本發明涉及土壤學模擬實驗領域，尤其涉及一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置及使用方法。

背景技術：

1、農業生產中，潛水位埋深對于維持土壤健康、促進作物生長至關重要。潛水位埋深不僅影響土壤水分的動態變化，還直接關系到作物的水分供應、養分吸收以及土壤通氣性等多個方面。因此，模擬不同潛水位埋深對作物生長的影響，對于優化灌溉制度、提高作物產量、指導采煤沉陷區土地復墾等具有重要意義。

2、目前，已有一些學者和研究機構開展了潛水位埋深對作物生長影響的研究。例如，通過田間實驗觀測不同潛水位埋深條件下作物的生長發育狀況，并利用潛水蒸發系數等方法計算潛水蒸發量，探討潛水對作物生長的影響機制。此外，一些實驗站和科研機構還利用先進的儀器設備，如光照培養箱、植物生長箱等，對作物進行室內模擬實驗，以更精確地控制實驗條件，研究潛水位埋深對作物生長的影響。

3、然而，現有技術仍存在一些不足。首先，田間實驗雖然能夠真實反映作物在自然條件下的生長狀況，但實驗條件難以控制，實驗結果易受氣候、土壤等多種因素的影響。其次，室內模擬實驗雖然能夠精確控制實驗條件，但目前的實驗裝置往往只能模擬單一的潛水位埋深條件，無法實現對不同潛水位埋深的連續模擬和比較。此外，現有實驗裝置在模擬潛水位埋深變化對作物生長過程的影響時，缺乏系統的數據監測和分析手段，難以準確評估潛水位埋深變化對作物生長的具體影響。

4、因此，需要一種能夠模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置及使用方法，以克服現有技術的不足，提高實驗結果的準確性和可靠性。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置及使用方法，以解決上述現有技術中存在的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

3、第一方面，一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，包括：作物種植單元、水位調節單元、主體框架和踏步梯，其特征在于，所述作物種植單元包括多個不同深度的種植槽，所述水位調節單元包括供水裝置、蓄水槽和排水裝置，所述作物種植單元和水位調節單元固定安裝在主體框架上，所述主體框架兩側設置有踏步梯。

4、進一步地，所述種植槽側壁采用透明有機玻璃制成，側壁設置刻度線，且零刻度線位于側壁上端，側壁下端開設有若干通水孔，通水孔處安裝有透水過濾網。

5、進一步地，所述種植槽下部設置透水隔板，透水隔板底部高于種植槽側壁通水孔的上緣，透水隔板用于支撐種植槽內的土壤基質，并防止基質流失。

6、進一步地，所述蓄水槽的內側壁開設有若干通水孔，通水孔與種植槽側壁的通水孔相配合；蓄水槽在排水裝置一側的側壁上開設有排水孔，排水孔與排水裝置相配合。

7、進一步地，所述供水裝置上設置有供水閥門，所述排水裝置上設置有排水閥門，通過供水閥門和排水閥門調節模擬潛水位，使其相對穩定地保持在一定高度。

8、進一步地，所述種植槽側壁開設有監測取樣孔，監測取樣孔分別布設在零刻度線以下10cm、30cm、50cm的位置，監測取樣孔處安裝有堵孔蓋板。

9、第二方面，一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步驟：

10、s1：根據研究需要確定需要模擬的不同潛水位埋深數量和具體的潛水位埋深數值，參照研究區現場土壤的理化性質實測數據，設計實驗用土壤基質的主要理化性質參數(粒徑級配、容重、水分水量、ph值、有機質含量和全氮、有效磷、速效鉀含量)，并制定相應的監測方案；

11、s2：組裝實驗裝置，將實驗用土壤基質裝填至種植槽內，使土壤基質上表面與種植槽側壁的零刻度線持平；

12、s3：接通供水裝置和排水裝置，通過供水閥門和排水閥門調節模擬潛水位，使其相對穩定地保持在一定高度；

13、s4：種植實驗作物，并根據作物生長需要和實驗設計，進行正常的水肥管理和病蟲草害防控；

14、s5：在作物生長全周期，對作物長勢和生理指標進行持續監測，并通過監測取樣孔對不同深度土壤的理化性質進行直接監測或取樣測試；

15、s6：根據實驗監測數據，分析不同潛水位埋深對土壤和作物的影響規律。

16、本發明的有益效果：

17、(1)精準模擬：本發明通過精確調控潛水位埋深，有效模擬多種自然環境，為作物生長研究提供可靠數據支持。

18、(2)高效實驗：本發明通過集成化設計縮短實驗周期，提高研究效率，助力科研人員快速掌握潛水位埋深變化對作物生長的具體影響。

19、(3)易于推廣：本發明操作簡便，成本低廉，易于在農業科研與教學領域推廣使用。

技術特征：

1.一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，包括作物種植單元(1)、水位調節單元(2)、主體框架(3)和踏步梯(4)，其特征在于，所述作物種植單元(1)包括多個不同深度的種植槽(5)，所述水位調節單元(2)包括供水裝置(6)、蓄水槽(7)和排水裝置(8)，所述作物種植單元(1)和水位調節單元(2)固定安裝在主體框架(3)上，所述主體框架(3)兩側設置有踏步梯(4)。

2.根據權利要求1所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，其特征在于：所述種植槽(5)側壁采用透明有機玻璃制成，側壁設置刻度線，且零刻度線位于側壁上端，側壁下端開設有若干通水孔(51)，通水孔(51)處安裝有透水過濾網。

3.根據權利要求1所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，其特征在于：所述種植槽(5)下部設置透水隔板(9)，透水隔板(9)底部高于種植槽(5)側壁通水孔(51)的上緣，透水隔板(9)用于支撐種植槽(5)內的土壤基質。

4.根據權利要求1所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，其特征在于：所述蓄水槽(7)的內側壁開設有若干通水孔(71)，通水孔(71)與種植槽(5)側壁的通水孔(51)相配合；蓄水槽(7)在排水裝置(8)一側的側壁上開設有排水孔(72)，排水孔(72)與排水裝置(8)相配合。

5.根據權利要求1所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，其特征在于：所述供水裝置(6)上設置有供水閥門(61)，所述排水裝置(8)上設置有排水閥門(81)，通過供水閥門(61)和排水閥門(81)調節模擬潛水位。

6.根據權利要求2所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置，其特征在于：所述種植槽(5)側壁開設有監測取樣孔(52)，監測取樣孔(52)分別布設在零刻度線以下10cm、30cm、50cm的位置，監測取樣孔(52)處安裝有堵孔蓋板。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種模擬不同潛水位埋深影響作物生長過程的實驗裝置及使用方法，實驗裝置包括作物種植單元、水位調節單元、主體框架和踏步梯；作物種植單元包括多個不同深度的種植槽，種植槽側壁采用透明有機玻璃制成，側壁設置刻度線，且零刻度線位于側壁上端，側壁下端開設有若干通水孔；水位調節單元包括供水裝置、蓄水槽和排水裝置，通過供水閥門和排水閥門調節模擬潛水位，使其相對穩定地保持在一定高度；主體框架用于固定支撐作物種植單元和水位調節單元；踏步梯設置在主體框架兩側。本發明提供的模擬不同潛水位埋深對作物生長影響的實驗裝置及使用方法，結構簡單，容易操作，能夠用于研究不同潛水位埋深對土壤水鹽運移和作物生長發育的影響規律。

技術研發人員：張坤,陳佳偉,徐良驥,劉瀟鵬,張震
受保護的技術使用者：安徽理工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28