研究测量土壤圆锥指数的机电一体智能承压仪器。该仪器由手柄，测头，连杆，侧向力消除机构及单片机控制测力记录装置组成，实现对田间及野外条件下圆锥指数的影响，能有效地消除侧向力对圆锥指数测定值的影响，并具有打印，查询，计算，删除等一系列功能。

回顾了国内外土壤采样装置的发展历史,针对国内土壤采集的实际需求,确定了液压振动式土壤采集装置的总体方案.为了提高装置的可靠性与稳定性,进行了液压系统管路的优化设计,设计了具有双凸结构的采样管,进行了一般土质与杂硬土质的采样试验.试验结果表明,该装置既可以进行松软土质的采样,也可以进行杂硬土质的采样.

固体进样技术应用于土壤样品测量领域,一直受制于样品粒径的限制,无法应用在配有气动雾化器的分析仪器上。本文系统研究了土壤样品超细粉碎技术,在乙醇介质下,数分钟内将其粉碎至微米级,经此制成的固体悬浮液直接进行电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,可以避免气动雾化器的堵塞。标准物质测定表明,样品粒径为6.8μm时,固体悬浮液进样仍然存在干扰,通过在固体悬浮液中加入少量氢氟酸和硝酸,对固体悬浮液进行改性,减小了固体悬浮液中固体颗粒粒径,从而减少了样品粒径的影响,可用ICP-MS测定土壤中锂铍钒铬镍铜锌铷锶镉铯钡铅等13个微量元素。经国家一级标准物质验证,本方法的最大相对误差在10.5%左右,多数元素的相对误差小于5%,相对标准偏差(RSD)小于5.4%(镉元素除外),满足了DZ/G 0130—2006质量控制要求。

针对深松作业目前存在的主要问题是耕作阻力大,导致会增加能耗及降低作业速率,且深松铲的结构参数和深松方式直接影响着深松作业的牵引阻力及作业质量等问题,探究了气动深松铲进气口压强与出气孔数量之间的关系和主要受力部分,以改进深松铲设计方案。本研究对气动深松铲的结构及工作原理进行分析,构建了深松铲的气动力学模型,并采用离散元法对气动深松铲的受力进行仿真试验。结果分析表明:气动深松铲的进气口压强与出气口数量呈近似线性正相关关系。研究所得数据对气动深松耕作系统的改进具有重要的意义。

土壤的热物性参数是地源热泵系统设计和埋地电缆优化设计等研究过程中最基本的参数。本文基于随机近似热探针方法，在充分考虑探针自身参数和接触热阻影响的基础上，建立了土壤的多物性快速测量系统，并对不同含水量的土壤热物性进行了现场测量。研究结果显示，该方法不仅从原理上消除了传统热探针测量热物性的系统误差，实现了热导率、比热容等多参数的同时高精度测量；而且可以大大缩短测量时间，减少传统热探针方法由于测量时间过长所导致的水分迁移所带来的测量误差，从而实现对土壤多热物性参数的高精度快速现场测量。