[发明专利]一种可调节地下水位深度的植物生长箱

说明书

技术领域

本发明涉及土壤中地下水位调节的模拟方法，可提供一种线性调节土壤中地下水位的方法，为实现与此相关的植物生长、土壤养分、水分运移等方面的科研试验提供了有效支持。

背景技术

随着人类社会的发展，人类对自然资源的利用能力得到不断加强，以及全球变暖对水资源全球分配格局的影响，造成了不同地区土壤地下水位的变化(降低为主)，这已经成为当前人类发展过程中面对的严重环境问题之一。土壤地下水位的变化对植物和土壤养分产生显著的影响，其对植物的生理过程、生态分布格局、生存、更新发展等方面具有重要的意义。

在研究地下水位变化对植物和土壤养分影响作用中，目前主要采用人工模拟调节地下水位方法来实现，如何有效调节地下水分的变化成为关键的技术节点。以往的工作主要是设置生长容器，内部填加生长基质用来栽植植株，并在其内部填加一定水量，形成单一的地下水位，无法实现地下水位的线性升降变化，同时，植物生长过程中的水分损耗也无法及时补充和量化。

本项发明装置通过地下水位调节系统，可以实现生长箱内地下水位的线性变化，并及时补充植物生长过程中的水分损失及数量，为相关研究工作提供了有利支持。

发明内容

本发明目的在于提供一种可以模拟不同地下水位埋深的植物生长试验装置。

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种可以进行地下水位线性调节的试验装置，解决了地下水位模拟试验中无法实现的地下水位连续变化的需求，同时，也可量化试验过程中土壤水分的损失数量。

为实现上述目的所采用的技术方案是：一种可调节地下水位深度的植物生长箱：包括植物生长箱、地下水位调节系统和供水系统相连接；地下水位调节系统包括水位观察调节管和水位调节阀，供水系统包括水箱和供水管；

植物生长箱为一上端开口、下端密闭的容器，于容器底部铺设有滤水层，在滤水层上铺设有土壤至容器上开口端；于容器的滤水层内设有筛管供水管，所述筛管供水管一端密闭，另一端经供水管与水箱的出水口相连接，于供水管上设有供水阀门，筛管供水管的管壁上开设有1个以上的通孔作为出水孔，且于筛管供水管的外管壁上包裹有纱网；水箱内的水依靠重力流入植物生长箱内；

水位观察调节管为一竖直设置的两端开口的直管，其下端口与供水管相连接通，水位观察调节管的下端口处于滤水层上表面下方；

水位调节阀为浮力阀或浮球阀，浮力阀或浮球阀的浮漂通过线绳悬垂于水位观察管内。植物生长箱规格设置矩形箱体，材质为厚度4mm以上的铁皮或水泥墙体。

所述植物生长箱底铺设滤水层，滤水层为20cm以上厚度的砂石层，砂石的粒径 为1-2cm；在砂石层上铺设有实验土壤至箱体上沿。

所述植物生长箱的箱体内一侧面下部距离底部3-5cm处，设置箱体筛管供水管，管径10-15cm，管体上出水孔，孔径3-5mm，管体外包扎纱网；

所述筛管供水管一端设置有堵头，另一端与供水管相连通，供水管通过阀门与水箱连接。

所述地下水位调节系统包括水位观察调节管和水位调节阀，水位观察调节管垂直设置于平行于植物生长箱底部的供水管上，其下开口端与供水管相连通，水位观察管的上沿(是指上开口端，上端开口与大气相连)高度超过生长箱上沿(是指上开口端)，水位观察管上开口端设置水位调节阀支架，支架上设有辊轴，水位调节阀通过浮力阀控制，浮力阀浮漂通过线绳悬垂于水位观察管内，水位下降时，因重力作用引发浮力阀向下运动，触发开启供水阀门的信号；水位升高时，因浮力作用引发浮力阀向上运动，触发关闭供水阀门的信号，根据情况于水位观察调节管与供水管之间设置一个观察室。

浮漂为浮子或浮球。

所述水位观察调节管为透明钢化玻璃管。

水箱的出水口设置于水箱底部或下部，水箱内水面高度高于出水口，出水口的高度高于植物生长箱上开口端50-100cm。

于与筛管供水管连接的供水管上设置有释水阀门，释水阀门的进出水口轴线、筛管供水管轴线、以及释水阀门与筛管供水管之间的供水管轴线处于同一水平面上。

构建一种可调节的地下水位变化模拟装置，本装置由植物生长箱、地下水位调节系统、供水系统等组成。