CN102062702B - 一种可以分层采取土壤样品的取土器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以分层采取土壤样品的取土器，取土器主体(1)为两端敞口的直筒体，该直筒体的横截面为矩形，所述取土器主体(1)的底端为便于入土的刃口，其特征在于，所述取土器主体(1)的一侧为可开闭的刻度板(2)，所述刻度板(2)包括多块刻度板条，所述取土器还包括用于从打开所述刻度板条的开口处接收土样的簸箕(6)和用于将土样刮入所述簸箕(6)的刮板(7)。本发明结构简单、易于加工和制作、入土顺利、易于通过刻度板(2)、簸箕(6)和刮板(7)分层采取土壤样品。可取沙地、农田、草原等多种土地的土样。根据实验要求可以分层采取不同厚度的土壤样品，且采取量较大。

Description

一种可以分层采取土壤样品的取土器

技术领域

本发明涉及取土器，特别是涉及一种可以分层采取土壤样品的取土器，属于土壤采样和测定技术领域。

背景技术

土壤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，土壤样品采集、保存是否良好，代表性强弱是决定土壤测定分析精度高低的关键。而要采集到接近天然结构的原状土样，关键在于提高取样技术和使用先进的取土器。

目前，国外在野外原状土取样器设计制造方面开展了大量工作，并取得了很大的成就，设计制造了各式各样的取样器。如谢尔贝管，该取土器是最简单的一种薄壁取土器，取样操作简便，但易逃土；固定式活塞薄壁取土器(代表性型号有Hvorslev型和NGI型)，是目前国际公认的高质量取土器，该取土器取样质量高，成功率也高，但需要两套杆件，操作比较费事；奥斯特伯格水压固定活塞式取土器，其特点是去掉活塞杆，将活塞连接在钻杆底端，取样管则与另一套在活塞缸内的可动活塞联结，取样时通过钻杆施加水压，驱动活塞缸内的可动活塞，将取样管压入土中，其取样效果与固定活塞式相同，操作较为简便，但结构仍较复杂；自由活塞式取土器，与固定活塞式不同之处在于活塞杆不延伸至地面，而只穿过接头，并用弹簧锥卡予以控制，取样时依靠土试样将活塞顶起，操作较为简便，但土试样上顶活塞时易受扰动；单动三重(二重)管取土器(代表型号有丹尼森取土器和它的改进型皮切尔取土器)，其特点是内管刃口的超前值可通过一个竖向弹簧按土层软硬程度自动调节，单动三重管取土器可用于中等以至较硬的土层；双动三重(二重)管取土器，它与单动不同之处在于取样内管也旋转，因此可切削进入坚硬的地层，一般适用于坚硬粘性土，密实砂砾以至软岩。

国内的取土器大多采用直压入式、锤击加压式和压入旋转式，如西安勘察院的黄土取土器；华东电力设计院设计的机械式活塞薄壁取样器。近几年，国内在取土器研制方面也有了一定进展，贾书刚等人研制的新型直压式手动原状土取土钻仅凭一人手动操作可轻松获取整个剖面继承深度原状土样和水稻土剖面原状土样；胥建华和张品萃设计的由铝合金机架、螺旋式地锚、链传动加压及伞齿轮回转等部件组成的便携软层土壤取样器重量轻，操作简便，仅需一人即可完成取样作业；王健等人研制的支架旋转式原状土取样器可以使所取土样更加接近土的原始状态，适用于不同密实度的土壤和夹带砂卵石的土层；赵寰宇和赵士杰在风洞实验中研制了箱式农田取样器和框式农田取样器，箱式农田取样器采用压入和手动相结合的方式，可取得尺寸为0.5m×0.4m×0.15m长方体形状土样；框式农田取样器采用压入方式能够取得尺寸为0.5m×0.4m×0.17m长方体形状土样。

但是，这些取样器取得的土壤样品均无法精细分层，对于研究风蚀对表土的影响及粗化层厚度显得有些欠缺，而且所有取样器(除箱式和框式农田取样器外)取得的都是圆柱形小截面的土样，土壤样品量少，应用于一部分对土样样品量有特殊要求的研究中稍显不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述所有取样器不能够分层采样这一缺点，提供一种可以分层采取土壤样品的取土器。

本发明提供的可以分层采取土壤样品的取土器，其取土器主体为两端敞口的直筒体，该直筒体的横截面为矩形，所述取土器主体的底端为便于入土的刃口，所述取土器主体的一侧为可装卸的刻度板，所述刻度板包括多块可拆拼的刻度板条，所述取土器还包括用于从打开所述刻度板条的开口处接收土样的簸箕和用于将土样刮入所述簸箕的刮板。

较佳地，所述取土器还包括能够扣到所述取土器主体的顶端上的顶盖。

较佳地，所述簸箕的接土端具有能够卡接到所述取土器主体打开所述刻度板条的开口处的卡合结构。

较佳地，所述簸箕的所述卡合结构包括能够从所述开口处伸入到所述取土器主体内并贴合所述取土器主体的内壁的两个伸出侧板以及设置在所述两个伸出侧板下面的底挡板。

较佳地，所述刮板的宽度与所述取土器主体的内侧宽度一致，所述刮板具有能够调节纵向位置的横向挡条，所述刮板上具有纵向刻度。

较佳地，所述刻度板条的一端通过侧轴设置在取土器主体上，所述取土器主体上设置有能够卡合所述刻度板条的另一端的开关。

取样时，先将取土器主体放置在选定的样地上，然后将顶盖扣在取土器主体上，采用重锤少击顶盖，使取土器主体均匀且顺利进入土层，用铁锹把取土器主体可活动一面的土壤挖开，使整个侧面露出以方便取土。从上向下依次打开刻度板条，每打开一层刻度板条后，将簸箕卡在刻度板开口处，用刮板将取土器中的土壤样品刮入簸箕后装入封口袋。通过该取土器采取的土壤样品带回实验室进行土壤理化性质的测定。

本发明提供的可以分层采取土壤样品的取土器能够方便快捷而准确地分层采取需要测量理化性质的土壤样品。

附图说明

图1为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的取土器主体的结构示意图；

图2为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的顶盖的结构示意图；

图3为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的簸箕的结构示意图；

图4为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的刮板的结构示意图；

图5为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器用锤击顶盖使取土器主体进入土层的状态示意图；

图6为本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器用刮板刮土样并用簸箕接收土样的状态示意图；

图7为利用本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器进行采样的一种采样点位置布设示意图；

图8为环刀和本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的试验结果分析图；

图9为环刀和本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器的另一试验结果分析图。

图中：1-取土器主体，2-刻度板，3-侧轴，4-开关，5-顶盖，6-簸箕，7-刮板。

具体实施方式

为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，现结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1～6所示，取土器主体1为两端敞口的直筒体，该直筒体的横截面为矩形，所述取土器主体1的底端为便于入土的刃口，所述取土器主体1的一侧为可开闭的刻度板2，所述刻度板2包括多块刻度板条，所述取土器还包括用于从打开所述刻度板条的开口处接收土样的簸箕6和用于将土样刮入所述簸箕6的刮板7。所述取土器还包括能够扣到所述取土器主体1的顶端上的顶盖5。所述簸箕6的接土端其有能够卡接到所述取土器主体1打开所述刻度板条的开口处的卡合结构。所述卡合结构包括能够从所述开口处伸入到所述取土器主体1内并贴合所述取土器主体1的内壁的两个伸出侧板以及设置在所述两个伸出侧板下面的底挡板。所述刮板7的宽度与所述取土器主体1的内侧宽度一致，所述刮板7具有能够调节纵向位置的横向挡条，用于调节刮板7伸入取土器主体1内的长度，所述刮板7上具有纵向刻度。所述刻度板条的一端通过侧轴3设置在取土器主体1上，所述取土器主体1上设置有能够卡合所述刻度板条的另一端的开关4。所述开关4为能够卡合所述刻度板条的卡槽结构。

所述取土器主体有效体积为24cm×16cm×16cm，每层有效取土体积为24cm×16cm×1cm。所述刻度板条为10块，每块长×宽为16cm×1cm，接在侧轴上，可以活动，以方便取土。

所述顶盖可以避免锤击时重锤与取土器主体直接接触而使取土器主体受损。

所述簸箕能够正好卡在取土器主体可活动一面，保证在取土过程中不使取土器内的土样漏掉。

所述刮板的长度可以根据实验需要进行调节，宽度与取土器主体内侧宽度一致。

利用所述可以分层采取土壤样品的取土器采取土样时包括以下步骤：

步骤1：将取土器主体放置在选定的样点上；

步骤2：如图5所示，将顶盖扣在取土器主体上端，采用重锤少击顶盖，使取土器主体均匀且顺利进入土层；

步骤3：用铁锹把取土器主体可活动一面的土壤挖开，使整个侧面露出以方便取土；

步骤4：如图6所示，从上向下依次打开刻度板，每打开一层刻度板后，将簸箕卡在刻度板开口处，用刮板将取土器中的土壤样品刮入簸箕后装入封口袋。

为了验证取土器的可靠性和实用性，用两种取土工具(上述取土器和常规的环刀)采取了内蒙古农业大学苗圃和大青山山前农田的土壤进行了研究。在选定的样地上(采样点布设见图7)，用环刀采取0-5cm、5-10cm两层土样；用取土器采取0-1cm、1-2cm、2-3cm、3-4cm、4-5cm、5-6cm、6-7cm、7-8cm、8-9cm、9-10cm十层土样。土样自然风干后，对每个土样按四分法称取100±0.005g后置入振筛机进行筛分，筛分后，用电子天平(精度0.001g)称重并计算每一粒级颗粒的重量百分比。最后将取土器所取的0-5cm五层土样和5-10cm五层土样分别求取平均值，然后和环刀所取的0-5cm和5-10cm的土样进行比较，求取差值来验证分层取土器的精度。

实施例1：对内蒙古农业大学苗圃地的试验结果分析(见图8)发现：在0-5cm层和5-10cm层上，取土器和环刀所采取的土样粒级分布均呈现先上升后下降的趋势，均以细沙含量最多，其值为38.082％-39.885％；砾石含量最少，其值为0.744％-0.896％。而且，两种取土工具所取土样各粒级百分含量差别不大，0-5cm层的土样中，砾石、极粗沙、粗沙、中沙、细沙、极细沙、粉粒的差值分别为0.153％、0.681％、0.555％、0.007％、1.393％、1.309％、1.027％；5-10cm层的土样中，砾石、极粗沙、粗沙、中沙、细沙、极细沙、粉粒的差值分别为0.016％、0.249％、0.789％、0.628％、0.806％、0.649％、0.654％。

实施例2：对大青山山前农地土壤的试验结果分析(见图9)发现：在0-5cm层和5-10cm层上，取土器和环刀所采取的土样粒级分布均呈现出先下降后上升再下降的趋势。而且两者差别不大，0-5cm层的土样中，砾石、极粗沙、粗沙、中沙、细沙、极细沙、粉粒的差值分别为0.106％、0.024％、0.878％、0.753％、0.570％、0.814％、0.389％；5-10cm层的土样中，砾石、极粗沙、粗沙、中沙、细沙、极细沙、粉粒的差值分别为0.081％、0.565％、0.771％、0.686％、0.192％、0.768％、0.612％。

本发明的一种可以分层采取土壤样品的取土器优点是结构简单、易于加工和制作、入土顺利、易于操作，可取沙地、农田、草原等多种土地的土样。能够根据实验要求分层采取不同厚度的土壤样品，且采取量较大。

Claims (5)

1.一种可以分层采取土壤样品的取土器，取土器主体(1)为两端敞口的直筒体，该直筒体的横截面为矩形，所述取土器主体(1)的底端为便于入土的刃口，其特征在于，所述取土器主体(1)的一侧为可开闭的刻度板(2)，所述刻度板(2)包括多块刻度板条，所述取土器还包括用于从打开所述刻度板条的开口处接收土样的簸箕(6)和用于将土样刮入所述簸箕(6)的刮板(7)，所述刮板(7)的宽度与所述取土器主体(1)的内侧宽度一致，所述刮板(7)具有能够调节纵向位置的横向挡条，用于调节刮板(7)伸入取土器主体(1)内的长度，所述刮板(7)上具有纵向刻度。

2.根据权利要求1所述的一种可以分层采取土壤样品的取土器，其特征在于，所述取土器还包括能够扣到所述取土器主体(1)的顶端上的顶盖(5)。

3.根据权利要求1所述的一种可以分层采取土壤样品的取土器，其特征在于，所述簸箕(6)的接土端具有能够卡接到所述取土器主体(1)打开所述刻度板条的开口处的卡合结构。

4.根据权利要求3所述的一种可以分层采取土壤样品的取土器，其特征在于，所述簸箕(6)的所述卡合结构包括能够从所述开口处伸入到所述取土器主体(1)内并贴合所述取土器主体(1)的内壁的两个伸出侧板以及设置在所述两个伸出侧板下面的底挡板。

5.根据权利要求1所述的一种可以分层采取土壤样品的取土器，其特征在于，所述刻度板条的一端通过侧轴(3)设置在取土器主体(1)上，所述取土器主体(1)上设置有能够卡合所述刻度板条的另一端的开关(4)。 

Images