖掘电机作用下旋转，实现挖孔。当挖掘杆向下移动1.5米后，驱动机构动作，驱使挖掘杆沿周向的移动，进而在土壤内挖出圆形孔，此时大豆植株根系7位于该圆形孔内，该大豆植株及其周围的土壤被分离开。
40.为实现对大豆植株周围土壤与大豆植株的分离，在上支撑环上设有松散单元，如图2、图5所示，松散单元包括固定在上支撑环内壁上的一对对称设置的电机安装板43、固定在电机安装板上的松散驱动电机4、与松散驱动电机输出端固定连接的振动杆41。振动杆倾斜设置，振动杆伸入土壤内，在松散驱动电机的作用下，两振动杆旋转进而实现对大豆植株周围土壤的松散，进而实现土壤与大豆植株根系的分离。如图10所示，两振动杆，前侧振动杆向后倾斜，后侧振动杆向前倾斜。两振动杆前后交叉设置，在工作时处于大豆植株的两侧。振动杆的下部设有螺旋部42，螺旋部的设置可以扩大振动杆松散土壤的面积，进而实现对较多土壤的松散。挖掘杆对土壤进行挖孔时，振动杆便随松散驱动电机旋转，实现对土壤的松散。通过对土壤周围土壤的分隔和松散，实现了对大豆植株根系周围大部分土壤的去除，既保存了大豆植株的根系，又实现了对大豆植株根系周围土壤的去除，进而实现了对大豆根系的取样。
41.取样完成后，可以将上支撑环提起，使得活动杆上的锁止孔与固定杆上的锁止销对齐，此后旋转驱动柄，使得锁止销伸入锁止孔内，进而实现固定杆与活动杆的相对固定。此时，整个取样装置可以移动。取样装置移动到取样点后，通过驱动柄实现固定杆与活动杆之间相对锁止的解除，进而使得挖掘杆下移，进而实现挖孔。
42.大豆根腐病检测用取样方法，包括以下步骤:
43.(1)在距离大豆植株17.5-25cm的位置进行竖向挖孔；
44.(2)掘孔深度达到1.5米时，保持挖掘杆的竖直位置不变，驱动挖掘杆沿周向移动一周，进而将大豆植株根系周围的土壤切断；在此过程中，对大豆植株根系周围的土壤进行松散处理；
45.(3)缓慢松动大豆植株，将大豆植株根系从土壤内拔出。
46.本发明提供的大豆根腐病检测用取样装置及取样方法，本发明可以实现对大豆植株根系周围土壤的切断和松散，既保留了大豆植株根系的完整性，又便于大豆植株根系周围土壤的去除，进而获得完整的大豆植株根系，以便于根腐病研究检测。