[发明专利]一种用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种原状土芯采集装置及其使用方法。

背景技术

单位体积原状土壤的干土重即为容重。土壤容重是沼泽湿地土壤观测研究的一项最基础、最重要的指标之一。沼泽湿地土壤容重与土壤通透性、有机质含量、土壤肥力、土壤养分循环等密切相关。高精度的沼泽湿地土壤样品采集装置是准确测定土壤容重的重要保证。然而，相比较森林、草地等其他类型土壤，受水分的影响，沼泽湿地土壤通常具有多孔性、高有机质含量等特征。同时，沼泽湿地根系由于交错盘生常形成特有的草根层。在三江平原等典型沼泽湿地，矿物质和有机质体积只占总体积的4-14％，其余空间都被水和气体占用。这些特征使得传统的取样装置进行土芯采集时，通常出现土芯压实的问题，尤其是含有大量植物根系的疏松湿地土壤，得出的土壤容重值会严重偏高。另外，压实会造成土壤基质扭曲变形，得出错误的土壤养分循环速率值。因此，沼泽湿地原状土芯的取样仍是一个尚未解决的技术难题。目前急需一种沼泽湿地原状土芯取样装置，避免取样过程中的土壤压实问题，以满足沼泽湿地土壤容重的精确测定及土壤养分循环的微观机理研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前沼泽湿地土芯采集过程中遇到的土壤压实的问题，进而发明了一种新的原状土芯取样装置。

本发明的一种用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置，它包括亚克力圆柱体、切割头部、柱塞和橡胶帽；

所述的切割头部与亚克力圆柱体均为上下开口的中空圆柱体；切割头部的内径小于亚克力圆柱体的内径；切割头部的上部插入到亚克力圆柱体的下部；所述的橡胶帽中间开设有通孔三；

所述的柱塞是由不锈钢柄、木制T型手柄和橡胶活塞组成；木制T型手柄中间开设有通孔一，橡胶活塞中间开设有通孔二；不锈钢柄两端设置有螺纹；木制T型手柄通过通孔一穿过不锈钢柄，并用螺母固定在不锈钢柄上部；橡胶活塞通过通孔二穿过不锈钢柄，并用螺母固定在不锈钢柄下部；所述的橡胶帽通过通孔三穿过不锈钢柄，位于木制T型手柄和橡胶活塞之间；

所述的橡胶活塞置于亚克力圆柱体内，橡胶帽盖于亚克力圆柱体上端。

本发明的一种用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置的使用方法，它包含以下操作：

将用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置垂直放置在待取样沼泽湿地土壤表层；取样过程中，将橡胶活塞置于土壤表层，然后将沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置垂直插入土壤中；通过上拉木制T型手柄控制橡胶活塞在亚克力圆柱体内的位置，使亚克力圆柱体内产生吸力，在亚克力圆柱体内全部充满土壤后，将已完全插入沼泽湿地土壤的采集装置垂直向上移出，然后将切割头部卸下，使橡胶帽将亚克力圆柱体上下两端开口处封存，即完成取沼泽湿地土壤操作。

它还包含以下操作：

将用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置垂直放置在待取样沼泽湿地土壤表层；取样过程中，将橡胶活塞置于土壤表层，然后将沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置垂直插入土壤中；通过上拉木制T型手柄控制橡胶活塞在亚克力圆柱体内的位置，使亚克力圆柱体内产生吸力，在亚克力圆柱体内全部充满土壤后，对用于沼泽湿地土壤容重测定的原状土芯采集装置周围的土壤挖出，然后将其倾斜后水平移出，然后将切割头部卸下，使橡胶帽将亚克力圆柱体上下两端开口处封存，即完成取沼泽湿地土壤操作。

本发明的有益效果是：

本发明的装置可有效解决目前对松散疏松湿地土壤进行土芯采集时出现的土壤压实难题，获得未受干扰的原状土芯，用以沼泽湿地土壤容重分析以及土壤养分循环的微观机理研究。

本发明设置两种规格的亚克力圆柱体以满足不同研究需求。其中，若采集直径为15cm的土芯的取样装置，则亚克力圆柱厚度为0.32cm。若采集直径为20cm的土芯的取样装置，则亚克力圆柱厚度为0.64cm。

本发明的沼泽湿地原状土芯取样装置将橡胶活塞和锋利的剃刀结合起来，插入过程中能有效切割遇到的植物根系和未完全分解的有机残体。通过目视检查透明的亚克力圆柱体，进而通过上拉木制T型手柄有效控制活塞位置，使亚克力圆柱体内产生吸力。最终获得未受扰动的沼泽湿地原状土芯，彻底解决了沼泽湿地原状土芯采集过程中的压实难题。

本发明的土芯取样装置的切割头部可以从亚克力圆柱体中取下安装在另外的亚克力圆柱体上，保证使用一个切割头部即可完成多个原状土芯的取样，操作简单，成本低，可广泛应用于我国沼泽湿地原状土芯的取样及研究工作中。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；