[实用新型]一种设施土壤水盐动态监测试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测试验装置，具体涉及一种设施土壤水盐动态监测试验装置，主要用于量化不同灌水量、不同水头、不同地下水位条件下，动态监测设施大棚水盐传输的规律及行为。

背景技术

设施农业是通过改变自然环境，获得生物最适生长条件，使农业生产从“资源依存型”转向“科技依存型”的一种手段。由于具有一定的环境调控功能，可不同程度地摆脱不利的自然环境条件与有限土地资源的制约，进行周年生产和空间延伸生产，从而大大提高作物的产量和土地资源的利用率，缓解我国人地矛盾。因此，设施农业高效、持续的生产，对实现我国农业发展和现代农业科技进步具有一定的战略意义。目前，我国设施栽培面积及总产量均跃居世界首位，设施生产取得了显著的经济效益和社会效益，但就可持续发展而言，由于受设施内局部小环境及特殊肥水管理方式的影响，设施的持续利用周期变短，其主要原因在于设施内土壤环境质量恶化，尤以土壤的次生盐渍化最为普遍，它不仅直接影响生产，还存在一定的环境风险。如何解决生产上已经出现的土壤次生盐渍化严重问题，确保设施生产优质高效并提高土壤的可持续利用，已成为目前待解决的重要课题。

“盐随水来，盐随水去”，设施内特殊的水分运行方式是土壤盐分积累的动力。因此，只有通过合理的水肥管理，特别是采用水分调控的手段来解决土壤盐渍化问题相对更为有效。国内外学者虽然在土壤水盐运移方面进行了大量研究，但多集中于对露地土壤水盐量变化特征研究，而针对设施栽培特殊环境条件下的土壤水盐运移，以及已经发生次生盐渍化现象土壤的水盐运移规律研究较少，这在一定程度上影响人们对设施土壤次生盐渍化的有效防治。因此，专门应用于设施土壤监测的设备还未见报道。

目前国内外已研发的相关试验设备，主要存在以下几个方面的问题：

1.现有的设备只是进行一般环境条件下室内模拟试验的研究，无针对设施栽培条件的测定装置。

2.目前的设备仅限于温控、降雨及压力等单因素的测定，均无法实现温度-水分-盐分-地下水作用下的试验模拟。

3.在试验过程控制和数据采集上，以前的设备多利用手工操作记录，无法对试验进程进行实时跟踪与监测，造成人力资源的浪费和试验数据的过于离散，对试验精度带来不利影响。

4.多数设备只有单一和固定的接口，进而无法将设备扩充以满足研究的进一步需要，而且无法对仪器进行合理置换，造成了设备的可拓展性和灵活性不高，功能单一。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种设施土壤水盐动态监测试验装置，与设施土壤的环境条件相适应，兼顾影响设施水盐运移的主要因素，实现温度-水分-盐分-地下水联合作用下的动态监测和实现数据的直接读取及处理。

本实用新型的技术方案是：一种设施土壤水盐动态监测试验装置，包括自然土柱、水分-盐分-温度传感器、温控器、供水储液瓶、供水控制马氏瓶、地下水储液瓶、地下水控制马氏瓶、计算机；自然土柱顶部设置有水头，底部设置有石英砂滤层，自然土柱的一侧上自上而下设置有多个观测点，相对另一侧设置有取土孔；水分-盐分-温度传感器一端与自然土柱上的观测点相连，另一端与计算机连接；供水控制马氏瓶一端通过水头控制管道与供水储液瓶连接，连接两者的水头控制管道上设置有水压表，另一端通过水头控制管道与自然土柱顶部连接；地下水控制马氏瓶一端通过地下水补充管道与自然土柱底部连接，连接两者的地下水补充管道上设置有控制阀门，另一端通过地下水补充管道与地下水储液瓶连接。

自然土柱顶部的外表面有刻度线，底部位于石英砂滤层上方的外表面有地下水位控制线；温控器一端与红外灯连接，一端连接外接电源，一端和计算机连接，红外灯设置在自然土柱上方。

试验进行时，水分-盐分-温度传感器按设定的采集周期自动采集相应观测点的数据，并传输给连接的计算机，通过数据处理软件计算处理，实现对自然土柱内水分、盐分、温度等数据的实时监测、记录和显示。

供水储液瓶、供水控制马氏瓶、水压表和水头控制管道形成供水系统，连接到自然土柱的顶部，通过水压表与流量间的关系，对灌水量进行控制，可模拟不同作物、植被的设施土壤的灌水；地下水储液瓶、地下水控制马氏瓶、控制阀门和地下水补充管道形成一个地下水系统，连接到自然土柱的底部，可以通过调节地下水控制马氏瓶相对自然土柱的高度，控制和调节地下水位，模拟不同的地下水情况。

自然土柱上方设置的的红外灯，用于模拟蒸发条件，可以通过改变红外灯的数量和功率，模拟多样化的蒸发条件。