本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)土壤培養(yǎng)技術領域，特別是關于一種帶小型氣體收集器的土壤培養(yǎng)裝置。

背景技術：

土壤與空氣是保障農(nóng)作物生長發(fā)育的重要因素，農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)通過土壤與氣體的交換過程，可以獲取生長所需的各種礦物質(zhì)以及水分，同時，排放氣體進入大氣。其中，土壤氣體的排放是土壤過程的重要體現(xiàn)，是影響土壤性質(zhì)的一個重要因素，因而，對土壤氣體排放的研究，是農(nóng)業(yè)環(huán)境科學研究的重要組成部分，有益于提升農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

目前，對土壤氣體排放的研究主要采用大田試驗觀測(主要是在田間放置暗箱，罩住農(nóng)作物，抽取氣體進行測定，試驗結(jié)果受多種因素影響)與土壤培養(yǎng)室內(nèi)模擬實驗(室內(nèi)培養(yǎng)，條件可控)的方法，研究包括：土壤呼吸作用氣體排放、土壤微生物分解礦化作用氣體排放、土壤碳氮循環(huán)氣體排放、土壤元素遷移轉(zhuǎn)化氣體排放等，其中，對土壤呼吸作用氣體排放的研究又是目前土壤學、環(huán)境科學等學科領域研究的熱點。

現(xiàn)有技術中，關于土壤呼吸作用氣體排放的測定方法較多，包括培養(yǎng)吸收法、氣相色譜法、密閉靜置培養(yǎng)法、通氣培養(yǎng)法和二氧化碳(CO₂)傳感器等方法。其中，培養(yǎng)吸收法主要是在培養(yǎng)器皿中放入內(nèi)裝0.1mol/L氫氧化鈉(NaOH)溶液的小型瓶，吸收培養(yǎng)期間土壤培養(yǎng)裝置釋放的二氧化碳，并利用指示劑或者沉淀測定氫氧化鈉溶液吸收的二氧化碳量，該方法簡便易行，但測量結(jié)果準確度較差。氣象色譜法主要是采用負壓式抽取培養(yǎng)期間土壤培養(yǎng)裝置釋放的氣體至儲氣瓶，再將氣體利用色譜儀進行測定，該測定方法結(jié)果準確，但由于操作過程中容易出現(xiàn)氣體不勻，會導致測量結(jié)果誤差較大。密閉靜置培養(yǎng)法、通氣培養(yǎng)法和二氧化碳傳感器等主要是采用一些儀器進行測定，例如利用LI-4900呼吸室進行測定，而二氧化碳傳感器造價過于昂貴，無法常態(tài)使用，且只能測定二氧化碳，制約了相關領域科學研究工作的深入推進。因而，目前測定土壤呼吸作用氣體排放的方法，存在模擬試驗中氣體較難收集、測量誤差較大、測試成本較高的技術問題，因此，開發(fā)易總簡單易行的能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳定量測試的試驗裝置具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種帶小型氣體收集器的土壤培養(yǎng)裝置，該裝置能有效減少測量誤差、降低測試成本。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種帶小型氣體收集器的土壤培養(yǎng)裝置，其特征在于：該裝置包括培養(yǎng)皿、帶孔蓋和氣體收集器；所述培養(yǎng)皿上部設置有所述帶孔蓋，所述帶孔蓋與所述氣體收集器連接；所述培養(yǎng)皿為底部密封的中空容器，上部外壁設置有外螺紋；所述帶孔蓋為頂部密封的中空容器，下部內(nèi)壁設置有與所述培養(yǎng)皿外螺紋配合連接的內(nèi)螺紋；所述帶孔蓋外壁上或頂部設置有氣孔，所述氣孔中密封安裝有帶開關閥門的排氣管；所述氣體收集器為底部密封的中空容器，其頂部設置有氣體膠塞，側(cè)壁設置有氣體收集孔；所述氣體收集孔中密封安裝有帶開關閥門的導氣管。

進一步，所述帶孔蓋還包括帶孔容器、第一軟膠皮管、第一開關閥門和排氣管；所述帶孔容器經(jīng)所述第一軟膠皮管與所述第一開關閥門一端連接，所述第一開關閥門另一端與所述排氣管一端連接；所述排氣管另一端與所述氣體收集器連接。

進一步，所述帶孔容器為頂部密封的中空容器，其下部內(nèi)壁設置有內(nèi)螺紋，外壁上或頂部設置有排氣氣孔；所述第一軟膠皮管一端插入所述排氣氣孔中，并與所述排氣氣孔密封，另一端與所述第一開關閥門連接。

進一步，所述氣體收集器還包括收集容器、第二軟膠皮管、第二開關閥門和第三軟膠皮管；所述氣體膠塞下部內(nèi)置于所述收集容器頂部敞口處，并與頂部敞口形成可滑移密封；所述收集容器經(jīng)所述第二軟膠皮管與所述第二開關閥門一端連接，所述第二開關閥門另一端與所述第三軟膠皮管一端連接，所述第三軟膠皮管另一端與所述排氣管連接。

進一步，所述收集容器為底部密封、頂部敞口的中空容器，側(cè)壁設置有氣體收集孔；所述第二軟膠皮管一端插入所述氣體收集孔中，并與所述氣體收集孔密封，另一端與所述第二開關閥門連接。

進一步，所述氣體收集器還包括真空抽取器，所述真空抽取器與所述第二開關閥門連接。

進一步，所述裝置還包括干燥器；所述干燥器放置于所述培養(yǎng)皿底部。

進一步，所述培養(yǎng)皿底部開設細孔，所述培養(yǎng)皿固定在所述干燥器頂部。

進一步，所述裝置還包括加濕器；所述加濕器頂部固定所述培養(yǎng)皿。

進一步，所述培養(yǎng)皿密封的底部或側(cè)壁還開設有通氣孔。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：本實用新型采用將氣體收集器與培養(yǎng)皿直接連接，可直接在培養(yǎng)過程中取氣，有利于密封培養(yǎng)，減少取氣散失量，能夠有效減少測量誤差；同時，本實用新型的裝置可拆卸、替換，可以有效降低測試成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型提供一種帶小型氣體收集器的土壤培養(yǎng)裝置，其包括培養(yǎng)皿11、帶孔蓋12和氣體收集器13。培養(yǎng)皿11上部設置有帶孔蓋12，帶孔蓋12一側(cè)經(jīng)管路與氣體收集器13連接。

在一個優(yōu)選實施例中，培養(yǎng)皿11為底部密封的中空容器，上部外壁設置有外螺紋。帶孔蓋12為頂部密封的中空容器，下部內(nèi)壁設置有與培養(yǎng)皿11外螺紋配合連接的內(nèi)螺紋；帶孔蓋12外壁上或頂部設置有氣孔，氣孔中密封安裝有帶開關閥門的排氣管。當培養(yǎng)皿11與帶孔蓋12通過螺紋連接后，可用于土壤的封存培養(yǎng)，并通過帶孔蓋12上設置的氣孔安裝排氣管以收集氣體或排放氣體。

在一個優(yōu)選實施例中，氣體收集器13為底部密封的中空容器，其頂部設置有可取出的氣體膠塞，側(cè)壁設置有氣體收集孔。氣體收集孔中密封安裝有帶開關閥門的導氣管。

上述實施例中，可通過軟膠皮管連接帶孔蓋12上的排氣管和氣體收集器13的導氣管。

在一個優(yōu)選實施例中，帶孔蓋12還包括帶孔容器、第一軟膠皮管、第一開關閥門和排氣管(圖中未示出)。帶孔容器經(jīng)第一軟膠皮管與第一開關閥門一端連接，第一開關閥門另一端與排氣管一端連接；排氣管另一端與氣體收集器13連接。使用時，當?shù)谝婚_關閥門打開時，將聚集到帶孔容器中的試驗氣體排出；當?shù)谝婚_關閥門關閉時，集聚帶孔容器中收集的試驗氣體。

上述實施例中，帶孔容器為頂部密封的中空容器，其下部內(nèi)壁設置有內(nèi)螺紋，外壁上或頂部設置有排氣氣孔。第一軟膠皮管一端插入排氣氣孔中，并與排氣氣孔密封，另一端與第一開關閥門連接。

在一個優(yōu)選實施例中，氣體收集器13還包括收集容器、第二軟膠皮管、第二開關閥門和第三軟膠皮管；其中，第二軟膠皮管和第三軟膠皮管構(gòu)成導氣管。氣體膠塞下部內(nèi)置于收集容器頂部敞口處，并與頂部敞口形成可滑移密封；收集容器經(jīng)第二軟膠皮管與第二開關閥門一端連接，第二開關閥門另一端與第三軟膠皮管一端連接，第三軟膠皮管另一端與排氣管連接。使用時，當?shù)谝婚_關閥門和第二開關閥門同時打開時，在收集容器中收集試驗氣體；當?shù)诙_關閥門關閉時，停止在收集容器中收集試驗氣體，并可將第二開關閥門與第三軟膠皮管斷開，從而將帶有第二開關閥門的收集容器送往實驗室進行試驗氣體測定。

上述實施例中，收集容器為底部密封、頂部敞口的中空容器，側(cè)壁設置有氣體收集孔。第二軟膠皮管一端插入氣體收集孔中，并與氣體收集孔密封，另一端與第二開關閥門連接。

在一個優(yōu)選實施例中，氣體收集器13還可以包括真空抽取器，真空抽取器與第二開關閥門連接。使用時，在收集容器塞入氣體膠塞并與帶孔蓋12連接以收集試驗氣體時，關閉第一開關閥門，第二開關閥門與第三軟膠皮管導通，以及第二開關閥門與真空抽取器導通時，抽取收集容器內(nèi)氣體為近似真空狀態(tài)，然后，關閉第二開關閥門與真空抽取器的導通狀態(tài)。

在一個優(yōu)選實施例中，由于不同的試驗對培養(yǎng)裝置產(chǎn)生的水汽處理的要求不同，例如，一些試驗主要測定的試驗土壤氣體為二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等，為了不影響測試結(jié)果，在測定時要求需要去除水汽，因而，對于該部分試驗，該裝置還包括干燥器14。干燥器14放置于培養(yǎng)皿11底部，用于干燥培養(yǎng)皿11中產(chǎn)生的試驗氣體中含有的水汽，通過設置干燥器14，可以維持試驗氣體中水分恒定。

上述實施例中，可以在密封的培養(yǎng)皿11底部開設細孔，并將培養(yǎng)皿11固定在干燥器14頂部。

在一個優(yōu)選實施例中，對于某些試驗，例如，秸稈腐解試驗，試驗要求需要維持水分飽和狀態(tài)，對于該部分試驗，該裝置還包括加濕器(圖中未示出)。加濕器頂部固定培養(yǎng)皿11，用于通過培養(yǎng)皿11底部開設的細孔加濕試驗氣體中含有的水汽至飽和狀態(tài)。

上述實施例中，培養(yǎng)皿11密封的底部或側(cè)壁還可以開設有通氣孔，用于為培養(yǎng)試驗通氣。

本實用新型在測定試驗氣體時，其具體流程為：

將培養(yǎng)皿11中裝入試驗土壤，與帶孔蓋12螺紋連接后，進行培養(yǎng)，并關閉排氣管中的閥門。在需要取出試驗氣體時，將培養(yǎng)皿11與氣體收集器13連接，氣體收集器13利用氣體膠塞密封頂部，導氣管中的閥門關閉，內(nèi)部容器為近似真空狀態(tài)，打開排氣管以及導氣管中的閥門，使試驗氣體進入氣體收集器并達到穩(wěn)定狀態(tài)，例如，將氣體收集器放置預先設置的時間，例如，2h或3h，使氣體收集器13中的試驗氣體與培養(yǎng)皿11中存儲的試驗氣體相一致。也可在氣體收集器13中裝入預定濃度以及容量的NAOH溶液來收集試驗氣體，在試驗氣體收集結(jié)束后，分別關閉排氣管以及導氣管中的兩道閥門，取下氣體收集器13，然后將氣體收集器13中存儲的氣體利用色譜儀進行相應測定。這樣，該裝置可直接在培養(yǎng)過程中取氣，氣體收集器13與培養(yǎng)皿11直接連接，有利于密封培養(yǎng)，不用添加負壓抽氣這一容易造成誤差的過程，可以減少取氣散失量，能夠有效減少測量誤差；同時，裝置方面操作，可拆卸，便于培養(yǎng)，可以有效降低測試成本。

綜上所述，本實用新型在使用時，針對密封培養(yǎng)土壤裝置中試驗氣體難以收集、散逸較快等問題，通過排氣管可自動將試驗氣體通過導氣管存儲至氣體收集器，也可以通過關閉排氣管中開關閥門以存儲試驗氣體，從而可以對試驗氣體進行測定，操作簡單方便、成本低廉。

上述各實施例僅用于說明本實用新型，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設置位置及形狀都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。