白书军，张 玲，杨明凤，王 进
（乌兰乌苏农业气象试验站，新疆 沙湾县 832100）
收稿日期：２０15—02—09
摘要：土壤水分测定是农业气象观测的重要组成部分，采用烘干称重法测定土壤湿度，取土任务非常繁重。本文介绍了“便携式可伸缩动力取土钻”的结构组成和日常使用维护，正确的使用该仪器能够明显节约取土时间，并且减轻劳动者的工作强度。
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关键词 ：动力取土钻；设计组成；使用维护
土壤水分是植物耗水的主要来源，对植物的生理活动有着重大影响。土壤水分测定是农业气象观测重要组成部分，掌握土壤水分变化规律，为农业生产提供实时服务具有重要意义。根据《农业气象观测规范》的要求，凡开展土壤水分测定的台站，须于每旬的第8天对0~50cm或0~100cm的土壤进行土壤水分测定[1]。传统取土时，钻干长1m以上，靠人工扭转提取土样。调查显示，一般情况下取4个0~100cm的样点，3名取土人员一般需耗时1h左右，费时费力。从2005年起，新疆气象局开始新建自动土壤水分观测站，至2011年有100个站点投入使用。2012年，中国气象局对新疆所有自动土壤水分站进行田间标定和资料评估验收工作，土壤水分测定从原有的每月3次增加至每月6~9次，农业气象观测人员取土任务更加繁重。
2011年，乌兰乌苏农业气象试验站科研人员研制了“便携式可伸缩电动取土钻”，经投入使用，取样时间明显降低，大大减轻了工作人员的劳动强度。由于土钻的电机使用220V交流电，野外使用便利性较差，于2012年进行了改造升级，以小型汽油机作为土钻动力，不受用电限制，便于野外使用。
1便携式可伸缩动力取土钻设计组成
“便携式可伸缩动力取土钻”用汽油机产生的机械动力代替人力钻取土壤，可以测定0~200cm深的土壤水分，仪器由1个小型汽油机、无极变速箱、动力输出轴和1根可伸缩的钻杆5部分组成（见图1）。仪器使用单杠四冲程汽油机作为动力，汽油机外侧设有把手，把手上设有油门调节手柄，无级变速箱随着汽油机油门拉线的张紧程度，动力输出不断变化，从而根据取土需求调节钻速，使钻头内干土或沙土不易被甩出，又能获取较深层次的土壤。钻杆与无极变速箱动力输出轴连接处采用销钉式连接件，有效的连接了无极变速箱动力输出轴与钻杆。动力输出轴与钻筒相连，钻筒的端部设有钻头，钻筒采用多节空心杆，既可根据取土深度来调节钻杆长度，又可按照取土人员的身高调节钻杆长度。在操作过程中适宜的钻杆长度，能有效利用机械扭力，避免取土时高个子人员有劲使不出、矮个子人员有劲使不上的情况发生。钻杆与钻头的连接处采用一端内丝一端外丝连接件，拆卸方便快捷，钻头有螺旋曲面刀口和直面刀口2种，体积小便于户外携带，土螺旋曲面刀口的土钻适合较干燥的土壤使用，土样不易在提出钻洞过程中掉落；直面刀口的土钻适合湿度较大和有少量石子的土壤使用，如所测地段土壤质地较复杂，2组钻头交换使用可以提高取土效率。
2主要技术参数
净重7.0kg
测量范围0~100cm
准确度±1cm
钻头口径5cm
动力来源汽油机
燃油牌号90号或更高标号汽油
3日常使用维护
3.1汽油机的使用维护
3.1.1启动前
启动前须检查汽油、机油是否充足。如需添加汽油，则要在发动机冷却后进行，且场地要通风良好，周围不能有明火和火花。加油时，油箱不宜过满，加油口的颈部不应留有燃油，如果有燃油溅出，必须用布擦干并等它们挥发掉后才能启动汽油机。加油后，油箱盖要确保旋紧。汽油机机油每使用10h，需要检查机油面，并补充机油至上限，如果机油太脏，必须更换。
3.1.2启动后
汽油机启动后，汽油机润滑不良，不要迅速加速，应低速运转3~5min，一般要求转速低于6000rpm。当汽油机充分预热后，根据所需要的转速将油门加到相应的位置，应避免空载高速运转和长时间高速运转，这样不仅会导致汽油机寿命缩短，而且会使汽油机故障增多。
3.1.3停止时
汽油机停止时，松开油门，让汽油机怠速运转3~5min，再按下汽油机的熄火开关，直至汽油机完全停止。若非情况紧急，不要在汽油机处于正常运转的状态下突然停机。
3.1.4日常维护
要保持汽油机的优良性能，就必须坚持做好汽油机的定期检查和保养。常规的保养可保证汽油机的使用寿命。在进行任何保养前，应关停汽油机，维修及保养后仔细检查配件是否有错装、漏装等现象。当汽油机长期不用时，一定要将油箱、化油器内的燃油放净，用软布擦净汽油机的外表面，检查螺钉是否有松动，配件是否有缺损并适时紧固、补齐，把汽油机保存在通风干燥处。
3.2钻头的使用维护
在取土过程中尽量避开较为坚硬的砖石瓦砾，减少钻头的损伤。根据不同的土质更换合适的钻头，使用后及时将钻头上的附着物清理干净，并且保持干燥，由于钻头长期与各种质地的土壤接触，土壤中的水分、盐碱等会腐蚀钻头，从而减少土钻的使用寿命。
4小结
目前，该仪器已在南北疆的十几个国家农业气象观测站以及宁夏和内蒙古的部分县市气象局使用。同样的取土工作，由原来的2人工作60min左右减少到15min左右即可完成，在使用过程中能明显的减轻劳动强度，提高取土效率，而且携带、使用方便，不扰动土壤结构，维护简单，有较好的可靠性、稳定性和应用推广价值。
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参考文献
[1]国家气象局.农业气象观测规范[M].北京：气象出版社，1993.