CN212180630U - 一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，包括水肥采集盒，水肥采集盒的一侧设置有水肥储存盒，水肥采集盒和水肥储存盒分别预埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，水肥采集盒与水肥储存盒之间设置有连通管道，水肥采集盒用于时刻采集土壤内的水肥并通过连通管道输送至水肥储存盒内，水肥储存盒通过输送管路连通有用于时刻对水肥储存盒内的水肥进行原位在线分析的光谱分析仪，本实用新型能够对土培基质内的水肥进行采集，且采集作业方便，采集数据准确，并且能够对采集得到的水肥内的氮、磷、钾等养分的浓度进行原位在线分析和检测，实现对土培基质的水肥内的各养分浓度进行时刻原位在线分析和检测，方便使用。

Description

一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具

技术领域

本实用新型涉及一种土培中水肥液体的采集器具，具体的说，涉及一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，属于土壤养分检测技术领域。

背景技术

现有技术中为提高土壤中的养分的浓度，采用液体水肥进行浇灌种植农作物的土壤基质，进而提高土壤基质中养分的浓度。

土壤中的养分是存在于土壤空隙或是存在土壤中的水分内，分布在地表面以下至潜水面以上的土壤层中，是土壤重要的物质组分，也是农作物生长发育的重要物质基础。

土壤内水中的肥料浓度多少是植物营养研究的重要一环，也是农产品安全及环境风险预测的研究热点，而为了准确对土壤基质进行浇灌液体水肥，需要对土壤内的肥料浓度进行准确检测，对土壤内肥料的采集则是相关研究的基础。

土壤基质内的水存在于土壤间隙中和附在土壤颗粒上，与河流、湖泊等自然水体相比，采集存在一定困难，现有技术中为准确检测土壤内水肥的浓度，大多采用土壤采集器进行采集土壤，然后将土壤运送至实验室进行检测，如专利号为：200920217288.2公开了一种高效土壤样品采集钻，包括管状的钻杆，钻杆内壁设有螺纹，钻杆内套有与钻杆螺纹连接的顶土杆，顶土杆下端固定有顶土板，顶土杆的上端固定有顶土手柄。

上述该类土壤采集器能够对种植农作物的土壤基质进行采集，采集完成后将土壤运送至实验室再进行检测，但很多时候仅知道土壤水分浓度是远远不够的，往往还需要了解土壤内养分浓度的多少，进而采集的土壤量大，并且检测繁琐，且及其不便。

为方便对土壤内水肥的浓度进行检测，现有技术中也采用渗滤原理对土壤内的水肥进行采集，如专利号为：201220414644.1，公开了一种便携式土壤水分原位采集器，整体结构为管状多层次嵌套结构，竖向自下向上依次包括管帽、栅网进水口、采集仓、地面护套、自制浮子水位计、抽水管、水阀、堵头、气阀和导气管，其中采集仓一端用管帽封住，另一端用堵头封住；堵头上安装导气管，导气管上配有气阀，地面护套处安装有自制浮子水位计和配有水阀的抽水管。

上述该类土壤水分原位采集器能够对土壤内的水肥进行采集，但是该水分原位采集器在对土壤内的水分进行采集时，需要将该水分原位采集器插入土壤内，其采集口位于水分原位采集器的四周，采集效果不佳，并且该水分原位采集器只能采集植物根系周围的水分，往往在取样的过程中，就造成了土壤渗滤液中目标组分的大量损失及浓度变化，继而造成采集数据不准确，采集完成后还需将采集液运送至实验室进行检测，且检测繁琐，使用不便。

并且该水分原位采集器通过插入土壤内进行采集，其对植物进行收割和播种时，需要再将该水分原位采集器取出，使其施工繁琐，进而降低实用性。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种结构简单，使用方便，能够对土培中水肥液体进行原位采集和分析，且采集和分析数据准确，能够准确反映土壤中养分浓度的土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，包括水肥采集盒，水肥采集盒的一侧设置有水肥储存盒，水肥采集盒和水肥储存盒分别预埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，水肥采集盒与水肥储存盒之间设置有连通管道，水肥采集盒用于时刻采集土壤内的水肥并通过连通管道输送至水肥储存盒内，水肥储存盒通过输送管路连通有用于时刻对水肥储存盒内的水肥进行原位在线分析的光谱分析仪。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

水肥采集盒内设置有采集空腔，水肥采集盒的上方设置有与采集空腔连通的采集口，水肥采集盒的上方位于采集口处设置有用于对土培基质的泥土进行过滤的过滤渗透层。

进一步优化：过滤渗透层为无纺布层，过滤渗透层的整体厚度为40-80mm。

进一步优化：连通管道上串联设置有用于对连通管道内输送的水肥液体进行过滤的过滤器。

进一步优化：水肥储存盒内设置有用于对水肥储存盒内储存的水肥液位进行检测的浮球液位检测开关。

进一步优化：输送管路为多组，多组输送管路的两端分别与水肥储存盒和光谱分析仪连通，输送管路分别用于将水肥储存盒内的采集的水肥输送至光谱分析仪内，光谱分析仪用于对采集得到的水肥内的氮、磷、钾养分的浓度进行检测。

进一步优化：输送管路包括输送管，输送管的两端分别与水肥储存盒的内腔和光谱分析仪连通。

进一步优化：输送管上串联设置有蠕动泵，蠕动泵通过输送管吸取水肥储存盒内的水肥并经准确计量后输送至光谱分析仪内。

进一步优化：浮球液位检测开关与蠕动泵采用联锁电路连接。

进一步优化：水肥采集盒的采集口处设置有用于支撑并固定安装过滤渗透层的支撑板，支撑板上开设有多个渗透孔。

本实用新型采用上述技术方案，在使用时，将水肥采集盒和水肥储存盒分别埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，且水肥采集盒和水肥储存盒之间通过连通管道连通，此时土培基质内的水肥通过渗透原理和过滤渗透层的过滤渗透至水肥采集盒内，而后水肥采集盒内的水肥通过连通管道输送至水肥储存盒内。

水肥储存盒内的水肥到达预设液位时，浮球液位检测开关动作，此时蠕动泵即可开启。

蠕动泵开启后，通过输送管吸取水肥储存盒内的水肥，并通过准确计量输送至光谱分析仪内。

此时光谱分析仪对该土培基质的水肥内的氮、磷、钾等养分的浓度进行时刻原位在线分析和检测，实现对土培基质内的水肥的各养分浓度进行时刻原位在线分析和检测，方便使用，能够直观的反映土培基质的水肥内各养分的浓度，且检测数据准确，能够保证时刻检测农作物的生长环境，方便使用。

本实用新型采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够对土培基质内的水肥进行采集，且采集作业方便，采集数据准确，并且能够对采集得到的水肥内的氮、磷、钾等养分的浓度进行原位在线分析和检测，实现对土培基质的水肥内的各养分浓度进行时刻原位在线分析和检测，方便使用，能够直观的反映土培基质内各养分的浓度且检测数据准确，能够保证时刻检测农作物的生长环境，进而方便使用者能够根据土培基质内水肥的浓度进行准确浇灌液体水肥，能够保证农产品生长环境安全以及方便对生长环境的时刻风险预测分析。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的总体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中在使用时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的总体结构示意图。

图中：1-水肥采集盒；2-水肥储存盒；3-连通管道，4-光谱分析仪；5-过滤渗透层；6-过滤器；7-浮球液位检测开关；8-输送管；9-蠕动泵；10-支撑板。

具体实施方式

实施例1：如图1-2所示，一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，包括水肥采集盒1，水肥采集盒1的一侧设置有水肥储存盒2，水肥采集盒1和水肥储存盒2分别预埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，水肥采集盒1与水肥储存盒2之间设置有连通管道3，水肥采集盒1用于时刻采集土壤内的水肥并通过连通管道3输送至水肥储存盒2内，水肥储存盒2通过输送管路连通有用于时刻对水肥储存盒2内的水肥进行原位在线分析的光谱分析仪4。

所述光谱分析仪4设置在土培基质的外部。

这样设计，在使用时，可将水肥采集盒1和水肥储存盒2分别埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，且水肥采集盒1和水肥储存盒2之间通过连通管道3连通，此时土培基质内的水肥通过渗透原理渗透至水肥采集盒1内，而后水肥采集盒1内的水肥通过连通管道3输送至水肥储存盒2内。

水肥储存盒2内的水肥到达预设液位时，输送管路将水肥储存盒2内采集的水肥输送至光谱分析仪4，此时光谱分析仪4对该土培基质内的水肥浓度进行时刻原位在线分析和检测，实现对土培基质内的水肥浓度进行时刻原位在线分析和检测，方便使用，能够直观的反映土培基质内水肥的浓度，且检测数据准确，能够保证时刻检测农作物的生长环境，进而方便使用者能够根据土培基质内水肥的浓度进行准确浇灌液体水肥，能够保证农产品生长环境安全以及方便对生长环境的时刻风险预测分析。

并且将该水肥采集盒1和水肥储存盒2预埋在农作物根系下方的土培基质，其土培基质内的水肥在重力的作用下向下渗透，进而可方便对土培基质内的水肥进行采集，并且该采集的水肥的数据准确，方便使用。

在本实施例外，所述水肥采集盒1和水肥储存盒2还可以预埋在农作物根系以下不同深度的土培基质内。

所述水肥采集盒1内设置有采集空腔，所述水肥采集盒1的上方设置有与采集空腔连通的采集口，所述水肥采集盒1的上方位于采集口处设置有用于对土培基质的泥土进行过滤的过滤渗透层5。

所述过滤渗透层5设置在水肥采集盒1的采集口处，所述过滤渗透层5能够对土培基质的泥土进行过滤，将泥土阻挡在水肥采集盒1的外部，让土培基质中的水肥通过过滤渗透层5渗透至水肥采集盒1内，方便使用，能够提高采集的水肥质量。

所述过滤渗透层5采用的是无纺布层，所述过滤渗透层5的整体厚度为40-80mm。

这样设计，无纺布层具有透气性且不吸水，进而无纺布层设置在水肥采集盒1的采集口处，可用于对土培基质的泥土进行过滤，将泥土阻挡在水肥采集盒1的外部，让土培基质中的水肥通过无纺布层渗透至水肥采集盒1内。

在本实施中，所述水肥采集盒1和水肥储存盒2整体可采用塑料或不锈钢等材料制成。

所述水肥采集盒1和水肥储存盒2的整体结构可呈长方体状、正方体状，圆球状等多种几何体状。

所述连通管道3上串联设置有用于对连通管道3内输送的水肥液体进行过滤的过滤器6，所述过滤器6设置在水肥采集盒1和水肥储存盒2之间的连通管道3上。

这样设计，水肥采集盒1内采集的水肥通过连通管道3输送至水肥储存盒2内，此时通过过滤器6可用于对连通管道3内输送的水肥液体进行过滤，提高水肥的质量，避免水肥中含有其他杂质。

所述水肥储存盒2内设置有用于对水肥储存盒2内储存的水肥液位进行检测的浮球液位检测开关7。

所述浮球液位检测开关7设置在水肥储存盒2内，所述浮球液位检测开关7能够对水肥储存盒2内的最高液位进行检测。

所述浮球液位检测开关7随水肥储存盒2内水肥的液位进行动作，当水肥储存盒2内储存的水肥的液位到达最高液位时，浮球液位检测开关7动作，此时代表水肥储存盒2内储存的水肥的液位已到达最高液位。

这样设计，通过浮球液位检测开关7可方便的检测水肥储存盒2内水肥液位的高低，进而能够时刻检测水肥储存盒2内水肥液位是否达到最高液位，方便使用。

所述水肥储存盒2内水肥液位达到最高液位时，代表水肥储存盒2内的水肥足够一次水肥浓度检测，方便使用。

所述光谱分析仪4用于对水肥储存盒2内采集完成的水肥内的氮、磷、钾各养分的浓度进行准确检测。

所述光谱分析仪4为现有技术，可由市面上直接购买获得。

所述输送管路为多组，多组输送管路的两端分别与水肥储存盒2和光谱分析仪4连通。

所述多组输送管路分别用于将水肥储存盒2内的采集的水肥输送至光谱分析仪4相对应的检测位，用于对水肥内的氮、磷、钾等养分进行分别准确检测。

这样设计，可通过多组输送管路将水肥储存盒2内的采集的水肥输送至光谱分析仪4相对应的检测位，进而能够对水肥内的氮、磷、钾等养分进行同步检测和分析，提高对水肥内各个养分浓度的检测和分析的效率，方便使用。

所述输送管路包括输送管8，所述输送管8的两端分别与水肥储存盒2的内腔和光谱分析仪4连通，所述输送管8上串联设置有蠕动泵9。

所述蠕动泵9工作通过输送管8吸取水肥储存盒2内的水肥，并通过准确计量输送至光谱分析仪4内。

所述蠕动泵9能够用于对输送管8内输送的水肥流量的大小和容量进行准确计量，方便使用。

所述浮球液位检测开关7与蠕动泵9采用联锁电路连接。

所述浮球液位检测开关7开启后，蠕动泵9才能启动，当浮球液位检测开关7处于开路状态时，蠕动泵9不能进行启动。

所述联锁电路为现有技术。

如图1-2所示，在使用时，将水肥采集盒1和水肥储存盒2分别埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，且水肥采集盒1和水肥储存盒2之间通过连通管道3连通，此时土培基质内的水肥通过渗透原理和过滤渗透层5的过滤渗透至水肥采集盒1内，而后水肥采集盒1内的水肥通过连通管道3输送至水肥储存盒2内。

水肥储存盒2内的水肥到达预设液位时，浮球液位检测开关7动作，此时蠕动泵9即可开启。

蠕动泵9开启后，通过输送管8吸取水肥储存盒2内的水肥，并通过准确计量输送至光谱分析仪4内。

此时光谱分析仪4对该土培基质的水肥内的氮、磷、钾等养分的浓度进行时刻原位在线分析和检测，实现对土培基质内的水肥的各养分浓度进行时刻原位在线分析和检测，方便使用，能够直观的反映土培基质的水肥内各养分的浓度，且检测数据准确，能够保证时刻检测农作物的生长环境，方便使用。

需要特别说明的是：土培基质中氮、磷、钾养分的浓度是影响农作物的生长的重要因素，其土培基质中还具有其他微量元素，如：钙、锰、锌、硼、铁等。

所述该土培农作物栽培中钙、锰、锌、硼、铁等微量元素的浓度进行检测是由ICP（电感耦合等离子体发射光谱仪）进行测定。

所述该土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其不仅适用于对土培基质中水肥的各养分浓度进行检测，还能够适用于对沙培基质中水肥的各养分浓度进行检测。

实施例2，如图3所示，上述实施例1中，所述水肥采集盒1的整体结构还可以采用图3所示结构，所述水肥采集盒1的采集口处设置有用于支撑并固定安装过滤渗透层5的支撑板10。

所述支撑板10上开设有多个渗透孔。

所述土培基质内的水肥通过滤渗透层5和支撑板10的渗透孔可渗透进水肥采集盒1内。

这样设计，可通过支撑板10能够用于支撑并固定安装过滤渗透层5，避免过滤渗透层5上方的土培基质过重将过滤渗透层5压至变形，方便使用，并且土培基质内的水肥通过滤渗透层5和支撑板10的渗透孔可渗透进水肥采集盒1内，方便对土培基质内的水肥进行采集。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：包括水肥采集盒（1），水肥采集盒（1）的一侧设置有水肥储存盒（2），水肥采集盒（1）和水肥储存盒（2）分别预埋在土培基质内且位于农作物根系的下方，水肥采集盒（1）与水肥储存盒（2）之间设置有连通管道（3），水肥采集盒（1）用于时刻采集土壤内的水肥并通过连通管道（3）输送至水肥储存盒（2）内，水肥储存盒（2）通过输送管路连通有用于时刻对水肥储存盒（2）内的水肥进行原位在线分析的光谱分析仪（4）。

2.根据权利要求1所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：水肥采集盒（1）内设置有采集空腔，水肥采集盒（1）的上方设置有与采集空腔连通的采集口，水肥采集盒（1）的上方位于采集口处设置有用于对土培基质的泥土进行过滤的过滤渗透层（5）。

3.根据权利要求2所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：过滤渗透层（5）为无纺布层，过滤渗透层（5）的整体厚度为40-80mm。

4.根据权利要求3所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：连通管道（3）上串联设置有用于对连通管道（3）内输送的水肥液体进行过滤的过滤器（6）。

5.根据权利要求4所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：水肥储存盒（2）内设置有用于对水肥储存盒（2）内储存的水肥液位进行检测的浮球液位检测开关（7）。

6.根据权利要求5所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：输送管路为多组，多组输送管路的两端分别与水肥储存盒（2）和光谱分析仪（4）连通，输送管路分别用于将水肥储存盒（2）内的采集的水肥输送至光谱分析仪（4）内，光谱分析仪（4）用于对采集得到的水肥内的氮、磷、钾养分的浓度进行检测。

7.根据权利要求6所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：输送管路包括输送管（8），输送管（8）的两端分别与水肥储存盒（2）的内腔和光谱分析仪（4）连通。

8.根据权利要求7所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：输送管（8）上串联设置有蠕动泵（9），蠕动泵（9）通过输送管（8）吸取水肥储存盒（2）内的水肥并经准确计量后输送至光谱分析仪（4）内。

9.根据权利要求8所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：浮球液位检测开关（7）与蠕动泵（9）采用联锁电路连接。

10.根据权利要求9所述的一种土培农作物栽培中水肥液体原位采集器具，其特征在于：水肥采集盒（1）的采集口处设置有用于支撑并固定安装过滤渗透层（5）的支撑板（10），支撑板（10）上开设有多个渗透孔。

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