白書軍，張 玲，楊明鳳，王 進(jìn)

（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(shè)計與使用維護(hù)

白書軍，張 玲，楊明鳳，王 進(jìn)

（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(wù)非常繁重。本文介紹了“便攜式可伸縮動力取土鉆”的結(jié)構(gòu)組成和日常使用維護(hù)，正確的使用該儀器能夠明顯節(jié)約取土?xí)r間，并且減輕勞動者的工作強(qiáng)度。

動力取土鉆；設(shè)計組成；使用維護(hù)

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(wù)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(jìn)行土壤水分測定[1]。傳統(tǒng)取土?xí)r，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(jìn)行田間標(biāo)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(wù)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(qiáng)度。由于土鉆的電機(jī)使用220 V交流電，野外使用便利性較差，于2012年進(jìn)行了改造升級，以小型汽油機(jī)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(shè)計組成

“便攜式可伸縮動力取土鉆”用汽油機(jī)產(chǎn)生的機(jī)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(jī)、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(jī)作為動力，汽油機(jī)外側(cè)設(shè)有把手，把手上設(shè)有油門調(diào)節(jié)手柄，無級變速箱隨著汽油機(jī)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(shè)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(jī)械扭力，避免取土?xí)r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(fù)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(jī)取土鉆示意圖

2 主要技術(shù)參數(shù)

凈重 7.0 kg

測量范圍 0～100 cm

準(zhǔn)確度 ±1 cm

鉆頭口徑 5 cm

動力來源 汽油機(jī)

燃油牌號 90號或更高標(biāo)號汽油

3 日常使用維護(hù)

3.1 汽油機(jī)的使用維護(hù)

3.1.1 啟動前

啟動前須檢查汽油、機(jī)油是否充足。如需添加汽油，則要在發(fā)動機(jī)冷卻后進(jìn)行，且場地要通風(fēng)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(yīng)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(jī)。加油后，油箱蓋要確保旋緊。汽油機(jī)機(jī)油每使用10 h，需要檢查機(jī)油面，并補(bǔ)充機(jī)油至上限，如果機(jī)油太臟，必須更換。

3.1.2 啟動后

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

3.1.3 停止時

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

3.1.4 日常維護(hù)

要保持汽油機(jī)的優(yōu)良性能，就必須堅持做好汽油機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)。常規(guī)的保養(yǎng)可保證汽油機(jī)的使用壽命。在進(jìn)行任何保養(yǎng)前，應(yīng)關(guān)停汽油機(jī)，維修及保養(yǎng)后仔細(xì)檢查配件是否有錯裝、漏裝等現(xiàn)象。當(dāng)汽油機(jī)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(jī)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(bǔ)齊，把汽油機(jī)保存在通風(fēng)干燥處。

3.2 鉆頭的使用維護(hù)

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(jié)

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(qiáng)度，提高取土效率，而且攜帶、使用方便，不擾動土壤結(jié)構(gòu)，維護(hù)簡單，有較好的可靠性、穩(wěn)定性和應(yīng)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