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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 土壤剖面水鹽運(yùn)動(dòng)模擬裝置
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品針對(duì)現(xiàn)有土槽在水分、鹽分測(cè)定應(yīng)用過程中的種種弊端(水分和鹽分不能同時(shí)監(jiān)測(cè)，在土槽測(cè)試鹽分時(shí)容易對(duì)土樣擾動(dòng)、實(shí)驗(yàn)工作量大、出現(xiàn)誤差幾率高等)，改進(jìn)創(chuàng)新。改進(jìn)后的裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、實(shí)現(xiàn)了水鹽測(cè)試裝置對(duì)土壤任意點(diǎn)水分、鹽分實(shí)時(shí)測(cè)定；2、可以方便地描繪土壤濕潤(rùn)峰曲線，結(jié)合時(shí)域反射儀可以同時(shí)描繪鹽分變化曲線，利于對(duì)水鹽運(yùn)動(dòng)機(jī)理的描述；3、提高了實(shí)驗(yàn)效率、減少了實(shí)驗(yàn)誤差出現(xiàn)的幾率、節(jié)省試驗(yàn)成本。
- 詳細(xì)介紹：
- 一. 項(xiàng)目研究背景 我國(guó)北方屬于干旱半干旱地區(qū)，降雨與蒸發(fā)的不均衡導(dǎo)致該地區(qū)土地鹽堿化，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。我國(guó)北方地區(qū)鹽堿地面積大， 尤其是在新疆土壤的鹽堿化程度比較嚴(yán)重。數(shù)據(jù)顯示，新疆灌區(qū)現(xiàn)有鹽堿地面積1919萬(wàn)畝，占灌溉面積的32％以上。鹽堿化制約農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，土壤鹽堿化對(duì)農(nóng)作物最直接的影響是導(dǎo)致產(chǎn)量降低，甚至顆粒無收。因此改良利用鹽堿地是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一。在鹽堿地的改良利用過程中離不開對(duì)土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理的試驗(yàn)研究，一個(gè)使用方便的試驗(yàn)設(shè)備可以提高試驗(yàn)的工作效率和試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。 傳統(tǒng)上研究土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理的主要手段是利用土柱或土槽模擬土壤水鹽運(yùn)移，而試驗(yàn)中則是取土樣測(cè)定土壤水鹽含量，或者在土柱管壁或土槽壁上開孔埋設(shè)土壤水分探頭和鹽分探頭，根據(jù)各點(diǎn)的探頭數(shù)據(jù)來表現(xiàn)土壤水分和鹽分運(yùn)移過程。前者的缺點(diǎn)在于取土工作量大，而且會(huì)增加試驗(yàn)誤差的幾率；后者的缺點(diǎn)在于預(yù)埋土壤水分探頭和鹽分探頭限定了觀測(cè)點(diǎn)的位置，而且該方法需要較多的探頭，增加了試驗(yàn)成本。 為此研制一個(gè)方便快捷、高效可靠的土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律設(shè)備具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 二．項(xiàng)目?jī)?nèi)容介紹 本實(shí)用新型裝置的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 土壤剖面水鹽測(cè)試土槽為方形，尺寸為50cm×20cm×60cm，四周以角鋼做骨架，左右后下側(cè)為有機(jī)玻璃透明體，前側(cè)采用有機(jī)玻璃網(wǎng)格，前側(cè)面網(wǎng)狀物內(nèi)側(cè)鋪設(shè)擋水塑料薄膜。 左、右、后、下側(cè)面選擇無機(jī)玻璃透明體，不僅可以透視土壤的水分運(yùn)動(dòng)，而且可以根據(jù)儀表讀數(shù)方便地在透明體上描繪土壤濕潤(rùn)峰曲線，鹽分分布曲線；前側(cè)網(wǎng)格物，具有一定的強(qiáng)度并且絕緣，不僅能支撐土壤的壓力，同時(shí)不會(huì)對(duì)水鹽測(cè)試裝置造成磁場(chǎng)干擾和短路；網(wǎng)內(nèi)側(cè)襯設(shè)擋水塑料薄膜，可以阻擋水從前側(cè)網(wǎng)狀物流出；水鹽測(cè)試裝置特征在于可以同時(shí)測(cè)試土壤的水分和鹽分變化。 作為技術(shù)改進(jìn)方案，上述前側(cè)面網(wǎng)狀物內(nèi)側(cè)擋水塑料薄膜也可以為橡膠膜。 三. 項(xiàng)目研究的基本思路 用土槽或土柱來模擬土壤水鹽的運(yùn)移，可以為我們研究土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理創(chuàng)造一個(gè)理想、可視化的環(huán)境。然而，在實(shí)驗(yàn)運(yùn)用過程中，傳統(tǒng)土槽的弊端也逐一暴露出來。傳統(tǒng)土槽不僅把研究者束縛于繁重而又重復(fù)的取土工作，而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和精度無法充分的保證，延長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)的周期，增大了實(shí)驗(yàn)誤差。我們?cè)诜治鰝鹘y(tǒng)土槽利弊的基礎(chǔ)上，提出了將土槽一側(cè)有機(jī)玻璃板替換為有機(jī)玻璃網(wǎng)格的思路，結(jié)合更為先進(jìn)的針式時(shí)域反射儀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤任意剖面的水鹽同時(shí)監(jiān)測(cè)。 四.項(xiàng)目先進(jìn)性 本作品是在傳統(tǒng)土槽的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改良，與傳統(tǒng)土槽相比，其先進(jìn)性主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)： （1）土槽配合針式時(shí)域反射儀使用，可直接在一起顯示屏上讀出該點(diǎn)的水分、鹽分值，不需要取土操作。 （2）根據(jù)針式時(shí)域反射儀探針特征定制的有機(jī)玻璃網(wǎng)格，保證了探頭可以插入剖面任意點(diǎn)土壤，避免了對(duì)測(cè)定點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤剖面的任意點(diǎn)監(jiān)測(cè)。 （3）土槽的寬度為20cm，探針長(zhǎng)度為10cm，保證每次測(cè)得數(shù)據(jù)為中間剖面，消除了邊緣誤差，進(jìn)一步確保了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。 （4）可以在透明有機(jī)玻璃板的一側(cè)描繪土壤濕潤(rùn)鋒曲線，在另一側(cè)通過水鹽探頭的讀數(shù)可以描繪鹽分運(yùn)動(dòng)曲線，達(dá)到水鹽運(yùn)動(dòng)同時(shí)描繪的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)及發(fā)明目的：本作品針對(duì)現(xiàn)有土槽在水分、鹽分測(cè)定應(yīng)用過程中的種種弊端改進(jìn)創(chuàng)新，為本科的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)同時(shí)測(cè)試水分鹽分運(yùn)動(dòng)以及部分土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理方面的研究的研究提供更有效和實(shí)用的工具。 基本思路：傳統(tǒng)土柱或土槽在模擬土壤水鹽運(yùn)移實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定水分鹽分含量的方法有：一、直接取土樣，測(cè)定土壤中的水分和鹽分，這種方法的缺點(diǎn)在于取土工作量大，數(shù)據(jù)不連續(xù)，且會(huì)對(duì)土樣產(chǎn)生擾動(dòng)；二、在土柱管壁或土槽壁開孔埋設(shè)土壤水分探頭和鹽分探頭，缺點(diǎn)是開孔限定了觀測(cè)點(diǎn)的位置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在較大誤差；無法水鹽同測(cè)，且需要較多的探頭，導(dǎo)致成本加大?，F(xiàn)有的可以實(shí)現(xiàn)水鹽同測(cè)的儀器僅能測(cè)表面土層水鹽情況，無法對(duì)土壤的剖面進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。 作品創(chuàng)新點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了水鹽測(cè)試裝置對(duì)土壤任意點(diǎn)水分、鹽分實(shí)時(shí)測(cè)定；2、可以方便地描繪土壤濕潤(rùn)峰曲線，結(jié)合鹽分探頭監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可以同時(shí)描繪鹽分變化曲線，利于本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)的演示和科研試驗(yàn)中對(duì)水鹽運(yùn)動(dòng)機(jī)理的描述； 作品的主要技術(shù)指標(biāo):該裝置為方形，尺寸為50cm×20cm×60cm，以角鋼做骨架，側(cè)面為有機(jī)玻璃透明體，前側(cè)采用有機(jī)玻璃網(wǎng)格，前側(cè)面網(wǎng)狀物內(nèi)側(cè)鋪設(shè)擋水塑料薄膜。左、右、后、下側(cè)面選擇無機(jī)玻璃透明體，不僅可以透視土壤的水分運(yùn)動(dòng)，而且可以根據(jù)儀表讀數(shù)方便地在透明體上描繪土壤濕潤(rùn)峰曲線，通過鹽分探頭的讀數(shù)還可以同時(shí)描繪鹽分分布曲線；前側(cè)網(wǎng)狀物，具有一定的強(qiáng)度并且絕緣，不僅能支撐土壤的壓力，同時(shí)不會(huì)對(duì)水鹽測(cè)試裝置造成磁場(chǎng)干擾和短路；網(wǎng)內(nèi)側(cè)襯塑料薄膜可以阻擋水從前側(cè)網(wǎng)狀物流出。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品是在傳統(tǒng)土槽的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改良，與傳統(tǒng)土槽相比，其先進(jìn)性主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)： （1）土槽配合針式時(shí)域反射儀使用，可直接在一起顯示屏上讀出該點(diǎn)的水分、鹽分值，不需要取土操作。 （2）根據(jù)針式時(shí)域反射儀探針特征定制的有機(jī)玻璃網(wǎng)格，保證了探頭可以插入剖面任意點(diǎn)土壤，避免了對(duì)測(cè)定點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤剖面的任意點(diǎn)監(jiān)測(cè)。 （3）土槽的寬度為20cm，探針長(zhǎng)度為10cm，保證每次測(cè)得數(shù)據(jù)為中間剖面，消除了邊緣誤差，進(jìn)一步確保了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。 （4）可以在透明有機(jī)玻璃板的一側(cè)描繪土壤濕潤(rùn)鋒曲線，在另一側(cè)通過水鹽探頭的讀數(shù)可以描繪鹽分運(yùn)動(dòng)曲線，達(dá)到水鹽運(yùn)動(dòng)同時(shí)描繪的目的。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 本作品以研制完畢，正處于實(shí)驗(yàn)室試用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 照片、模型、實(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- （1）土槽配合針式時(shí)域反射儀使用，可直接在一起顯示屏上讀出該點(diǎn)的水分、鹽分值，不需要取土操作。 （2）根據(jù)針式時(shí)域反射儀探針特征定制的有機(jī)玻璃網(wǎng)格，保證了探頭可以插入剖面任意點(diǎn)土壤，避免了對(duì)測(cè)定點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤剖面的任意點(diǎn)監(jiān)測(cè)。 （3）土槽的寬度為20cm，探針長(zhǎng)度為10cm，保證每次測(cè)得數(shù)據(jù)為中間剖面，消除了邊緣誤差，進(jìn)一步確保了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。 （4）可以在透明有機(jī)玻璃板的一側(cè)描繪土壤濕潤(rùn)鋒曲線，在另一側(cè)通過水鹽探頭的讀數(shù)可以描繪鹽分運(yùn)動(dòng)曲線，達(dá)到水鹽運(yùn)動(dòng)同時(shí)描繪的目的。 該實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)在于解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程遇到的問題。與傳統(tǒng)的測(cè)試裝置和方法相比該作品不但提高了實(shí)驗(yàn)工作的效率和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性而且節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。該設(shè)備不僅可以用于科研實(shí)驗(yàn)研究，而且可以用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)。形成產(chǎn)品可銷售至高校、科研所，具有較好的市場(chǎng)前景。該產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用必將有力的推動(dòng)我國(guó)對(duì)改良利用鹽堿地技術(shù)的發(fā)展，在土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理試驗(yàn)研究領(lǐng)域具有十分重要實(shí)用價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 無
