[发明专利]一种原状土植物根系取样方法及装置

说明书

本发明涉及农业水土工程技术领域，特别是涉及一种原状土植物根系取样方法及装置。一种原状土植物根系取样装置，包括汽油机(1)、壳体(2)、减速机构(3)、膨胀联轴器内芯(4)、推力球轴承(5)、第一楔形膨胀环(6)、第二楔形膨胀环(7)、紧固环(8)、钻筒单元(10)和钻筒导向支架(11)；本发明提供了一种原状土植物根系取样方法及装置，通过一种新型的机械结构实现了原状土植物根系样品快速便捷的获取。土样可以在不受扰动的情况下方便快捷地打包，贴标签标记。该方法具有方便快捷，工作效率高的优点。

技术领域

本发明涉及农业水土工程技术领域，特别是涉及一种原状土植物根系取样方法及装置。

背景技术

植物根系在植物的生长过程中起到了非常关键的作用，它不只是为作物生长吸收水分和养分，同时，根系还起到了固定地上部分的作用，并且植物根系通过呼吸作用和周转消耗光合产物向土壤输送有机质。对于植物根系以及其生长的原状土壤进行研究，能够更加了解植株的生长状况，帮助研究者进一步监控作物的生长；另一方面，原状土壤样品对于测量土壤导水和导气相关参数也十分重要。作物根系的研究对了解和掌握作物的生长情况和生长规律意义重大，而植物根系所在环境的原状土壤的采样就起到了非常关键的作用。

目前主流的土壤取样器，可按照动力来源分为人力土壤取样器和机动土壤取样器两个类别。按照取样器的工作方式，可以将土壤取样器分为破坏性取样即一次性获取根系样品与非破坏性取样即连续观察根系生长状况两类。破坏性取样方式主要包括有挖掘法、盆栽法、水培法、根袋法、土柱法、根箱法、根钻法等，或采用多种以上方法结合取根。破坏性土壤取样对土壤扰动较大，导致土壤中所包含的植物根系凌乱无序，无法获取植物根部深度，位置信息，不适用于植物根系研究。非破坏性取样法主要有根系地下观察室和微根管法。这种植物根系研究方式只适用于室内培养或者容器内培养的植物研究，不适用于农田，林区等野外作业环境，工况环境局限性比较明显。因此，一套高效、快速的获取植物根系数量和位置信息的取样设备很有必要。

目前，原状土根系取样方法主要是通过锤击和旋转切割将空心的钻筒压入土内；然后通过一定的方法将原状土从钻筒取出。将原状土从空心钻筒中取出，主要有以下两种方法。方法一，利用类似活塞的装置从空心钻筒的一端压入，将土样从另一端压出。这种方法会挤压土壤，造成土壤的密度和结构发生变化；虽然土样中各种物质的相对位置保持不变，但土壤结构和密度都发生了变化。该方法获得的土壤样品测量水力参数精度较差。方法二，利用剖分结构的空心钻筒，在钻探结束后，直接将钻头剖分，将原状土样取出。这种方法可以获得有代表性的原状土样。由于要采用剖分结构的钻杆，钻杆结构复杂，成本较高；另一方面，组装和拆分钻杆也费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种原状土植物根系取样方法及装置，旨在解决现有技术中无法便捷准确地获取包含植物根系数量和位置信息的原状土样的技术问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种原状土植物根系取样装置，包括汽油机1、壳体2、减速机构3、膨胀联轴器内芯4、推力球轴承5、第一楔形膨胀环6、第二楔形膨胀环7、紧固环8、钻筒单元10和钻筒导向支架11；

汽油机1与减速机构3均固定在壳体2上部；减速机构3的输入轴与汽油机1的输出轴连接，减速机构3的输出轴与膨胀联轴器内芯4连接；膨胀联轴器内芯4通过推力球轴承5支撑在壳体2内部；减速机构3能够实现输出轴正反转；

钻筒单元10包括带有锯齿状前端的钻头101、钻筒102和柔性承接袋103；其中，钻筒102为一空心圆筒，柔性承接袋103设置在钻筒102内部；钻头101通过螺纹与钻筒102的下端连接；钻筒102穿过钻筒导向支架11，使钻筒垂直向下；