CN212110629U - 一种玉米根系采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种玉米根系采样装置，包括前壳和后盖，在前壳上开设有凹槽，壳体底部开设有第一通孔，第一通孔与所述凹槽相连通，前壳内设置有承重板，承重板上方设置有驱动机构和喷淋机构，承重板下方设置有若干个伸缩按压部，所述伸缩按压部下方设置有铁铲铁铲上设置有摆动部摆动部和所述伸缩按压部接触连接；本实用新型不仅可以保证铁铲的入土角度也可以保证入土深度，进而保证对玉米根系的挖取，同时采用喷淋机构可以对玉米根系进行清洗，这样更有利于对玉米根系的采样，此外，本实用新型公开的采样装置对玉米农田环境中的根系的损害度降到最低，为了后期对污染物的测定减小误差可供在系统中分析提供有效、可行、可靠的采样装置。

Description

一种玉米根系采样装置

技术领域

本实用新型涉及环境工程和生态工程技术领域，特别是涉及一种以农作物玉米为研究对象、半自动收集玉米根系进而测定其中氮磷及其他污染物含量的实验装置。其主要用于在作物成熟的条件下，对其根系进行机械采集，在尽可能在更大限度的条件下挖出玉米根系并使其对土层所造成的影响最小，使后续种植的植株的土壤生存环境状况与挖取前基本一致，以确保整个实验系统的进行。本装置设计简便，可用于实验或专业性的半自动机械采集玉米根系，是一种低成本、高效益且能从源头上采集的收集系统。

背景技术

玉米是我国重要的粮食作物和饲料作物，也是全世界总产量最高的农作物，目前我国播种面积在3亿亩左右，仅次于稻、麦，在粮食作物中居第三位。玉米植株含有16种元素，除C、H₂O₂来自CO₂其余都要从土壤中吸收。而在玉米生产所需的各种营养元素中，氮、磷素是影响水稻生产发育和产量最敏感的因素，并与其他元素的吸收存在密切关系。在一定的氮磷范围内，提高氮磷元素含量可以显著增加玉米产量，但超过这一范围，增施氮磷二肥不仅不能使产量继续增加，而且还会造成环境污染。然而，为追求高产，我国农田系统普遍存在化肥过量施用的现象，部分地区年氮肥使用量甚至高达500kg/hm²，这不仅导致肥料利用效率低，而且造成土壤质量退化、水体富营养化、地下水体硝酸盐含量超标等一系列环境问题，严重威胁人类健康。因此，如何兼顾化肥施用的经济效益和环境效益，减少玉米田地中氮磷流失对环境的污染风险是一项重要而紧迫的任务。

而大量植物通过根系和凋落物向土壤中输入有机质，是影响地下部分物质循环和能量流动的主要途径。植物根系分泌物以及吸收物通过影响根中各化学元素而对土壤养分循环具有重要的调控作用，这对于维持农作物生长和生态系统稳定性至关重要。我国作为一个农业大国，玉米更是作为最重要的农作物之一，以玉米为研究对象去探究氮磷元素在植物和土壤之间的转化率对于非典型城市中作物成熟更起至关重要的作用，特别是玉米根系在土壤环境中分泌的分泌物是陆地地下生态过程研究的重要内容。

因此检测玉米农田土壤中氮磷元素含量情况，是我们目前急需解决的问题，为此，我们提出一种玉米根系采样装置，针对实验需求，本实用新型对一种以农作物玉米为研究对象、半自动收集玉米根系的实验装置进行设计。为此，本实验装置提供一种以最普遍的农作物玉米为研究对象、可以半自动收集玉米根系的相关装置，能够及时便利的从源头上采集到最新鲜最贴近实际情况的玉米根系情况，对玉米农田环境中的根系的损害度降到最低，为了后期对污染物的测定减小误差可供在系统中分析提供有效、可行、可靠的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种玉米根系采样装置，以解决上述现有技术存在的问题，

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种玉米根系采样装置，包括壳体，所述壳体包括前壳和后盖，所述前壳和所述后盖可拆卸连接，所述壳体底部设置有若干个移动轮，所述前壳上开设有凹槽，所述壳体底部开设有第一通孔，所述第一通孔与所述凹槽相连通，所述前壳内设置有承重板，所述承重板上方设置有驱动机构和喷淋机构，所述驱动机构包括设置在前壳内壁上的电池、与设置在所述电池上方的电路盒和设置在所述前壳顶部的控制面板，所述承重板下方设置有若干个伸缩按压部，所述伸缩按压部下方设置有铁铲，所述铁铲上设置有摆动部，所述摆动部和所述伸缩按压部接触连接，所述伸缩按压部和摆动部与所述电池电性连接，所述喷淋机构位于承重板下方。

优选的，所述伸缩按压部为第一液压缸，所述第一液压缸的一端设置在承重板下方，另一端设置在铁铲上方，所述摆动部为第二液压缸，所述第二液压缸一端设置在所述前壳上，另一端设置在铁铲上方。

优选的，所述喷淋机构包括设置在承重板上方的水泵、与水泵相连接的水箱和与所述水箱可拆卸连接的软水管，所述软水管下方活动连接有喷头，所述喷头位于铁铲上方。

优选的，所述铁铲为三角形结构或扇形结构，所述铁铲上开设有若干个圆孔。

优选的，所述喷头上固定安装有感应器，所述感应器和所述电路盒电性连接。

优选的，所述铁铲外套接有保护罩，所述保护罩开设有第一通槽，所述第一通槽与所述凹槽上下对应设置。

优选的，所述前壳侧边对称开设有第二通槽，所述第二通槽的槽壁上对称开设有螺旋槽，所述第二通槽内滑动连接有滑杆，所述滑杆上固定安装有第一凸起，所述滑杆的端部可拆卸连接有第一毛刷。

优选的，所述前壳顶部设置有注水口，所述注水口和所述水箱相连通。

优选的，所述前壳顶部固定安装有把手。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型公开的玉米根系采样装置，包括壳体，其中壳体包括前壳和后盖，在前壳上开设有凹槽，在壳体底部开设有第一通孔，第一通孔与凹槽相连通，同时在承重板上方设置有驱动机构和喷淋机构，还设置有伸缩按压部和摆动部，通过驱动机构控制摆动部，使得铁铲进行角度的调整，驱动机构控制伸缩按压部可以使得铁铲进入土壤内，这样不仅可以保证铁铲的入土角度也可以保证入土深度，进而保证对玉米根系的挖取，同时采用喷淋机构可以对玉米根系进行清洗，这样更有利于对玉米根系的采样，此外，本实用新型公开的采样装置对玉米农田环境中的根系的损害度降到最低，为了后期对污染物的测定减小误差可供在系统中分析提供有效、可行、可靠的采样装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中玉米根系采样装置的结构示意图

图2为实施例1中装有保护罩的玉米根系采样装置的结构示意图

图3为实施例1中装有后盖的玉米根系采样装置的结构示意图

图4为实施例1中前壳的内部结构示意图

图5为图4中A的局部放大图

图6为保护罩的主视图

图7实施例2中玉米根系采样装置的结构示意图

图8实施例2中前壳的内部结构示意图

图9实施例2中放置槽的内部结构示意图

图10实施例2中放置槽的俯视图

图11实施例2中放置槽的仰视图

1-前壳；2-移动轮；3-凹槽；4-第一通孔；5-承重板；6-第一液压缸；7-第二液压缸；8-铁铲；9-软水管；10-喷头；11-水箱；12-水泵；13-注水口；14-电路盒；15-控制面板；16-电池；17-第一安装座；18-把手；19-第一通槽；20-圆孔；21-第二通槽；22-螺旋槽；23-滑杆；24-第一凸起；25-第一毛刷；26-保护罩；27-放置槽；28-第二凸起；29-橡胶条；30-第二通孔；31-振动电机；32-固定板；33-防撞套；34-第二毛刷；35-第二安装座；36-感应器；37-安装板；38-后盖；39-固定架；40-弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-5所示，本实用新型提供一种玉米根系采样装置，包括壳体，所述壳体包括前壳1和后盖38，所述前壳1和所述后盖38可拆卸连接，为了方便拆卸安装，且方便对壳体内的电池16、线路或是结构件进行检查，可以将前壳1和后盖38采用直接扣合的方式，这样方便将后盖38直接取下，亦容易安装。在所述壳体底部设置有若干个移动轮2，所述前壳1上开设有凹槽3，采集前将玉米杆放入凹槽3中可以稳定整个重心，在所述壳体底部开设有第一通孔4，所述第一通孔4与所述凹槽3相连通，所述前壳1内设置有承重板5，所述承重板5上方设置有驱动机构和喷淋机构，所述驱动机构包括设置在前壳1内壁上的电池16、与设置在所述电池16上方的电路盒14和设置在所述前壳1顶部的控制面板15，其中电池16采用锂电池，其负责为整个装置供电，一共采用3-5块，优选3块，每块重量约为3kg，此外，为了保证电池16的正常使用，在前壳1上安装有第一安装座17，将第一安装座17上扣合有保护盒(图中未显示)，防止电池16发潮；所述承重板5下方设置有若干个伸缩按压部，所述伸缩按压部下方设置有铁铲8，所述铁铲8上设置有摆动部，所述摆动部和所述伸缩按压部接触连接，所述伸缩按压部和摆动部与所述电池16电性连接，所述喷淋机构位于承重板5下方。

进一步优化方案，为了使得上述玉米采样装置可以更好地将玉米根系取出，且不会使得玉米根系折断。将所述伸缩按压部设置为第一液压缸6，所述第一液压缸6的一端设置在承重板5下方，另一端设置在铁铲8上方，将所述摆动部设置为第二液压缸7，所述第二液压缸7一端设置在所述前壳1上，另一端设置在铁铲8上方，其中第一液压缸6可以直接采用伸缩式液压缸，在对玉米根系进行采样时，第一液压缸6主要是对铁铲8施压，使得铁铲8进入到玉米地中；第二液压缸7采用摆动液压缸，这样当启动第二液压缸7时，可以调整铁铲8的入土角度，进而使得铁铲8更顺利的将玉米根系取出。另外，为了使得更好的对第二液压缸7进行固定，在前壳1内壁上固定安装有若干个安装板37，将第二液压缸7的一端直接固定在安装板37上，其中安装板37采用三角钢。

更进一步说，为了更好地由上述方案中采集的玉米根系上进行采用，需要先将玉米根系进行清洗。其中所述喷淋机构包括设置在承重板5上方的水泵12、与水泵12相连接的水箱11和与所述水箱11可拆卸连接的软水管9，所述软水管9下方活动连接有喷头10，所述喷头10位于铁铲8上方。当玉米根系由玉米地中取出时，启动控制面板15上的启动按钮，使得水箱11内的水通过软水管9，由喷头10喷射出，这样可以对刚由地下取出的玉米根系进行清洗。

再进一步说，为了使得上述方案中被清洗后的污水可以顺利排出，在所述铁铲8上开设有若干个圆孔20，这样在对玉米根系进行清洗时，污泥和污水将由圆孔20中流出。同时，为了保证工作人员可以第一时间监测到玉米根系清洗的情况，在所述喷头10上固定安装有感应器36，所述感应器36和所述电路盒14电性连接。当喷头10不进行清洗时，感应器36便会将信号反馈到控制面板15上，并发出报警的“嘀嘀”声，这样工作人员便会第一时间监测到玉米根系清洗的情况。

进一步优化方案，为了防止上述喷淋机构在对玉米根系进行清洗发生飞溅而使得壳体内存在有大量水和污泥，长时间下会对壳体内的电路有影响，可能会出现漏电或是使得壳体内部生锈；在所述铁铲8外套接有保护罩26，所述保护罩26开设有第一通槽19，所述第一通槽19与所述凹槽3上下对应设置。在保护罩26上开设第一通槽19以保证玉米杆可以同时放置在凹槽3内，在保证稳定性的同时，也方便了玉米根系的拿取。

进一步优化方案，为了防止上述方案中铁铲8被污泥堵塞，在所述前壳1侧边对称开设有第二通槽21，所述第二通槽21的槽壁上对称开设有螺旋槽22，所述第二通槽21内滑动连接有滑杆23，所述滑杆23上固定安装有第一凸起24，所述滑杆23的端部可拆卸连接有第一毛刷25。当出现污泥堵塞时，直接滑动滑杆23，便可以用第一毛刷25将污泥刷下。

进一步优化方案，为了方便对水箱11进行注水，所述前壳1顶部设置有注水口13，所述注水口13和所述水箱11相连通。

进一步优化方案，为了工作人员方便控制采样装置方向，在所述前壳1顶部固定安装有把手18。

使用时，将玉米根系采样装置推至指定地点，工作人员操作控制面板15，启动第二液压缸7，使得铁铲8处于打开状态，并对铁铲8的角度和入土深度进行调整，调整结束后，再启动第一液压缸6，使其下压，当铁铲8到达指定深度，再次启动第二液压缸7使得铁铲8收紧，紧接着启动第一液压缸6使得其上升进而带动铁铲8上升，这样玉米根系便由玉米地中挖出，此时，操作人员启动喷淋机构，使得喷头10对准玉米根系对其进行清洗，当清洗结束后，感应器36反馈信号，工作人员再次启动第一液压缸6，使得铁铲8打开，进而取出玉米根系进行取样工作。

实施例二

如图6-10所示，本实用新型提供一种玉米根系采样装置，包括壳体，所述壳体前壳1和后盖38，所述前壳1和所述后盖38可拆卸连接，为了方便拆卸安装，且方便对壳体内的电池16、线路或是结构件进行检查，可以将前壳1和后盖38采用直接扣合的方式，这样方便将后盖38直接取下，亦容易安装。在所述壳体底部设置有若干个移动轮2，所述前壳1上开设有凹槽3，采集前将玉米杆放入凹槽3中可以稳定整个重心，在所述壳体底部开设有第一通孔4，所述第一通孔4与所述凹槽3相连通，所述前壳1内设置有承重板5，所述承重板5上方设置有驱动机构和喷淋机构，所述驱动机构包括设置在前壳1内壁上的电池16、与设置在所述电池16上方的电路盒14和设置在所述前壳1顶部的控制面板15，其中电池16采用锂电池，其负责为整个装置供电，一共采用3-5块，优选3块，每块重量约为3kg；所述承重板5下方设置有若干个伸缩按压部，所述伸缩按压部下方设置有铁铲8，所述铁铲8上设置有摆动部，所述摆动部和所述伸缩按压部接触连接，所述伸缩按压部和摆动部与所述电池16电性连接，所述喷淋机构位于承重板5下方。

进一步优化方案，在前壳1上设置有放置槽27，为了方便拆装放置槽27，可以将放置槽27直接放置在固定架39上，将固定架39固定在前壳1上，在放置槽27外设置有若干个振动电机31，振动电机31与电路盒14内的线路电性连接，在放置槽27内固定安装有第二凸起28和橡胶条29，其中第二凸起28和橡胶条29间隔设置，第二凸起28可以采用圆形橡胶凸起，这样当放置槽27发生晃动或是抖动时，第二凸起28和橡胶条29起到缓冲作用不易将玉米根系折断，或是划伤玉米根系；为了使得泥土可以由放置槽27落下，在放置槽27底部开设有若干个第二通孔30，为了更好地防止玉米根系被折断，在玉米根系外套接有防撞套33，其中防撞套33采用橡胶套，这样防撞套33可以配合第二凸起28和橡胶条29起到更好地缓冲作用，还可以在防撞套33外设置有若干个弹簧40，这样当振动电机31振动时，弹簧40也随之进行振动，这样更好地将玉米根系上的泥土抖动掉，同时，弹簧40、第二凸起28和橡胶条29可以起到缓冲作用，防止剧烈抖动使得玉米根系断裂或是损伤其根系组织。

还在放置槽27内设置有第二毛刷34，在放置槽27内固定安装有第二安装座35，在第二安装座35上活动连接有第二毛刷34，为了使得第二毛刷34可以旋转，第二毛刷34和第二安装座35间可以安装球型万向节，这样可以使得第二毛刷34进行旋转，同时为了防止第二毛刷34折断或是划伤玉米根系，第二毛刷34可以采用软毛或是海绵。另外，为了防止玉米杆受到晃动而发生移动，在放置槽27上滑动连接有固定板32，将两个对称的固定板32对合，进而再将固定板32扣合在放置槽27的槽边上即可。

工作时，当将玉米根系由土壤中挖出，将其直接放置在放置槽27内，启动振动电机31，对玉米根系进行抖动，进而使得大部分的泥土由玉米根系下掉落，然后再使用第二毛刷34对玉米根系进行清扫，又将一部分泥土由玉米根系上掉落，最后启动喷淋机构喷淋，这样不仅可以保证玉米根系上的泥土可以完全清洗掉，还可以降低水资源的浪费，降低成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种玉米根系采样装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体包括前壳(1)和后盖(38)，所述前壳(1)和所述后盖(38)可拆卸连接，所述壳体底部设置有若干个移动轮(2)，所述前壳(1)上开设有凹槽(3)，所述壳体底部开设有第一通孔(4)，所述第一通孔(4)与所述凹槽(3)相连通，所述前壳(1)内设置有承重板(5)，所述承重板(5)上方设置有驱动机构和喷淋机构，所述驱动机构包括设置在前壳(1)内壁上的电池(16)、与设置在所述电池(16)上方的电路盒(14)和设置在所述前壳(1)顶部的控制面板(15)，所述承重板(5)下方设置有若干个伸缩按压部，所述伸缩按压部下方设置有铁铲(8)，所述铁铲(8)上设置有摆动部，所述摆动部和所述伸缩按压部接触连接，所述伸缩按压部和摆动部与所述电池(16)电性连接，所述喷淋机构位于承重板(5)下方。

2.根据权利要求1所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述伸缩按压部为第一液压缸(6)，所述第一液压缸(6)的一端设置在承重板(5)下方，另一端设置在铁铲(8)上方，所述摆动部为第二液压缸(7)，所述第二液压缸(7)一端设置在所述前壳(1)上，另一端设置在铁铲(8)上方。

3.根据权利要求1所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述喷淋机构包括设置在承重板(5)上方的水泵(12)、与水泵(12)相连接的水箱(11)和与所述水箱(11)可拆卸连接的软水管(9)，所述软水管(9)下方活动连接有喷头(10)，所述喷头(10)位于铁铲(8)上方。

4.根据权利要求3所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述铁铲(8)为三角形结构或扇形结构，所述铁铲(8)上开设有若干个圆孔(20)。

5.根据权利要求3所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述喷头(10)上固定安装有感应器(36)，所述感应器(36)和所述电路盒(14)电性连接。

6.根据权利要求4所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述铁铲(8)外套接有保护罩(26)，所述保护罩(26)开设有第一通槽(19)，所述第一通槽(19)与所述凹槽(3)上下对应设置。

7.根据权利要求1所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述前壳(1)侧边对称开设有第二通槽(21)，所述第二通槽(21)的槽壁上对称开设有螺旋槽(22)，所述第二通槽(21)内滑动连接有滑杆(23)，所述滑杆(23)上固定安装有第一凸起(24)，所述滑杆(23)的端部可拆卸连接有第一毛刷(25)。

8.根据权利要求3所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述前壳(1)顶部设置有注水口(13)，所述注水口(13)和所述水箱(11)相连通。

9.根据权利要求8所述的玉米根系采样装置，其特征在于：所述前壳(1)顶部固定安装有把手(18)。

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