一种测定土壤三相比的装置及使用该装置测定土壤三相比的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于农业、林业和园艺生产技术领域，具体设及一种测定±壤立相比的装 置及使用该装置测定上壤Ξ相比的方法。
【背景技术】
[0002] ±壤是农业、林业和园艺生产中的基本要素。2008年，我国现代玉米产业技术体系 对全国玉米各个主产区的农田±壤进行调查，发现耕层±壤质量变差已经成为影响我国玉 米生产能力的主要障碍因素。
[0003] 围绕提高耕层±壤质量运一目标，国内外农业科研工作者开展大量研究工作。曾 德超较早对农田±壤立相比进行研究，认为±壤由固相、液相、气相Ξ种物质构成，性态介 于固体和液体之间的颗粒性半无限介质，±壤立相之间相互联系、转化、制约是一个不可分 割的整体，在功能上构成±壤肥力的物质基础，不同Ξ相比率的±壤其肥力水平不同。±壤 Ξ相交替表面上的±壤养分是能够被作物根系直接吸收利用的速效养分，而±壤中各种速 效养分的数量直接影响农作物的生长发育、产量和品质。一般情况下，适宜作物生长的±壤 Ξ相比为固相:液相:气相= 50:25:25,调节合理±壤立相比为作物生长提供良好的水、热、 气、肥条件是±壤结构改良的最终目的。
[0004] 长期W来，±壤结构的评价一般都采用±壤的容重、硬度、机械组成、孔隙度、湿度 等单、双相指标来描述，运些指标往往会受到±壤质地和比重不同的影响而限制其在评价 ±壤结构方面的效果。±壤立相比用固相、液相、气相所占±壤的比例来表示±壤质量，在 整体上描述±壤的物理性状，受其他因素的干扰较少，在评价±壤结构变化方面明显优于 其他指标。但是，目前测定±壤立相比的方法比较繁琐，尤其是设及±壤密度的测定，系统 误差较大，限制该指标在农田±壤物理性质研究领域中的应用。
[0005] W往测定±壤立相比性状时，首先要测定出来±壤样品的密度、容重、孔隙度、水 分含量，然后折算出±壤立相比。若能找到一种直接读出±壤样品中水和气体的体积，实现 简化±壤立相比指标测定方法的目标，运将能够推动农田±壤物理性状的研究向前发展。
[0006] 综上所述，针对±壤立相比指标，目前需要有一种简便的测定手段用于农业科研 和生产。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的不足而提供一种测定±壤立相比的装置及使用该装置测定 ±壤立相比的方法，本发明具有简便、准确等优点，特别适合对不同质地±壤样品±壤立相 比指标的测定，能够使±壤立相比运一指标被广泛地应用于±壤科研工作中。
[000引为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009]本发明提供了一种测定±壤立相比的装置，它包括环刀、烘箱、U型管和量筒，所述 环刀上设有密封上盖和密封下盖，环刀置于烘箱中；所述U型管设置在烘箱的外侧，U型管中 载满水，U型管的一端与环刀的密封上盖之间设有导管I，导管I分别与u型管、环刀的内部相 通，U型管的另一端设有导管II，导管II的一端与U型管相通，导管II的另一端伸入至量筒的 底部。
[0010] 所述量筒竖直置于透明容器中。
[0011] 一种使用所述的测定上壤Ξ相比的装置测定上壤Ξ相比的方法，包括如下步骤：
[0012] (1)装置的搭建:将取有±样的环刀用密封上盖和密封下盖将环刀密封好置于烘 箱中，将导管I的一端依次穿过烘箱侧孔和密封上盖伸入至环刀内部的±壤上部，将导管I 的另一端与载满水的U型管的一端连通，U型管的另一端连有导管II，导管II的另一端与伸 入至量筒的底部；
[0013] (2)将步骤（1)中的烘箱溫度设置为103°C~107°C，保持24小时，然后阻断导管I， 停止加热;加热过程中，环刀内±壤样品受热，水转化为水蒸气和±壤空气沿着导管I进入U 型管，空气聚集在U型管顶部，而水蒸气则液化为水，U型管内的水在±壤空气和水蒸气的作 用下通过导管II流入量筒中，U型管中收集的气体即为±壤中所含的气体，水的增加量即为 ±壤样品中水的含量；
[0014] (3)±壤样品Ξ相比数据的分析：
[0015] 环刀内±壤样品液相的计算方法为，设U型管容积为V0,量筒内收集液体体积为 V2，U型管内剩余液体体积为V3，环刀容积为V环刀，则环刀内±壤样品的液相为：
[0016] Vm= (100 X (V3+V2-V0) )/Viw
[0017] 环刀内±壤样品气相的计算方法为，设U型管两端液面高度差为Η,大气压强为P，U 型管内收集气体体积为VI，则环刀内±壤样品的气相为：
[0018] V增目=(100 X (VI X (P+9.8H) )/P)/V环刀
[0019] 环刀内±壤样品固相的计算方法为：
[0020] V剛=100-v淵-V增目。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0022] 本发明提出一套简便、可行的±壤立相比数据测定方法，具备适用农业科研人员 对试验中所取得的±壤样品进行测定的特点。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明方法与旧方法分别测定±壤立相比数据结果；
[0024] 图2是本发明测定±壤^相比的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] W下结合实施例对本发明做进一步详细描述，但是并不限制本发明的内容：
[0026] 用2015年玉米成熟期在信阳农林学院附近6块生态类型不同的农田中取样，每块 农田取6个±壤样品；其中3个±壤样品用W往测定±壤立相比的方法即为旧方法测定，另 夕1^3个±壤样品用本专利提出的方法测定即为新方法。
[0027] 对比例1
[00%]采用旧方法对±壤立相比测定的方法
[0029]第一步.环刀法测定±壤容重，测定出±壤容重和±壤水分含量
[0030] 1、仪器:环刀（容积为100cm3)、天平(感量O.lg和O.Olg)、烘箱、环刀托、削小刀、小 铁伊、侣盒、钢丝银、干燥器等。
[0031] 2、操作步骤:先在田间选择挖掘±壤剖面的位置，然后挖掘±壤剖面，观察面向 阳；挖出的±放在±坑两边，挖的深度一般是1米，如只测定耕作层±壤容重，则不必挖±壤 剖面，用修±刀修平±壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次分层采样，每层重复3 个;将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍涂上凡±林，将环刀刃口向下垂直压入上 中，直至环刀筒中充满样品为止;若±层坚实，可用手働慢慢敲打，环刀压如时要平稳，用力 一致；用修±刀切开环刃周围的±样，取出已装上的环刀，削去环刀两端多余的±，并擦净 外面的±，同时在同层采样处用侣盒采样，测定自然含水量;把装有样品的环刀两端立即加 盖，W免水分蒸发，随即称重(精确到O.Olg)，并记录;将装有样品的侣盒烘干称重(精确到 O.Olg)，测定±壤含水量，或者直接从环刀筒中取出样品测定±壤含水量。
[0032] 3、结果计算:V-环刀容积(cm3) ;W-±壤水分含量（％ ) ;G-环刀内干样重(g);
[0033] 按下式计算±壤容重:R=GA(g/cm3)
[0034] ±壤水分含量（％ )=(烘干前带±环刀重一烘干后带±环刀重)/(烘干后带±环 刀重一环刀重）X100;
[0035] 第二步比重瓶法测定出±壤比重
[0036] 1.仪器:天平(O.OOlg);比重瓶