[發明專利]農作物根土復合體固土力學原位測定儀及其應用

有效

• 申請號: 201210499212.X
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102944475A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 鄭毅;范茂攀;李永梅;湯利;毛研婷
• 申請（專利權）人: 云南農業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京瑞思知識產權代理事務所(普通合伙) 11341
• 代理人: 王加嶺

技術領域

本發明涉及農業技術領域，具體涉及一種農作物根土復合體固土力學原位測定儀。

背景技術

我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，水土流失分布范圍廣、面積大。據報道，我國的水土流失面積達356萬km2，占國土總面積的37%，侵蝕形式多樣，類型復雜，水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕及滑坡泥石流等重力侵蝕特點各異，相互交錯，成因復雜。根據統計，中國每年流失的土壤總量達50億t。長江流域年土壤流失總量為24億t，其中上游地區年土壤流失總量達15.6億t，黃河流域、黃土高原區每年進入黃河的泥沙多達16億t。

水土流失的成因是自然條件形成以及人類不合理利用土地形成，例如：地面坡度陡峭，土體的性質松軟易蝕，高強度暴雨，地面沒有林草等植被覆蓋等等，容易造成水土流失；人類毀林毀草，陡坡開荒，草原上過度放牧，開礦、修路等生產建設破壞地表植被后不及時恢復，隨意傾倒廢土棄石等，使自然環境惡化，造成水土流失。水土流失對當地和河流下游的生態環境、生產、生活和經濟發展都造成極大的危害。水土流失破壞地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影響農業生產，威脅城鎮安全，加劇干旱等自然災害的發生、發展，導致群眾生活貧困、生產條件惡化，阻礙經濟、社會的可持續發展。

黨的十八大提出，建設中國特色社會主義事業總體布局由經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設“四位一體”拓展為包括生態文明建設的“五位一體”，控制水土流失是生態文明建設的一個重要內容。

植物根系固土是防止水土流失最為重要的一種手段，通過退耕還林還牧、擴大林草種植面積、改善操場植被等等綜合手段來防治水土流失。哪些植物的固土能力強，適合何種土壤進行固土等等，一直是人們探討的重要課題。然而，到目前為止，固土能力的檢測方式簡陋，需要專業的人員來檢測，費時費力，沒有一個很好的解決途徑。

發明內容

針對上述不足，本發明提供一種農作物根土復合體固土力學原位測定儀。

為實現上述目的，本發明農作物根土復合體固土力學原位測定儀，其包括：剪切箱、壓力發生裝置、測距裝置以及固定裝置，所述壓力發生裝置位于固定裝置與剪切箱之間，壓力發生裝置上具有壓力計，壓力發生裝置用于給剪切箱作用力，并測定該作用力大小，所述測距裝置用于測量剪切箱的位移。

為使測定更加簡易化，本發明測定儀還包括處理器和顯示器，所述壓力計將實時壓力值傳送給處理器，所述測距裝置將實時剪切箱位移值傳送給處理器，處理器根據壓力值和位移值繪制位移壓力圖譜，并將當前壓力值、位移值以及位移壓力圖譜在顯示器上顯示。

還包括存儲器，用于存儲測定的數據。此外存儲器中還可以預置規則，判斷規則。

所述剪切箱為中空體，其至少底面是空的，剪切箱用于固定待測的土壤，使剪切箱中的土壤整體移動，從而下層土壤和上層土壤之間整體發生相對位移，由此判斷剪切箱中作物的固土能力。剪切箱的大小和高度根據不同植物可以選用不同的型號，例如長寬高為30cm的剪切箱，剪切箱的高度（固定于其中的土壤高度）對固土能力的檢測有一定的影響，不同植物的根系在土壤中的最佳固土層不盡相同。

所述測距裝置可以是位移傳感器，其精度優選小于1mm，更優選精度為1μm。

本發明農作物根土復合體固土力學原位測定儀可以直觀地檢測農作物固土能力。進一步，本發明提供農作物固土能力測定方法，該方法通過上述的農作物根土復合體固土力學原位測定儀測定農作物根系所在土壤在所述原位測定儀作用下的壓力值和位移值，根據壓力值和位移值判斷農作物固土能力。當然可以通過預置規則，直接判讀出農作物的固土能力。在檢測時還包括在同等條件下測定不含農作物根系的土壤在所述原位測定儀作用下的壓力值和位移值作為對照。

與現有技術相比，本發明農作物根土復合體固土力學原位測定儀可以簡便快速地測定作物根系土壤的力學情況，通過對照可以獲知作物根系的固土能力，從而為固土作物的選擇提供了參考依據。本發明測定儀的使用無需專業知識，適合推廣應用。

附圖說明

圖1是原位土壤根系水平抗拉過程的F-S曲線，其中F表示拉力，S表示位移，a、b、c、d表示不同階段的臨界點。

圖2為本發明測定儀的結構示意圖，其中1為剪切箱，2為壓力發生裝置，3為固定裝置，4為壓力計，5為測距裝置。

具體實施方式