RU2461000C2

RU2461000C2 - Device for determining soil moisture

Info

Publication number: RU2461000C2
Application number: RU2010140180/13A
Authority: RU
Inventors: Виктор Андреевич Савельев (RU); Виктор Андреевич Савельев
Original assignee: ФГОУ ВПО Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-09-10
Also published as: RU2010140180A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device for determining moisture content includes non-conducting unit, power supply and measuring instrument. At the bottom of the unit there is a recess and at the top the block is covered with a lid with a recess coaxial to the recess of the unit bottom. In the recesses there are contacts which contact with the measuring rod. The container with soil is put on the measuring rod. At that the container from above and below is closed with lids with slits greater than the thickness of the measuring rod.

EFFECT: application of this device enables to determine the soil moisture under field conditions with minimal labor and resources costs and to choose the best version of cultivation technology of field crops.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для оценки потенциального плодородия почвы, ее водного режима.The present invention relates to agricultural production, in particular to devices for assessing the potential fertility of the soil, its water regime.

В засушливых условиях Западной Сибири решающее значение в формировании урожайности зерновых культур оказывает водный режим почвы. От весеннего запаса влаги в метровом слое почвы зависит срок посева яровой пшеницы, глубина заделки семян и последующая продуктивность растений. Для ведения сельскохозяйственного производства на уровне программированного формирования агрофитоценозов весной необходимы все основные оценочные показатели: запас влаги в почве, наличие элементов питания. Без сопутствующей информации невозможно получить высокий и стабильный урожай зерновых культур.In the arid conditions of Western Siberia, the water regime of the soil plays a decisive role in the formation of grain productivity. The spring sowing moisture in a meter soil layer depends on the sowing time of spring wheat, the depth of seed placement and subsequent plant productivity. To conduct agricultural production at the level of programmed formation of agrophytocenoses in the spring, all the main estimated indicators are needed: the moisture reserve in the soil, the presence of nutrients. Without the accompanying information, it is impossible to get a high and stable crop of crops.

Определение влажности почвы - процесс очень трудоемкий, требует наличия сложного оборудования и большого расхода электрической энергии. Наиболее распространенным является весовой метод определения влажности почвы. Пробы почвы для определения влажности берут в полевых условиях специальным буром, погружая его в почву на заданную глубину. Отобранный образец почвы помещают в предварительно взвешенный стаканчик почвы, закрывают крышкой и доставляют в лабораторию, где взвешивают почву в стаканчике и высушивают при температуре 105°С до постоянной массы. Срок сушки - 5-6 часов. Стаканчик с почвой охлаждают до комнатной температуры и взвешивают. Влажность почвы рассчитывают в процентах, путем деления массы испарившейся воды на массу сухой навески.Determination of soil moisture is a very time-consuming process, requires sophisticated equipment and a large consumption of electrical energy. The most common is the weight method for determining soil moisture. Soil samples for moisture determination are taken in the field with a special drill, immersing it in the soil to a predetermined depth. The selected soil sample is placed in a pre-weighed soil cup, closed with a lid and delivered to the laboratory, where the soil is weighed in a cup and dried at a temperature of 105 ° C to constant weight. Drying time - 5-6 hours. A glass with soil is cooled to room temperature and weighed. Soil moisture is calculated as a percentage by dividing the mass of evaporated water by the mass of the dry sample.

Весовой метод определения влажности почвы позволяет достаточно точно определить влажность почвы в пахотном и подпахотной слоях. Однако определение влажности почвы путем высушивания в сушильных шкафах требует больших затрат, ручного труда и времени на проведение анализа. Для характеристики водного режима почвы требуется создание специальной лаборатории, что для рядового хозяйства практически не выполнимо.The weighted method for determining soil moisture makes it possible to accurately determine the soil moisture in the arable and subsurface layers. However, the determination of soil moisture by drying in ovens is expensive, manual labor and time for analysis. To characterize the water regime of the soil, the creation of a special laboratory is required, which is practically impossible for an ordinary farm.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту может быть прибор К.Н.Чижовой (Б.А.Доспехов. Практикум по земледелию. М., 1987. - С.59). Прибор состоит из двух чугунных блоков с электроплитами, соединенными между собой шарнирно. В ручке верхнего блока помещен термометр, в нижнем блоке имеются гнезда для переключения прибора на слабый или сильный нагрев. Прибор позволяет высушить образец почвы в бумажном пакетике при температуре 160°С, в течение 3-10 мин. Однако сушка почвы при высокой температуре вызывает разложение органического вещества, что снижает точность проведения анализа. Одновременно на сушку образца затрачивается большое количество электрической энергии. Данный прибор можно использовать только в лабораторных условиях.The closest solution to the technical nature and the achieved effect may be the device K.N. Chizhova (B.A. Dospekhov. Workshop on agriculture. M., 1987. - S. 59). The device consists of two cast-iron blocks with electric stoves pivotally connected to each other. A thermometer is placed in the handle of the upper block; in the lower block there are sockets for switching the device to weak or strong heating. The device allows you to dry a soil sample in a paper bag at a temperature of 160 ° C, for 3-10 minutes. However, drying the soil at high temperature causes decomposition of organic matter, which reduces the accuracy of the analysis. At the same time, a large amount of electrical energy is expended in drying the sample. This appliance can only be used in laboratory conditions.

Целью изобретения является создание устройства для определения влажности почвы в полевых условиях с минимальным расходом электрической энергии и затратами ручного труда.The aim of the invention is to provide a device for determining soil moisture in the field with a minimum consumption of electric energy and the cost of manual labor.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения влажности почвы включает электронепроводящий блок, источник питания и измерительный прибор, где на дне блока имеется выемка и сверху блок прикрыт крышкой с выемкой, соосной выемке дна блока, в выемках имеются контакты, с которыми контактирует измерительный шток, а на измерительный шток опускается емкость с почвой, при этом емкость сверху и снизу закрыта крышками с прорезями больше толщины измерительного штока.This goal is achieved by the fact that the device for determining soil moisture includes an electrically conductive block, a power source and a measuring device, where there is a notch at the bottom of the block and a block with a notch at the top, a coaxial notch of the bottom of the block, there are contacts in the recesses with which the measuring rod contacts , and a container with soil is lowered onto the measuring rod, while the container is closed from above and below by lids with slots greater than the thickness of the measuring rod.

На чертеже (схематично) изображено устройство для определения влажности почвы. Устройство включает электронепроводящий блок 1, источник 2 питания и измерительный прибор 3, где на дне 4 блока 1 имеется выемка 5 и сверху блок 1 прикрыт крышкой 6 с выемкой 7, соосной выемке 5 дна 4 блока 1, в выемках 5 и 7 имеются контакты 8, с которыми контактирует измерительный шток 9, а на измерительный шток 9 опускается емкость 10 с почвой, при этом емкость 10 сверху и снизу закрыта крышками 11 с прорезями 12 больше толщины измерительного штока 9.The drawing (schematically) shows a device for determining soil moisture. The device includes an electrically conductive block 1, a power source 2, and a measuring device 3, where there is a recess 5 at the bottom 4 of block 1 and the top 1 is covered with a lid 6 with a recess 7, a coaxial recess 5 of the bottom 4 of block 1, pins 5 and 7 have contacts 8 with which the measuring rod 9 is in contact, and a container 10 with soil is lowered onto the measuring rod 9, while the container 10 is closed from above and below by covers 11 with slots 12 greater than the thickness of the measuring rod 9.

Работает устройство следующим образом. Емкость 10 вдавливают в почву и отбирают образец. Сверху и снизу емкость с почвой закрывают крышками 11. В электронепроводящий блок 1 в выемку 5 устанавливают измерительный шток 9, изготовленный из водопоглощающего материала (например, гипс, фильтровальная бумага), и в электронепроводящий блок 1 опускают емкость 10 с почвой. Измерительный шток проходит через прорези 12 в крышках 11 и помещается во влажной почвенный образец. Сверху на электронепроводящий блок 1 опускают крышку 6. В течение 20-30 мин измерительный шток 9 поглощает влагу из образца почвы и его влажность становится одинаковой с исследуемой почвой. Затем емкость 10 с почвой вынимают из электронепроводящего блока 1, измерительный шток 9 очищают и на него опускают крышку 6. Измерительный шток 9 контактирует с контактами 8 и замыкает цепь: измерительный шток 9, контакты 8, источник питания 2 и измерительный прибор 3 (например, вольтамперметр). Градуировка шкалы проводится экспериментальным методом с использованием измерительного штока различной влажности. Влажность почвы можно определить и весовым методом. Например, масса сухого измерительного штока - 10 г, а влажного - 14 г, масса воды - 4 г. Влажность почвы в процентахThe device operates as follows. Capacity 10 is pressed into the soil and a sample is taken. Above and below, the container with the soil is closed with covers 11. In the electrically conductive block 1, a measuring rod 9 made of water-absorbing material (for example, gypsum, filter paper) is installed in the recess 5, and the container 10 with the soil is lowered into the electrically conductive block 1. The measuring rod passes through the slots 12 in the covers 11 and is placed in a moist soil sample. The cover 6 is lowered onto the electrically conductive block 1 from above. Within 20-30 minutes, the measuring rod 9 absorbs moisture from the soil sample and its moisture content becomes the same with the soil under study. Then, the soil container 10 is removed from the electrically conductive block 1, the measuring rod 9 is cleaned and the lid 6 is lowered onto it. The measuring rod 9 contacts the contacts 8 and closes the circuit: the measuring rod 9, contacts 8, the power supply 2 and the measuring device 3 (for example, voltammeter). The graduation of the scale is carried out by an experimental method using a measuring rod of various humidity. Soil moisture can be determined by the weight method. For example, the mass of the dry measuring rod is 10 g, and the wet mass is 14 g, the mass of water is 4 g. Soil moisture in percent

Применение предлагаемого изобретения позволит определить влажность почвы в полевых условиях с минимальными затратами труда и средств и выбрать оптимальный вариант технологии возделывания полевых культур.The application of the invention will allow to determine the soil moisture in the field with minimal labor and funds and choose the best technology for cultivating field crops.

Claims

A device for determining soil moisture, including an electrically conductive unit, a power source and a measuring device, characterized in that there is a notch at the bottom of the unit and a top with a notch, a coaxial notch on the bottom of the unit, there are contacts in the recesses with which the measuring rod contacts, and a container with soil is lowered onto the measuring rod, while the tank is closed from above and below by lids with slots greater than the thickness of the measuring rod.