CN103558120B - 测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统。包括：采集原状土条件下的土壤土块，进行测定得到土壤土块体积含水量；将土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气后扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移，获取第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的参数，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。应用本发明，可以提高土壤容重的测定效率和测定精度。

Description

测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统

技术领域

本发明涉及土壤理化性质测定技术，特别涉及一种测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统。

背景技术

土壤容重是指在田间状态下单位体积土壤的干质量。土壤容重作为土壤的基本属性，其大小可以反映土壤结构、透气性、透水性以及保水能力的高低，是描述土壤质量最基础、最重要的指标之一，也是农田土地平整、计算土壤储水量、估算土壤养分总量、评价土壤通透性、评估土壤耕作阻力以及计算土壤三相比等生产与科研活动的基本参数。因此，在农业生产与科研中，测定土壤容重是进行土壤调查和质量评价不可或缺的工作内容。

实际应用中，土壤容重的计算公式一般采用单位体积的土壤(土壤体积包括土壤土粒体积以及土壤土粒间的孔隙体积)烘干后的重量，也称为土壤干容重。因而，土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。土壤越疏松多孔，土壤容重越小；土壤越紧实，土壤容重越大。

目前测定土壤容重的方法主要包括莎伦树脂包膜土块法和环刀法。其中，莎伦树脂包膜土块法是利用利用莎伦树脂的不透水性，将土壤土块浸蘸在莎伦树脂的丙酮溶液中后，在土壤土块表面形成不透水的薄膜，再将形成了不透水薄膜的土壤土块浸没入水中，通过求取排开水的体积而得到土壤土块体积；然后，通过烘干法求算出土壤土块重量，根据土壤土块重量以及土壤土块体积计算出土壤容重。但该方法需要丙酮、莎伦树脂等特定的试剂，测定土壤容重的成本较高；同时，形成的薄膜容易破损对测定结果带来偏差，使得土壤容重的测定精度较低；且该方法操作繁琐，不能进行野外快速测定土壤容重。

为了降低测定土壤容重的成本并能进行野外快速测定土壤容重，提出了采用环刀法测定土壤容重。具体来说，通过在钢制环刀中设置用于装填土壤的预定体积，并将该设置有预定体积的钢制环刀砸入土壤中，然后抠出，再从钢制环刀中取出装填的土壤，该装填的土壤体积为设置的预定体积；同时，获取取出的装填的土壤的重量，得到土壤湿重量；再通过烘干法烘干取出的装填的土壤，得到土壤干重量，从而可以根据土壤湿重量以及土壤干重量求算出土壤含水量，再根据土壤体积、土壤干重量以及土壤含水量，可以分别计算出土壤干容重和土壤湿容重。但该方法在取土过程中，由于需要将钢制环刀砸入土壤中，土壤往往受到了强力挤压，因而，测定得到的土壤容重往往高于真实的土壤容重，土壤容重的测定精度还是不高；而且，如果土壤砾石含量高，由于易对钢制环刀造成损伤，则无法用环刀法，也使得应用于野外快速测定土壤容重的环刀法受到一定的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种测定土壤容重的方法，提高土壤容重的测定精度。

本发明的另一目的在于提出一种土壤容重测定系统，提高土壤容重的测定精度。

为达到上述目的，本发明提供了一种测定土壤容重的方法，该方法包括：

采集原状土条件下的土壤土块；

对采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；

推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；

根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

较佳地，所述土壤土块体积计算公式为：

$V_t=\frac{P_1{V}_1-P_2{V}_2}{P_1{-P}_2}-V_0$

式中，

P₁为第一密封容器气压；

V₁为第一密封容器体积；

V_t为扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

V₂为第二密封容器体积；

P₂为第二密封容器气压；

V₀为密封袋的体积。

较佳地，所述土壤湿容重的计算公式为：

$R=\frac{m}{V_t}$

式中，

R为土壤湿容重；

m为扎紧的密封袋中土壤土块质量。

较佳地，所述土壤干容重的计算公式为：

r=R-W

式中，

r为土壤干容重；

W为土壤土块体积含水量。

较佳地，所述方法进一步包括：

从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；

推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；

根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；

根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度。

较佳地，所述解除密封袋后的土壤土块体积计算公式为：

$V_a=\frac{P_3{V}_3-P_4{V}_4}{P_3-P_4}-V_0$

式中，

P₃为第三密封容器气压；

V₃为第三密封容器体积；

V_a为解除密封袋后的土壤土块体积；

P₄为第四密封容器气压；

V₄为第四密封容器体积。

较佳地，所述土壤总空隙度的计算公式为：

$K=\frac{V_t-V_a}{V_t}+W$

式中，K为土壤总空隙度。

较佳地，所述方法进一步包括：

根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度，所述土壤密度计算公式为：

$p=\frac{r}{1-K}$

式中，

p为土壤密度。

一种土壤容重测定系统，该系统包括：采集模块、体积含水量测定模块、质量测定模块、体积测定模块以及土壤干容重计算模块，其中，

采集模块，用于采集原状土条件下的土壤土块；

体积含水量测定模块，用于对采集模块采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

质量测定模块，用于将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

体积测定模块，用于将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

土壤干容重计算模块，用于根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

较佳地，所述系统进一步包括：土壤总空隙度计算模块以及土壤密度计算模块，其中，

土壤总空隙度计算模块，用于从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度；

土壤密度计算模块，用于根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度。

由上述的技术方案可见，本发明提供的一种测定土壤容重的方法及土壤容重测定系统，通过获取原状土条件下的土壤土块，采用密封袋抽气的方式密封土壤土块，利用热力学中的克拉伯龙方程，采用气压差法测定土壤土块体积，避免挤压土壤并可有效降低不透水薄膜对土壤土块体积的影响，从而提升土壤容重的测定精度。

附图说明

图1为本发明实施例测定土壤容重的方法流程示意图。

图2为本发明实施例土壤容重测定系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

现有采用莎伦树脂包膜土块法测定土壤容重，形成的薄膜对测定结果带来偏差；而采用环刀法测定土壤容重，由于需要将钢制环刀砸入土壤中，土壤受到强力挤压，使得通过钢制环刀取样得到的土壤被压实，因而，测定得到的土壤容重往往高于真实的土壤容重。两种方法进行土壤容重的测定，精度都较低；而且，对于土壤砾石含量高的土壤，由于砾石易于损伤钢制环刀，使得环刀法的应用受到一定的限制。

计算土壤容重的相关参数包括土壤体积以及土壤干重。因而，精确地测定土块(土壤土块)体积和土块(土壤)含水量，是保证土壤容重测定精度的关键因素。其中，土块含水量也称土壤含水率，是土壤中所含水分的数量，其测定技术相对较为成熟，例如，可以采用称重法、张力计法、电阻法、中子法、r-射线法、驻波比法、光学法以及适合移动测量和定点监测的时域反射(TDR，TimeDomainReflectometry)法等现场测试方法。举例来说，时域反射法可以通过测量土壤介电常数来获得土壤含水率，即通过测量电磁波在埋入土壤中的导线的入射时间以及反射时间的时间差，可以求出土壤的介电常数，根据介电常数与土壤含水率的对应关系，进而求出土壤含水率。因此，在野外快速、精确地测定土壤容重，需要准确获得原始的待测定的土壤土块体积。

在热力学中，克拉伯龙方程常用于描述单组分系统在相平衡时，气体压强、体积、物质的量、温度间关系的状态。因而，本发明实施例中，旨在提出一种能在野外快速而准确测定土壤容重的方法，创新地提出利用热力学中的克拉伯龙方程，采用气压差法测定土壤体积，以获得原始的待测定的土壤土块体积。

图1为本发明实施例测定土壤容重的方法流程示意图。参见图1，该流程包括：

步骤101，采集原状土条件下的土壤土块；

本步骤中，在原状土条件下，获取待测定的土壤土块，是指采用非挤压方式采集土壤中的土壤土块，例如，可以采用挖坑法、原状取土管法或不规则洞穴法采集土壤中的土壤土块，在采集土壤土块时，先除去土壤表层枯枝落叶和腐殖质层，再根据试验需要开挖不同深度的剖面，再采集不同剖面的土壤土块样品。关于获取原状土条件下的待测定土壤土块为公知技术，在此略去详述。

步骤102，对采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

本步骤中，如果采集的土壤土块中含有石块或根系，则可以除去土壤土块中含有的石块或根系。

测定土壤土块体积含水量的方法包括：称重法、张力计法、电阻法、中子法、r-射线法、驻波比法、光学法以及时域反射法等。关于对土壤土块的体积含水量进行测定的流程为公知技术，在此略去详述。

本发明实施例中，在原状土条件下，采用TDR测定得到土壤土块体积含水量W。

步骤103，将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

本步骤中，密封袋包括：保鲜膜、保鲜袋等质量相对于土壤土块可以忽略的密封材料。本发明实施例中，密封袋采用保鲜膜。

在对原状土条件下采集的土壤土块进行土壤土块体积含水量测定后，用保鲜膜对采集的土壤土块进行包裹，在包裹好后，对包裹有土壤土块的保鲜膜进行抽气，以使保鲜膜无缝隙贴在土壤土块上，然后，扎紧保鲜膜以防止进气或漏气，并测定保鲜膜及密封在保鲜膜中的土壤土块的总质量m。

本发明实施例中，由于保鲜膜的质量相对于土壤土块的质量可以忽略不计。因而，保鲜膜及密封在保鲜膜中的土壤土块的总质量等于土壤土块质量，即扎紧的密封袋中土壤土块质量。当然，实际应用中，也可以称取一定数量的密封袋质量，然后求取每一密封袋质量，将测定得到的保鲜膜及密封在保鲜膜中的土壤土块的总质量减去每一密封袋质量，得到扎紧的密封袋中土壤土块质量。

步骤104，将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；

本步骤中，密封容器内设置有活塞，可沿密封容器内壁进行密封滑动。

较佳地，密封容器为透明容器，设置有体积刻度，并在体积刻度标注的相应位置，设置有活塞定位块，当密封容器内的活塞滑移至该位置并被活塞定位块定位时，其体积为体积刻度标注的值。本发明实施例中，活塞可通过手工方式进行滑移。

实际应用中，还可以在密封容器内设置气压计，用于感测密封容器内的气压。

将扎紧的密封袋置于密封容器中，形成密封容器的第一状态。此时，第一密封容器体积为V₁，第一密封容器气压为P₁。

本发明实施例中，由于测定所需的时间较短，在该较短的时间段内，在活塞滑移阻力较小的情况下，可认为密封容器内温度在该测定过程中保持恒定。当然，实际应用中，为了更精确地测定土壤容重，较佳地，还可以在密封容器内设置温度计，用于感测密封容器内的温度T₁，即第一密封容器绝对温度。

设扎紧的密封袋内的土壤土块体积为V_t，根据热力学的克拉伯龙方程，密封容器内的空气满足：

$\frac{P_1(V_1-V_t-V_0)}{T_1}=\mathrm{nR}$

式中，

P₁为第一密封容器气压；

V₁为第一密封容器体积；

V_t为扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

V₀为密封袋的体积；

T₁为第一密封容器绝对温度；

n为密封容器内不包含土块体积的气体物质的量；

R为气体常数。所有气体的R值均相同，对于同一密封容器，在任一状态下，nR为恒定的常数。

如果气压、温度和体积都采用国际单位，则：

R=8.314Pa.m³／mol.K。

步骤105，推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；

本步骤中，可以在保持密封容器内温度不变的情况下，推动活塞向左或向右移动到预先设置的位置，并由活塞定位块进行定位，然后，通过密封容器内空气气压差的变化来求取土壤土块体积。

设第二密封容器体积为V₂，第二密封容器气压为P₂，第二密封容器绝对温度为T₂。根据热力学的克拉伯龙方程，密封容器内的空气满足：

$\frac{P_2(V_2-V_t-V_0)}{T_2}=\mathrm{nR}$

步骤106，根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

本步骤中，根据热力学的克拉伯龙方程，前后状态密封容器内的空气满足：

$\frac{P_1(V_1-V_t-V_0)}{T_1}=\mathrm{nR}=\frac{P_2(V_2-V_t{-V}_0)}{T_2}$

假设T₁=T₂，对上式进行整理，得到：

$V_t=\frac{P_1{V}_1-P_2{V}_2}{P_1{-P}_2}-V_0$

式中，P₁、V₁、P₂、V₂、V₀为已知量。

步骤107，根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

本步骤中，

土壤湿容重的计算公式为：

$R=\frac{m}{V_t}$

式中，

R为土壤湿容重；

m为扎紧的密封袋中土壤土块质量。

土壤干容重的计算公式为：

$r=\frac{m-\mathrm{Wx}{V}_t}{V_t}=R-W$

式中，

r为土壤干容重，即土壤容重；

W为土壤土块体积含水量。

本发明实施例中，还可以进一步计算土壤总空隙度以及土壤密度，该方法进一步包括：

步骤108，从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；

本步骤中，扎紧的密封袋内的土壤土块体积不包括土壤土块内部空隙。在解除密封袋后，土壤土块体积会增大，包括土壤土块内部空隙。设包括土壤土块内部空隙的土壤土块体积为V_a，即解除密封袋后的土壤土块体积，根据热力学的克拉伯龙方程，密封容器内的空气满足：

$\frac{P_3(V_3-V_a{-V}_0)}{T_3}=\mathrm{nR}$

式中，

P₃为第三密封容器气压；

V₃为第三密封容器体积；

V_a为解除密封袋后的土壤土块体积；

T₃为第三密封容器绝对温度。

步骤109，推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；

本步骤中，根据热力学的克拉伯龙方程，放置解除密封袋后的土壤土块的密封容器内的空气满足：

$\frac{P_4(V_4-V_a-V_0)}{T_4}=\mathrm{nR}$

式中，

P₄为第四密封容器气压；

V₄为第四密封容器体积；

T₄为第四密封容器绝对温度。

步骤110，根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；

本步骤中，根据热力学的克拉伯龙方程，解除密封袋后，前后状态密封容器内的空气满足：

$\frac{P_3(V_3-V_a-V_0)}{T_3}=\mathrm{nR}=\frac{P_4(V_4-V_a-V_0)}{T_4}$

假设T₃=T₄，对上式进行整理，得到：

$V_a=\frac{P_3{V}_3-P_4{V}_4}{P_3-P_4}-V_0$

式中，P₃、V₃、P₄、V₄、V₀为已知量。

本发明实施例中，步骤108至步骤110分别与步骤104至步骤106相类似。

步骤111，根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度；

本步骤中，计算土壤总空隙度的公式为：

$K=\frac{V_t-V_a}{V_t}+W$

式中，K为土壤总空隙度。

步骤112，根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度。

本步骤中，计算土壤密度的公式为：

$p=\frac{r}{1-K}$

式中，

p为土壤密度。

由上述可见，本发明实施例的测定土壤容重的方法，通过获取原状土条件下的土壤土块，使得土壤未受到挤压，保持了真实土壤状态；同时，采用密封袋抽气的方式密封土壤土块，可以有效固定不规则土壤的外形，并使土壤与水隔绝，减少测定不规则形状土壤体积的误差；而且，创新地提出利用热力学中的克拉伯龙方程，采用气压差法测定土壤土块体积，可以有效降低测试过程对土壤土块体积的影响，从而提升土壤容重的测定精度；进一步地，采用非环刀法采集土壤土块，可以避免砾石对钢制环刀的损伤，扩展了土壤容重测定的范围。

图2为本发明实施例土壤容重测定系统结构示意图。参见图2，该土壤容重测定系统包括：采集模块、体积含水量测定模块、质量测定模块、体积测定模块以及土壤干容重计算模块，其中，

采集模块，用于采集原状土条件下的土壤土块；

体积含水量测定模块，用于对采集模块采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

本发明实施例中，测定土壤土块体积含水量的方法包括：称重法、张力计法、电阻法、中子法、r-射线法、驻波比法、光学法以及时域反射法。

质量测定模块，用于将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

体积测定模块，用于将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

本发明实施例中，具有活塞的密封容器设置有体积刻度，并在体积刻度标注的相应位置，设置有活塞定位块，密封容器内设置有用于感测密封容器内气压的气压计、和／或，感测密封容器内温度的温度计。

土壤土块体积的计算公式为：

$V_t=\frac{P_1{V}_1-P_2{V}_2}{P_1-P_2}$

土壤干容重计算模块，用于根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

较佳地，土壤容重测定系统还可以进一步包括：

土壤总空隙度计算模块(图中未示出)，用于从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；根据解除密封袋后的土壤土块体积、土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度。和／或，

土壤密度计算模块，用于根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测定土壤容重的方法，其特征在于，该方法包括：

采集原状土条件下的土壤土块；

对采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；

推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；

根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积，所述土壤土块体积计算公式为：

$V_t=\frac{P_1{V}_1-P_2{V}_2}{P_1-P_2}-V_0$

式中，

P₁为第一密封容器气压；

V₁为第一密封容器体积；

V_t为扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

V₂为第二密封容器体积；

P₂为第二密封容器气压；

V₀为密封袋的体积；

根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤湿容重的计算公式为：

$R=\frac{m}{V_t}$

式中，

R为土壤湿容重；

m为扎紧的密封袋中土壤土块质量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述土壤干容重的计算公式为：

r＝R-W

式中，

r为土壤干容重；

W为土壤土块体积含水量。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；

推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；

根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；

根据解除密封袋后的土壤土块体积、扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述解除密封袋后的土壤土块体积计算公式为：

$V_a=\frac{P_3{V}_3-P_4{V}_4}{P_3-P_4}-V_0$

式中，

P₃为第三密封容器气压；

V₃为第三密封容器体积；

V_a为解除密封袋后的土壤土块体积；

P₄为第四密封容器气压；

V₄为第四密封容器体积。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述土壤总空隙度的计算公式为：

$K=\frac{V_t-V_a}{V_t}+W$

式中，K为土壤总空隙度；

W为土壤土块体积含水量。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度，所述土壤密度计算公式为：

$p=\frac{r}{1-K}$

式中，

p为土壤密度；

r为土壤干容重。

8.一种土壤容重测定系统，其特征在于，该系统包括：采集模块、体积含水量测定模块、质量测定模块、体积测定模块以及土壤干容重计算模块，其中，

采集模块，用于采集原状土条件下的土壤土块；

体积含水量测定模块，用于对采集模块采集的土壤土块的体积含水量进行测定，得到土壤土块体积含水量；

质量测定模块，用于将进行土壤土块体积含水量测定后的土壤土块置于密封袋中，抽取密封袋中空气，在密封袋无缝隙贴在土壤土块上后，扎紧密封袋，称量获取扎紧的密封袋中土壤土块质量；

体积测定模块，用于将扎紧的密封袋置于具有活塞的密封容器中，获取放置扎紧的密封袋的第一密封容器体积以及第一密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置扎紧的密封袋的第二密封容器体积以及第二密封容器气压；根据获取的第一密封容器体积、第一密封容器气压、第二密封容器体积以及第二密封容器气压，得到扎紧的密封袋中的土壤土块体积，所述土壤土块体积计算公式为：

式中，

P₁为第一密封容器气压；

V₁为第一密封容器体积；

V_t为扎紧的密封袋中的土壤土块体积；

V₂为第二密封容器体积；

P₂为第二密封容器气压；

V₀为密封袋的体积；

土壤干容重计算模块，用于根据扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及扎紧的密封袋中土壤土块质量，计算得到土壤湿容重，基于土壤湿容重以及土壤土块体积含水量，得到土壤干容重。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：土壤总空隙度计算模块以及土壤密度计算模块，其中，

土壤总空隙度计算模块，用于从密封容器中取出扎紧的密封袋，解除密封袋，将解除密封袋的土壤土块置于具有活塞的密封容器中，获取放置土壤土块的第三密封容器体积以及第三密封容器气压；推动活塞滑移至密封容器内预先设置的位置，获取滑移后放置解除密封袋后的土壤土块的第四密封容器体积以及第四密封容器气压；根据获取的第三密封容器体积、第三密封容器气压、第四密封容器体积以及第四密封容器气压，得到解除密封袋后的土壤土块体积；根据解除密封袋后的土壤土块体积、扎紧的密封袋中的土壤土块体积以及土壤土块体积含水量，计算得到土壤总空隙度；

土壤密度计算模块，用于根据计算得到的土壤总空隙度以及土壤干容重，计算得到土壤密度。