白書軍，張 玲，楊明鳳，王 進

（烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗站，新疆 沙灣縣 832100）

便攜式可伸縮動力取土鉆的設計與使用維護

白書軍，張 玲，楊明鳳，王 進

（烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗站，新疆 沙灣縣 832100）

土壤水分測定是農(nóng)業(yè)氣象觀測的重要組成部分，采用烘干稱重法測定土壤濕度，取土任務非常繁重。本文介紹了“便攜式可伸縮動力取土鉆”的結構組成和日常使用維護，正確的使用該儀器能夠明顯節(jié)約取土時間，并且減輕勞動者的工作強度。

動力取土鉆；設計組成；使用維護

土壤水分是植物耗水的主要來源，對植物的生理活動有著重大影響。土壤水分測定是農(nóng)業(yè)氣象觀測重要組成部分，掌握土壤水分變化規(guī)律，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供實時服務具有重要意義。根據(jù)《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》的要求，凡開展土壤水分測定的臺站，須于每旬的第8天對0～50 cm或0～100 cm的土壤進行土壤水分測定[1]。傳統(tǒng)取土時，鉆干長1 m以上，靠人工扭轉(zhuǎn)提取土樣。調(diào)查顯示，一般情況下取4個0～100 cm的樣點，3名取土人員一般需耗時1 h左右，費時費力。從2005年起，新疆氣象局開始新建自動土壤水分觀測站，至2011年有100個站點投入使用。2012年，中國氣象局對新疆所有自動土壤水分站進行田間標定和資料評估驗收工作，土壤水分測定從原有的每月3次增加至每月6～9次，農(nóng)業(yè)氣象觀測人員取土任務更加繁重。

2011年，烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗站科研人員研制了“便攜式可伸縮電動取土鉆”，經(jīng)投入使用，取樣時間明顯降低，大大減輕了工作人員的勞動強度。由于土鉆的電機使用220 V交流電，野外使用便利性較差，于2012年進行了改造升級，以小型汽油機作為土鉆動力，不受用電限制，便于野外使用。

1 便攜式可伸縮動力取土鉆設計組成

“便攜式可伸縮動力取土鉆”用汽油機產(chǎn)生的機械動力代替人力鉆取土壤，可以測定0～200 cm深的土壤水分，儀器由1個小型汽油機、無極變速箱、動力輸出軸和1根可伸縮的鉆桿5部分組成 （見圖1）。儀器使用單杠四沖程汽油機作為動力，汽油機外側(cè)設有把手，把手上設有油門調(diào)節(jié)手柄，無級變速箱隨著汽油機油門拉線的張緊程度，動力輸出不斷變化，從而根據(jù)取土需求調(diào)節(jié)鉆速，使鉆頭內(nèi)干土或沙土不易被甩出，又能獲取較深層次的土壤。鉆桿與無極變速箱動力輸出軸連接處采用銷釘式連接件，有效的連接了無極變速箱動力輸出軸與鉆桿。動力輸出軸與鉆筒相連，鉆筒的端部設有鉆頭，鉆筒采用多節(jié)空心桿，既可根據(jù)取土深度來調(diào)節(jié)鉆桿長度，又可按照取土人員的身高調(diào)節(jié)鉆桿長度。在操作過程中適宜的鉆桿長度，能有效利用機械扭力，避免取土時高個子人員有勁使不出、矮個子人員有勁使不上的情況發(fā)生。鉆桿與鉆頭的連接處采用一端內(nèi)絲一端外絲連接件，拆卸方便快捷，鉆頭有螺旋曲面刀口和直面刀口2種，體積小便于戶外攜帶，土螺旋曲面刀口的土鉆適合較干燥的土壤使用，土樣不易在提出鉆洞過程中掉落；直面刀口的土鉆適合濕度較大和有少量石子的土壤使用，如所測地段土壤質(zhì)地較復雜，2組鉆頭交換使用可以提高取土效率。

圖1 便攜式可伸縮汽油機取土鉆示意圖

2 主要技術參數(shù)

凈重 7.0 kg

測量范圍 0～100 cm

準確度 ±1 cm

鉆頭口徑 5 cm

動力來源 汽油機

燃油牌號 90號或更高標號汽油

3 日常使用維護

3.1 汽油機的使用維護

3.1.1 啟動前

啟動前須檢查汽油、機油是否充足。如需添加汽油，則要在發(fā)動機冷卻后進行，且場地要通風良好，周圍不能有明火和火花。加油時，油箱不宜過滿，加油口的頸部不應留有燃油，如果有燃油濺出，必須用布擦干并等它們揮發(fā)掉后才能啟動汽油機。加油后，油箱蓋要確保旋緊。汽油機機油每使用10 h，需要檢查機油面，并補充機油至上限，如果機油太臟，必須更換。

3.1.2 啟動后

汽油機啟動后，汽油機潤滑不良，不要迅速加速，應低速運轉(zhuǎn)3～5 min，一般要求轉(zhuǎn)速低于6 000 rpm。當汽油機充分預熱后，根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)速將油門加到相應的位置，應避免空載高速運轉(zhuǎn)和長時間高速運轉(zhuǎn)，這樣不僅會導致汽油機壽命縮短，而且會使汽油機故障增多。

3.1.3 停止時

汽油機停止時，松開油門，讓汽油機怠速運轉(zhuǎn)3～5 min，再按下汽油機的熄火開關，直至汽油機完全停止。若非情況緊急，不要在汽油機處于正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下突然停機。

3.1.4 日常維護

要保持汽油機的優(yōu)良性能，就必須堅持做好汽油機的定期檢查和保養(yǎng)。常規(guī)的保養(yǎng)可保證汽油機的使用壽命。在進行任何保養(yǎng)前，應關停汽油機，維修及保養(yǎng)后仔細檢查配件是否有錯裝、漏裝等現(xiàn)象。當汽油機長期不用時，一定要將油箱、化油器內(nèi)的燃油放凈，用軟布擦凈汽油機的外表面，檢查螺釘是否有松動，配件是否有缺損并適時緊固、補齊，把汽油機保存在通風干燥處。

3.2 鉆頭的使用維護

在取土過程中盡量避開較為堅硬的磚石瓦礫，減少鉆頭的損傷。根據(jù)不同的土質(zhì)更換合適的鉆頭，使用后及時將鉆頭上的附著物清理干凈，并且保持干燥，由于鉆頭長期與各種質(zhì)地的土壤接觸，土壤中的水分、鹽堿等會腐蝕鉆頭，從而減少土鉆的使用壽命。

4 小結

目前，該儀器已在南北疆的十幾個國家農(nóng)業(yè)氣象觀測站以及寧夏和內(nèi)蒙古的部分縣市氣象局使用。同樣的取土工作，由原來的2人工作60 min左右減少到15 min左右即可完成，在使用過程中能明顯的減輕勞動強度，提高取土效率，而且攜帶、使用方便，不擾動土壤結構，維護簡單，有較好的可靠性、穩(wěn)定性和應用推廣價值。

[1]國家氣象局.農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，1993.

2015—02—09