[发明专利]一种便携式深层原位土的取样装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式深层原位土的取样装置，属于土壤取样设备技术领域。

背景技术

我国是一个农业大国，仅有全球7%的耕地，但需要养活全球22%的人口，为了获得高产满足日益增长的人口需求，目前我国化肥的生产和使用均居世界首位，2008年全国化肥施用量为5239.0万吨，平均值为430.4kg/hm²，远远超过发达国家为防止化肥对水体污染而设置的225kg/hm²的安全上限，化肥平均利用率仅为40%左右。大量化肥的施用随之带来的是肥料过量的污染问题：一方面，高量的肥料投入易造成土壤养分的富集，造成土壤的富营养化；另一方面，大量流失的化肥进入地下水和地表水，加剧了水体的富营养化。另外，设施蔬菜生产中有机肥的过量投入不仅能明显造成氮磷钾养分在土体中的积累，而且有机肥中重金属在设施菜地中不断积累，已成为设施菜地产业环境安全的重大隐患。因此，了解不同土层的土壤养分状况是土壤、植物营养和农业环境保护研究者们的首要任务，这样才能“对症下药”，真正解决土壤的污染和环境安全问题。

土壤养分测定及分析结果是否真实可靠，能否科学地说明相关问题，重点在于土壤样品的采集和处理，其中土壤样品的采集工作是整个分析工作中的前提和基础，因此根据实验目的进行科学的土壤样品采集至关重要，了解不同土层的土壤养分状况，在土壤样品采集过程中，尽量准确的进行分层采样。在土壤分层样品采集过程中，多采用人工挖掘的采集方法，人工挖掘方法往往具有一定的破坏性，费时费力，并且人工操作时土层深度难以精确控制。随着技术的进步，取土装置的出现解决了人工费时费力的技术问题，目前，国内的取土装置主要有直压入式、锤击加压式和压入旋转式。直压入式取土装置主要适合采集土层较为松软的耕层土壤样品，取土深度较浅，一般为0-20cm；锤击加压式取土器适用于土质比较坚硬，取土深度超过40cm以上，钻头开口一般在50cm左右，缺点是由于取土较深，土质坚硬，锤击作为动力时易造成取土器损坏，费工费钱；而压入旋转式取土器的钻头为螺旋状，尽管可以减少取土时的阻力，但不能保持原位土的土层结构，不适合分层取土的研究目的。

中国专利CN101832883公开了一种土壤分层刮取采样器，其结构中包括矩形取样框和可沿取样框滑动刮取土壤的矩形刮板，刮板两侧设置限深装置。能够精确控制土壤分层厚度，一次性可获得大量土壤样品，操作简单，携带方便。但该土壤分层刮取采样器在使用时存在以下缺陷：（1）、使用时，先将水平框打入地面，然后用刮板，沿水平框往复刮取土壤，并随时使用小铲子等工具将刮起的土壤样品收集起来，当刮取到预设的单层样品取样深度时，再往复滑动刮取土壤，直至设定深度的土壤样品全部被刮起，该装置需要人力反复刮取土层，费时费力，速度慢，效率低，由于长期的施肥积累，养分在土体中的积累已逐渐下移，该装置只适合采集土层较为松软的耕作层的样品，对于坚硬的深部土层样品则无法采集。（2）、采样后会在地表留下较大的土坑，严重破坏地表地貌。

中国专利CN201527361公开了一种便携式土壤样品采集钻，包括管状的钻头和钻杆，钻杆是由螺纹连接的两部分组成的。便携式土壤样品采集钻通过巧妙的设计调节钻杆的长度，方便携带的同时，满足了不同深度样品采集的需要，具有操作方便、成本低的优点。但是该专利的不足在于，对于深层取土且土质坚硬的时候，用锤击作为动力时，动力直接作用于采集钻的钻头和钻杆，钻头和钻杆容易损坏，再加上钻杆较长，进入土层中容易倾斜，导致取样时造成土层取样不准确，且土样容易被污染。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种便携式深层原位土的取样装置，能够分层取样并且深部取样，限直装置保证了采样头和连接杆垂直进入土层中，防止采样头和连接杆在进入土层中倾斜扰动其他土层，不破坏土壤原有土层，可拆卸，便于携带，大大提高了土壤样品采集的效率。

本发明的技术方案如下：