CN104034643A - 一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，包括容器，容器开口设有盖子，盖子上设有毛细管口用来连接毛细管，盖子上设有进水口用来连接进水管或被进水口封盖密封，容器底部铺设有滤网，容器底部中心设有出水口，出水口使容器内部和出水管道连通，容器底部还设置导流沟，导流沟使容器内部和出水管道连通，出水管道上安装有水阀。本发明能够提供一种无土栽培基质孔隙度测定装置及其使用方法，可以简化操作过程，提高测定结果的准确性。

Description

一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置
技术领域
本发明属于农业机械设备技术领域，涉及一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置。
背景技术
无土栽培基质孔隙度的测定发放来源于土壤孔隙度的测定方法，由于土壤颗粒细小，可以采用环刀法进行取样并测得土壤容重及含水量，土壤比重通常取常数值2.65g/cm3，然后根据公式：总孔隙度＝(1－容重/比重)×100％，求得土壤总孔隙度；根据公式：通气孔隙度＝总孔隙度－含水量×容重，求得土壤通气孔隙度，进而求得持水孔隙度。然而，对于大粒径的无土栽培基质，特别是用来种植热带地区半气生性作物时所用的大粒径栽培基质，如椰衣粒、陶粒、碎树皮、小石子、粗砂等，在测定基质孔隙度时，用环刀法无法操作。
现有无土栽培基质孔隙度的测定方法为排水法，即用一定容积(V)的容器装满基质，再向容器中缓慢注水，当基质表面形成一层水膜且水膜恒定时，记录注入水的体积(V1)，然后用纱布封住容器口，将容器倒置，收集自由流出的水，记录水的体积(V2)，设持水孔隙为V3，然后根据公式：总空隙(V1)＝通气孔隙(V2)+持水孔隙(V3)，计算出持水孔隙，再根据公式：孔隙度＝孔隙体积/基质体积，分别求得基质的总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度。此法操作过程复杂，且容易损失水分，往往产生很大的测量误差。
无土栽培基质的物理性状直接影响肥力的发挥，进而影响植物的生长。影响无土栽培基质物理性状的最重要因素就是孔隙度。孔隙度分为总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度三种。目前，虽有排水法测定无土栽培基质孔隙度，但由于没有专门的测定装置及相配套的使用方法，导致测定过程繁琐，且结果准确度不高、重复性不好。
发明内容
本发明的目的在提供一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，解决了现有技术中没有专门的测定装置，测定过程繁琐，且结果准确度不高、重复性不好的问题。
本发明所采用的技术方案是包括容器，容器开口设有盖子，盖子上设有毛细管口用来连接毛细管，盖子上设有进水口用来连接进水管或被进水口封盖密封，容器底部铺设有滤网，容器底部中心设有出水口，出水口使容器内部和出水管道连通，容器底部还设置导流沟，导流沟使容器内部和出水管道连通，出水管道上安装有水阀。
进一步，所述容器为玻璃材质；所述容器容积为1L。
进一步，所述毛细管连接毛细管口的一端内径为0.5mm，另一端内径为1.0mm；所述进水管连接进水口的一端内径为10.0mm，另一端开口为25.0mm；所述容器内径为112.8mm，壁厚为3mm。
进一步，所述导流沟与水平面的夹角角度为10度；所述出水管道的内径为20mm。
进一步，所述导流沟呈扇形均布围绕出水管道，导流沟数量为10条。
进一步，所述滤网的滤网眼宽度为0.5mm。
本发明能够提供一种无土栽培基质孔隙度测定装置及其使用方法，可以简化操作过程，提高测定结果的准确性和重复性。
附图说明
图1是本发明一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置结构示意图；
图2是本发明一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置剖面图；
图3是本发明盖子俯视结构图；
图4是本发明滤网结构示意图；
图5是本发明导流沟结构示意图。
图中，1.毛细管口，2.进水口，3.盖子，4.容器，5.滤网，6.水阀，7.出水管道，8.导流沟。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明所采用的技术方案是包括容器4，容器4开口即进料口设有盖子3，如图3所示，盖子3上设有毛细管口1用来连接毛细管，毛细管用来判定基质表面刚好形成液膜的临界点及加水时保证容器内外气压相等。盖子3上设有进水口2用来连接进水管或被进水口封盖密封，进水口还设有进水口封盖，进水口2用来加蒸馏水并在排水时保证排水顺畅。盖子3与容器4采用螺纹连接，与毛细管和进水管连为一体。容器4的容积为1L，用于装基质及蒸馏水，容器4底部铺设有滤网5，容器4底部中心设有出水口，出水口使容器内部和出水管道7连通，容器4底部还设置导流沟8，导流沟8使容器内部和出水管道7连通，如图4所示，滤网5用于过滤基质中细小的杂质，防治堵塞排水口；导流沟8设置在容器底，导流沟8用于加速蒸馏水的流速，使蒸馏水排得更彻底。出水管道7上安装有水阀6。水阀6加水时用于保持容器4底部封闭，排水时打开。出水管道7可将水导流至外部的测量容器中。容器4为玻璃材质；所述容器4容积为1L。毛细管连接毛细管口1的一端内径为0.5mm，另一端内径为1.0mm；所述进水管连接进水口2的一端内径为10.0mm，另一端开口为25.0mm；所述容器4内径为112.8mm，壁厚为3mm。导流沟8与水平面的夹角角度为10度；所述出水管道7的内径为20mm。如图5所示，导流沟8呈扇形均布围绕出水管道7，导流沟8数量为10条。滤网5的滤网眼宽度为0.5mm。
本发明一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置使用方法如下：(1)将待测基质彻底烘干；
(2)将烘干的基质少量多次加入测量设备中直至与容器4的进料口齐平，盖上进料口的盖子3和进水口封盖，称重，记为W1；
(3)旋紧出水口的阀门，打开进水口封盖后缓慢加蒸馏水至距离进料口0.5cm处停止加水；
(4)对于吸水性不强的基质，盖上进水口封盖，30分钟后打开进水口封盖继续加水至毛细管内有水柱产生，对于吸水性较强的基质，盖上进水口封盖，12小时后打开进水口封盖继续加水至毛细管内有水柱产生，盖上进水口封盖，称重，记为W2；
(5)5分钟后，打开进水口封盖，旋开出水口7的水阀6，收集并记录流出的水的质量，记为W3，通气孔隙记为V1，则V1＝W3/ρ蒸馏水；(6)根据公式：总孔隙＝(W2-W1)/ρ蒸馏水，求得总孔隙，记为V总；(7)根据公式：总孔隙＝通气孔隙+持水孔隙，求得持水孔隙，记为V2；
(8)根据公式：总孔隙度＝V总/V、通气孔隙度＝V1/V，持水孔隙度＝V2/V，分别求得总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度。
本发明借助专用孔隙度测定装置，使得无土栽培基质孔隙度测定的操作变得简单易行，且操作过程中几乎不造成水分的额外损失，大大提高了测定的准确度。
应用常规方法测定大粒径基质孔隙度与应用“大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置模型”测定大粒径基质孔隙度对比实例：
(一)基质材料准备：
陶粒(Φ1-2cm)，60℃下于鼓风干燥箱中干燥48小时。
(二)孔隙度测定：
1、常规方法测定：
(1)取一容积(V)为620ml的干燥容器，装满陶粒，稍压实，至陶粒与容器口平齐；
(2)向容器中缓慢注水，当基质表面形成一层水膜且水膜恒定时(此过程需缓慢进行，约半个小时左右，可先快后慢)，记录注入水的体积(V1)；
(3)10分钟后，用纱布封住容器口，将容器倒置，收集自由流出的水，记录水的体积(V2)；(4)设持水孔隙为V3，然后根据公式：总空隙(V1)＝通气孔隙(V2)+持水孔隙(V3)，计算出持水孔隙，再根据公式：孔隙度＝孔隙体积/容积，分别求得基质的总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度。
三次测定结果如下：
2、应用本发明“大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置”模型测定：
(1)取干燥的“大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置”模型一个，容积为620ml，将烘干的陶粒少量多次加入测量设备中，稍压实，直至与进料口齐平，盖上进料口的盖子3和进水口封盖，称重，记为W1；
(2)旋紧出水管道7的阀门6，打开进水口封盖后缓慢加蒸馏水至距离进料口0.5cm处停止加水，盖上进水口封盖，30分钟后打开进水口封盖继续加水至毛细管内有水柱产生，盖上进水口封盖，称重，记为W2；
(3)10分钟后，打开进水口封盖，旋开出水口2的阀门6，收集并记录流出的水的质量，记为W3；
(4)根据公式：总孔隙＝(W2-W1)/ρ蒸馏水，求得总孔隙，记为V总；根据公式：通气孔隙＝W3/ρ蒸馏水，求得通气孔隙，记为V1；根据公式：总孔隙＝通气孔隙+持水孔隙，求得持水孔隙，记为V2；(9)根据公式：总孔隙度＝V总/V、通气孔隙度＝V1/V、持水孔隙度＝V2/V，分别求得总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度。
三次测定结果如下：
(三)两种测定方法效果对比：
应用本发明“大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置”模型测定的结果，无论是总孔隙度、通气孔隙度，还是持水孔隙度都较常规方法稳定，三次测定结果相差不超过1％，重复性好。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：包括容器(4)，容器(4)开口设有盖子(3)，盖子(3)上设有毛细管口(1)用来连接毛细管，盖子(3)上设有进水口(2)用来连接进水管或被进水口封盖密封，容器(4)底部铺设有滤网(5)，容器底部中心设有出水口，出水口使容器内部和出水管道(7)连通，容器(4)底部还设置导流沟(8)，导流沟(8)使容器内部和出水管道(7)连通，出水管道(7)上安装有水阀(6)。
2.按照权利要求1所述一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：所述容器(4)为玻璃材质；所述容器(4)容积为1L。
3.按照权利要求1所述一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：所述毛细管连接毛细管口(1)的一端内径为0.5mm，另一端内径为1.0mm；所述进水管连接进水口(2)的一端内径为10.0mm，另一端开口为25.0mm；所述容器(4)内径为112.8mm，壁厚为3mm。
4.按照权利要求1所述一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：所述导流沟(8)与水平面的夹角角度为10度；所述出水管道(7)的内径为20mm。
5.按照权利要求1所述一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：所述导流沟(8)呈扇形均布围绕出水管道(7)，导流沟(8)数量为10条。
6.按照权利要求1所述一种大粒径无土栽培基质孔隙度测定装置，其特征在于：所述滤网(5)的滤网眼宽度为0.5mm。
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