本发明属于农业技术领域，涉及一种便携式毫米级表层土壤分层采样器及其操作方法。
背景技术：
天然放射性核素7be示踪技术有力促进了短期及次降雨过程土壤侵蚀规律的研究。利用7be示踪研究土壤侵蚀时需要采集土壤表层分层样用于建立7be的剖面分布函数及估算土壤侵蚀速率，但7be仅分布在土壤表层2cm之内，要求分层样每层采集厚度仅为2-3mm，因而精细的土壤表层分层采样技术对于7be示踪土壤侵蚀的准确性有很大的影响。目前一般用定面积的采样框，在采样框内从上到下手动分层刮取或用铁刷刷取土壤的方法分层采集表层土壤，从上到下分层刮取或刷取采样存在以下问题：(1)手动分层刮取或刷取采样对毫米级(2-3mm)分层很难人为控制厚度，刮取深度误差大，使得分层出现不均匀性；(2)因原状土壤具有粘结性，从上向下刮取或刷动的同时扰动下部土壤，导致不同深度间的混合，影响分层准确性；(3)以毫米级刮或刷离母体的土壤颗粒小且非常松散，很难从采样框中全部快速取出剥离土壤颗粒，且很容易扰动或捎带下层土壤；(4)费时费力，几乎需要爬在地上小心的一点一点刮或刷取，一层一层的取出，工作量极大。另外，现有专用的分层采样器都是在厘米级以上的分层厚度，很少涉及毫米级分层采样。因此从上到下的刮取或刷取的采样方法及现有的分层采样器不能在毫米级上准确分层且误差较大，导致不能准确描述7be在土壤表层剖面中的分布函数，进而影响7be示踪计算结果的准确性和7be示踪方法的大范围推广。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够准确控制毫米级分层厚度、易于快速从母体中剥离土层且灵活高效的便携式毫米级表层土壤分层采样器及其操作方法。
其技术方案如下：
一种便携式毫米级表层土壤分层采样器，包括支架杆1、固定圆板2、反推螺杆3、推土圆板4、下固定外环5、上固定外环6、螺钉7、取土环刀8和削土刀9，所述支架杆1通过螺钉7固定在固定圆板2上，所述反推螺杆3穿过固定圆板2的中心并以螺纹连接，所述反推螺杆3的顶部与推土圆板4的中心部位通过螺纹动连接，所述下固定外环5通过螺钉7固定在支架杆1上，所述取土环刀8位于下固定外环5内，所述上固定外环6套在取土环刀8上，所述上固定外环6与下固定外环5通过螺钉7固定。
进一步，所述固定圆板2、推土圆板4、下固定外环5、上固定外环6和取土环刀8在以反推螺杆3为中心的同心圆上。
进一步，所述推土圆板4的直径略小于取土环刀8的内径，在下固定外环5的下部和上固定外环6的上部分别拉微型台阶，下固定外环5的下部和上固定外环6的上部的微型台阶的内径等于取土环刀8的内径，下固定外环5的下部和上固定外环6其它部位的内径略大于取土环刀8的外径，取土环刀8被卡在上固定外环6和下固定外环5的微型台阶之间，削土刀9两边都有刀柄，且刀刃部的长度和宽度都大于上固定外环6的直径。
本发明所述便携式毫米级表层土壤分层采样器的操作方法，包括以下步骤：在采样前组装支架杆1、固定圆板2、推土圆板4和下固定外环5，将推土圆板4旋转到下固定外环5内；然后按照环刀采样法将采取土环刀8压入土壤中且与地面相平，然后用铁锹挖出，用削土刀9将下部削平，将取土环刀8轻轻放入下固定外环5，调节推土圆板4使取土环刀8卡在下固定外环5内的微型台阶上，将上固定外环6套在取土环刀8上并与下固定外环5用螺钉7固定，轻轻转动反推杆3，使得推土圆板4将取土环刀8中的土面推到与上固定外环6顶部相平，然后根据分层的厚度和螺纹牙距，确定反推杆3的转动圈数，到达所需厚度后，用削土刀9紧贴上固定外环6顶部用力快速的削土分层。
本发明的有益效果：
本发明设计一种便携式毫米级表层土壤分层采样器，以螺纹牙距为标准控制分层厚度，改变了传统在采样框中从上到下分层刮取土壤的方法，采用从下往上反推且从上部削取分层的思路，准确控制分层厚度，基本消除采样时不同层间相互干扰，省时省力，该采样器操作简单，使用方便，克服了传统表层毫米级分层采样存在的缺陷。
附图说明
图1为本发明的具体实施方式提供的便携式毫米级表层土壤分层采样器的结构示意图；
图2为本发明的具体实施方式提供的便携式毫米级表层土壤分层采样器的纵切面图；
图3为本发明的具体实施方式提供的便携式毫米级表层土壤分层采样器的削土刀的结构示意图，其中图3b为图3a的a-a截面图。
其中，1-支架杆，2-固定圆板，3-反推螺杆，4-推土圆盘，5-下固定外环，6-上固定外环，7-螺钉，8-取土环刀，9-削土刀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1-图3，一种便携式毫米级表层土壤分层采样器，包括支架杆1、固定圆板2、反推螺杆3、推土圆板4、下固定外环5、上固定外环6、螺钉7、取土环刀8和削土刀9。支架杆1用螺钉7固定在固定圆板2上，反推螺杆3通过固定圆板2的中心，反推螺杆3和固定圆盘2的中心有相匹配的螺纹，反推螺杆3顶部与推土圆板4的中心部位以螺纹动连接，下固定外环5用螺钉7固定在支架杆1上，取土环刀8放入下固定外环5内，上固定外环6套在取土环刀8上，上固定外环6与下固定外环5用螺钉7固定。
具体的，固定圆板2、推土圆板4、下固定外环5、上固定外环6和取土环刀8在以反推螺杆3为中心的同心圆上。推土圆板4的直径略小于取土环刀8的内径，在下固定外环5的下部和上固定外环6的上部分别拉微型台阶(图2)，下固定外环5和上固定外环6微型台阶部位的内径等于取土环刀的内径，下固定外环和上固定外环其他部位的内径略大于取土环刀8的外径，也就是取土环刀8被卡在上固定外环6和下固定外环5的微型台阶之间，削土刀9两边都有刀柄，且刀刃部的长度和宽度都大于上固定外环6的直径。
本发明便携式毫米级表层土壤分层采样器的工作过程如下：在采样前组装支架杆1、固定圆板2、推土圆板4和下固定外环5，将推土圆板4旋转到下固定外环5内；然后按照环刀采样法将采取土环刀8压入土壤中且与地面相平，然后用铁锹挖出，用削土刀9将下部削平，将取土环刀8轻轻放入下固定外环6，调节推土圆板4使取土环刀8卡在下固定外环5内的微型台阶上，将上固定外环6套在取土环刀8上并与下固定外环5用螺钉7固定，轻轻转动反推杆3，使得推土圆板4将取土环刀8中的土面推到与上固定外环6顶部相平，然后根据分层的厚度和螺纹牙距，确定反推杆3的转动圈数，到达所需厚度后，用削土刀9紧贴上固定外环6顶部用力快速的削土分层。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。