[发明专利]一种联合动态原位土壤检测的室内模拟实验方法

说明书

本发明提出一种联合动态原位土壤检测的室内模拟实验系统，包括：圆柱形PVC桶，装有待测土壤；土壤水分传感器，用于测量土壤的水分；温度传感器，用于测量土壤的温度；温度采集模块，与温度传感器连接，用于转换温度传感器的电流信号值；CD‑1型铂复合电极，用于测定土壤氧化还原电位；中央数据采集器，与所述温度采集模块、CD‑1型铂复合电极和土壤水分传感器连接，用于显示所测各项数据以及采集和存储数据；所述土壤水分传感器、CD‑1型铂复合电极和温度传感器的检测探头错位固定在距土壤表面10cm的同一水平面。本发明提出同时动态原位监测土壤含水率、氧化还原电位和温度这三种土壤基本理化性质的室内模拟试验方法，监测指标多样，数据获取方便。

技术领域

本发明涉及土壤监测技术领域，尤其是一种联合动态原位土壤检测的室内模拟实验系统及方法。

背景技术

室内模拟试验作为一种受自然气候环境影响小且可控性高的试验方法，目前被广泛应用于土壤环境研究中。其中，水气热三相是土壤的重要组成部分，植物生存的物质基础，直接影响着土壤的生态环境以及作物的产量。土壤含水率是研究土壤水分饱和程度的有效指标，动态监测土壤含水率有助于土壤水分调控类试验的开展，通过土壤含水率的监测可以避免土壤水分过多造成植物烂根和水分过少影响植株发育。土壤温度直接影响水气二者的运动，通过土壤温度监测可以防止土壤过高的积温或过低的温度影响植物生长。氧化还原过程是土壤中较为重要的化学反应，影响着土壤中的物质循环，氧化还原电位是土壤重要的物理化学性质之一。本室内模拟试验装置改良过去将土样采回实验室进行分析的缺陷，原位实时测定土壤氧化还原电位、温度和含水率，更贴近土壤的实际状态，动态监测能直观反映土壤的真实状况。中国专利一种氧化还原电位和温度连续测定装置（公开号CN208270474U），公开了一种氧化还原电位和温度连续测定装置，包括铂电极、温度传感器、防水控温盒、微处理器以及信号处理器，该实用新型虽然具有长期测定和远程控制的功能，但存在采用的氧化还原电位电极为单一电极，需后期单独制作饱和甘汞电极，且整体装置功能单一等问题。

发明内容

本发明解决了现有采用的氧化还原电位电极为单一电极，需后期单独制作饱和甘汞电极，且整体装置功能单一等问题，提出一种联合动态原位土壤检测的室内模拟实验系统，同时提出动态原位监测土壤含水率、氧化还原电位和温度这三种土壤基本理化性质的室内模拟试验方法，并能够通过高精度数字化显示器以及中央数据采集器实时显示监测数据，监测指标多样，数据获取方便。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种联合动态原位土壤检测的室内模拟实验系统，包括：

圆柱形PVC桶，装有待测土壤；

土壤水分传感器，用于测量土壤的水分；

温度传感器，用于测量土壤的温度；

温度采集模块，与温度传感器连接，用于转换温度传感器的电流信号值；

CD-1型铂复合电极，用于测定土壤氧化还原电位；

中央数据采集器，与所述温度采集模块、CD-1型铂复合电极和土壤水分传感器连接，用于显示所测各项数据以及采集和存储数据；

所述土壤水分传感器、CD-1型铂复合电极和温度传感器的检测探头错位固定在距土壤表面10cm的同一水平面。

根据需要测定室内模拟试验盆栽土壤的含水率，数值直接显示在中央数据采集器显示屏上，便于更好地掌握土壤水分状况，避免植物因脱水萎焉或因水分过多造成烂根；动态监测室内模拟试验盆栽土壤温度和氧化还原电位，处理数据时通过温度查表加上参比电位后获取土壤真实的氧化还原电位，有利于在研究土壤理化分析时作参考。本发明适用于研究干湿交替或淹水土壤的盆栽试验，需保持土壤湿润，以防止氧化还原电位复合电极在干土中失去活性。全程自动采集数据，无需手动抄取数据，数据存储容量大，最高存储可达10年，并且能够通过USB接口将数据转移至个人电脑进行处理。