一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置的制作方法

1.本发明涉及作物耐盐阈值测定技术领域，特别是涉及一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置。


背景技术：

2.作物耐盐阈值是田间灌排技术应用的基础，而目前针对作物耐盐阈值的测定主要有两个方面。
3.一是通过水培装置，精确控制试验所需的盐分胁迫水培，但是缺忽视了作物在水培和土壤中生长的差异性，导致试验结果难以应用到田间实践中。
4.二是通过土柱或者盆栽进行试验，为了满足作物生长所需水分要求，需要定期进行灌溉，然而，在灌溉过程中，土壤盐分会出现响应的淋洗现象，造成表层土壤盐分降低，而深层土壤盐分累积；随着土壤蒸发和作物蒸腾，土壤盐分又出现表聚，造成土壤盐分分布不均，土壤盐分空间变异性较大，造成作物根系并未受到相对稳定的盐分胁迫，试验结果精度较差，难以准确描述作物的耐盐能力。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置。
6.本发明提供了如下方案：一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置，包括：土柱容器，沿所述土柱容器的高度方向呈间隔的配置有多个土壤水盐数据采集组件；第一供液组件，所述第一供液组件的一端经由靠近所述土柱容器的顶部位置处延伸至所述土柱容器的内部；第二供液组件，所述第二供液组件的一端经由靠近所述土柱容器的底部位置处延伸至所述土柱容器的内部；控制器，多个所述土壤水盐数据采集组件、所述第一供液组件以及所述第二供液组件均与所述控制器电连接；所述控制器用于执行以下操作：接收各个所述土壤水盐数据采集组件获取到的各土层的实时土壤盐分含量信息；将所述各土层的实时土壤盐分含量信息与标定土壤含盐量信息进行比对；根据比对结果控制所述第一供液组件和/或所述第二供液组件向所述土柱容器内提供目标液体以使所述土柱容器内土壤中的盐分含量保持稳定；所述目标液体包括淡水或微咸水。
7.优选地：所述土壤水盐数据采集组件包括土壤电导率传感器或土壤溶液提取及分析器。
8.优选地：相邻两个所述土壤水盐数据采集组件之间的距离不大于10厘米。
9.优选地：所述第一供液组件包括地下滴灌管路以及第一储液组件，所述地下滴灌
管路的一端通过第一液体定量加注机构与所述第一储液组件相连，所述第一液体定量加注机构与所述控制器电连接；所述地下滴灌管路的另一端经由靠近所述土柱容器的顶部位置处延伸至所述土柱容器的内部。
10.优选地：所述第一储液组件包括第一储液箱以及第二储液箱，所述第一储液箱用于存放淡水，所述第二储液箱用于存放微咸水；所述第一液体定量加注机构通过第一管路以及第二管路分别与所述第一储液箱以及第二储液箱相连；所述第一管路以及所述第二管路上分别配置有第一电磁阀以及第二电磁阀，所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀分别与所述控制器电连接。
11.优选地：所述地下滴灌管路与所述第一液体定量加注机构之间连接有第一溶液水盐数据采集组件，所述第一溶液水盐数据采集组件与所述控制器电连接。
12.优选地：所述土柱容器的内部平层布满的设置有滤料层以及透水隔板，所述土柱容器的内部位于所述滤料层上方的空间用于放置土壤。
13.优选地：所述第二供液组件包括地下水补给管路以及第二储液组件，所述地下水补给管路的一端通过第二液体定量加注机构与所述第二储液组件相连，所述第二液体定量加注机构与所述控制器电连接；所述地下水补给管路的另一端经由靠近所述透水隔板的下方位置处延伸至所述土柱容器的内部。
14.优选地：所述第二储液组件包括第三储液箱以及第四储液箱，所述第三储液箱用于存放淡水，所述第四储液箱用于存放微咸水；所述第二液体定量加注机构通过第三管路以及第四管路分别与所述第三储液箱以及第四储液箱相连；所述第三管路以及所述第四管路上分别配置有第三电磁阀以及第四电磁阀，所述第三电磁阀以及所述第四电磁阀分别与所述控制器电连接。
15.优选地：所述地下水补给管路与所述第二液体定量加注机构之间连接有第二溶液水盐数据采集组件，所述第二溶液水盐数据采集组件与所述控制器电连接。
16.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：通过本发明，可以实现一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置，在一种实现方式下，该装置可以包括土柱容器，沿所述土柱容器的高度方向呈间隔的配置有多个土壤水盐数据采集组件；第一供液组件，所述第一供液组件的一端经由靠近所述土柱容器的顶部位置处延伸至所述土柱容器的内部；第二供液组件，所述第二供液组件的一端经由靠近所述土柱容器的底部位置处延伸至所述土柱容器的内部；控制器，多个所述土壤水盐数据采集组件、所述第一供液组件以及所述第二供液组件均与所述控制器电连接；所述控制器用于执行以下操作：接收各个所述土壤水盐数据采集组件获取到的各土层的实时土壤盐分含量信息；将所述各土层的实时土壤盐分含量信息与标定土壤含盐量信息进行比对；根据比对结果控制所述第一供液组件和/或所述第二供液组件向所述土柱容器内提供目标液体以使所述土柱容器内土壤中的盐分含量保持稳定；所述目标液体包括淡水或微咸水。本技术提供的用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置，结构简单合理，安装使用方便。可准确测定作物不同生育阶段的耐盐阈值，用于指导田间灌溉排水决策的制定，可以起到节省水资源、提高水分利用效率的作用。值得大面积推广使用。
17.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明实施例提供的一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置的结构示意图。
20.图中：土柱容器1、土壤水盐数据采集组件2、第一供液组件3、地下滴灌管路31、第一储液箱321、第二储液箱322、第一液体定量加注机构33、第二供液组件4、地下水补给管路41、第三储液箱421、第四储液箱422、第二液体定量加注机构43、控制器5、第一电磁阀61、第二电磁阀62、第三电磁阀63、第四电磁阀64、第一溶液水盐数据采集组件71、第二溶液水盐数据采集组件72、滤料层8、透水隔板9。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
22.参见图1，为本发明实施例提供的一种用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置，如图1所示，该装置可以包括：土柱容器1，沿所述土柱容器1的高度方向呈间隔的配置有多个土壤水盐数据采集组件2；第一供液组件3，所述第一供液组件3的一端经由靠近所述土柱容器1的顶部位置处延伸至所述土柱容器1的内部；第二供液组件4，所述第二供液组件4的一端经由靠近所述土柱容器1的底部位置处延伸至所述土柱容器1的内部；控制器5，多个所述土壤水盐数据采集组件2、所述第一供液组件3以及所述第二供液组件4均与所述控制器5电连接；所述控制器5用于执行以下操作：接收各个所述土壤水盐数据采集组件2获取到的各土层的实时土壤盐分含量信息；将所述各土层的实时土壤盐分含量信息与标定土壤含盐量信息进行比对；根据比对结果控制所述第一供液组件3和/或所述第二供液组件4向所述土柱容器1内提供目标液体以使所述土柱容器1内土壤中的盐分含量保持稳定；所述目标液体包括淡水或微咸水。
23.本技术实施例提供的装置可以根据不同土层土壤盐分水平进行相应的灌排调控，使作物根系的土壤盐分保持在相对稳定水平，进而得到符合田间实际的作物耐盐阈值。该装置可为农田管理人员根据耐盐阈值而制定适宜的灌排决策提供科学依据。
24.在实际应用中，土壤土壤水盐数据采集组件可以采用多种现有技术中可以实现土壤含盐量检测的设备，例如，在一种实现方式下，本技术实施例可以提供所述土壤水盐数据采集组件2可以包括土壤电导率传感器或土壤溶液提取及分析器。
25.在设置多个土壤水盐数据采集组件时，可以根据实际土柱容器的高度设置合适的数量以及设定相邻两个之间的距离。例如，相邻两个所述土壤水盐数据采集组件之间的距离不大于10厘米。相邻两个之间的距离不超过10厘米，可以保证土层分割精细，进而保证获得的各个土层的盐分含量更加准确。
26.本技术实施例提供的装置中控制器通过对多个土壤水盐数据采集组件获取到的各土层的实时土壤盐分含量信息与标定土壤含盐量信息进行比对，生成土壤溶液的补充策略，然后通过控制第一供液组件和/或第二供液组件执行该策略，从而保证土柱容器内的土壤的含盐量保持在稳定。为了可以实现溶液加注的自动化以及准确性，本技术实施例可以提供所述第一供液组件3包括地下滴灌管路31以及第一储液组件，所述地下滴灌管路31的一端通过第一液体定量加注机构33与所述第一储液组件相连，所述第一液体定量加注机构33与所述控制器5电连接；所述地下滴灌管路31的另一端经由靠近所述土柱容器1的顶部位置处延伸至所述土柱容器1的内部。该地下滴管管路可以设置在距离土柱容器上部以下15厘米左右的位置。
27.由于土柱容器内的土壤的盐分含量可能出现或高或低两种情况，因此在出现不同情况时，需要向土柱容器内供应的液体的种类不同，为了可以实现快速补充目标液体，本技术实施例还可以提供所述第一储液组件包括第一储液箱321以及第二储液箱322，所述第一储液箱321用于存放淡水，所述第二储液箱322用于存放微咸水；所述第一液体定量加注机构33通过第一管路以及第二管路分别与所述第一储液箱321以及第二储液箱322相连；所述第一管路以及所述第二管路上分别配置有第一电磁阀61以及第二电磁阀62，所述第一电磁阀61以及所述第二电磁阀62分别与所述控制器5电连接。该第一储液箱以及第二储液箱内分别存放有淡水以及微咸水，可以根据土壤的盐分含量确定供给那种液体。
28.由于第二储液箱内的淡咸水的浓度通常会以一个恒定浓度形式被储存，为了实现可以在液体供给过程中对进入土柱容器内的液体的浓度进行调节，本技术实施例还可以提供所述地下滴灌管路31与所述第一液体定量加注机构33之间连接有第一溶液水盐数据采集组件71，所述第一溶液水盐数据采集组件71与所述控制器5电连接。在实际应用中，当确定需要向土柱容器内供给的液体的浓度后，可以通过同时开启第一电磁阀以及第二电磁阀，此时进入第一液体定量加注机构的淡水会与淡咸水混合，形成新的浓度的咸水，通过第一溶液水盐数据采集组件，可以对新混合获得的淡咸水的浓度进行检查，判断是否满足目标液体的盐含量的需求。
29.进一步的，为了增加该土柱容器内部土壤的透气性，有利于植物的生长。本技术实施例可以提供所述土柱容器的内部平层布满的设置有滤料层8以及透水隔板9，所述土柱容器1的内部位于所述滤料层8上方的空间用于放置土壤。
30.本技术实施例提供的第二供液组件与第一供液组件的结构以及功能类似，具体的，所述第二供液组件包括地下水补给管路41以及第二储液组件，所述地下水补给管路41的一端通过第二液体定量加注机构43与所述第二储液组件相连，所述第二液体定量加注机构43与所述控制器5电连接；所述地下水补给管路41的另一端经由靠近所述透水隔板9的下
方位置处延伸至所述土柱容器1的内部。该第二供液组件可以采用马氏瓶正压灌溉系统。
31.所述第二储液组件包括第三储液箱421以及第四储液箱422，所述第三储液箱421用于存放淡水，所述第四储液箱422用于存放微咸水；所述第二液体定量加注机构43通过第三管路以及第四管路分别与所述第三储液箱以及第四储液箱相连；所述第三管路以及所述第四管路上分别配置有第三电磁阀63以及第四电磁阀64，所述第三电磁阀63以及所述第四电磁阀64分别与所述控制器5电连接。进一步的，所述地下水补给管路41与所述第二液体定量加注机构43之间连接有第二溶液水盐数据采集组件72，所述第二溶液水盐数据采集组件72与所述控制器5电连接。
32.本技术实施例提供的土壤盐分恒定装置的使用过程包括：在使用开始前，对土壤含盐量和传感器电导率值进行标定，确定标定土壤含盐量信息。
33.根据土壤水盐数据采集组件获取到的各土层的实时土壤盐分含量信息与标定土壤含盐量信息进行比对。
34.决策：计算各土层土壤盐分含量和地下水含盐量与试验设计之间的差异控制：当比对的结果为某一土层土壤含盐量小于标定土壤含盐量时，可以采用第一供液组件和/或第二供液组件补给相应的微咸水，补充土壤盐分。补充完毕后将地下水更换为预设含盐量水平。
35.当比对的结果为某一土层土壤含盐量大于标定土壤含盐量时，可以采用土壤溶液提取器抽取土壤盐分溶液，并分别采用第一供液组件和/或第二供液组件补充相应的淡水，以保证作物所需水分环境。
36.总之，本技术提供的用于测定作物耐盐阈值的土壤盐分恒定装置，结构简单合理，安装使用方便。可准确测定作物不同生育阶段的耐盐阈值，用于指导田间灌溉排水决策的制定，可以起到节省水资源、提高水分利用效率的作用。值得大面积推广使用。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。