一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于實驗?zāi)M裝置領(lǐng)域，涉及一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在研究土壤養(yǎng)分淋溶、溫室氣體排放及養(yǎng)分揮發(fā)的過程中，由于室外原位試驗具有較大的難度且費時費力，人們經(jīng)常在室內(nèi)布置模擬試驗。已有的一些模擬裝置可以達(dá)到養(yǎng)分淋溶、溫室氣體排放及養(yǎng)分揮發(fā)這三者需求的其中某種，如公開號為CN101088621A的土壤淋溶模擬裝置，公開號為CN2725896Y的溫室氣體排放測量裝置和公開號為CN203606187U的簡易土壤揮發(fā)氨吸收裝置。上述裝置只滿足了單方面的研究目的，而未能將三者結(jié)合起來。公開號為CN202033343U的試驗裝置可同時監(jiān)測土柱淋溶和揮發(fā)情況，但該裝置是在沒有作物、單純土壤培養(yǎng)的條件下實施，且無法對系統(tǒng)產(chǎn)生的溫室氣體進行測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述問題，并提供一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，土柱垂直設(shè)置于圓板上，圓板與土柱的相交面上設(shè)有透水孔，并覆蓋有濾網(wǎng)；圓板周圍環(huán)繞有擋水圓環(huán)，圓板底部與淋溶液集水槽相連，圓板上設(shè)有與淋溶液集水槽相通的淋溶液采集管。
[0005]作為優(yōu)選，所述的淋溶液集水槽內(nèi)設(shè)有支撐擋板，支撐擋板頂部與圓板相連，底部與淋溶液集水槽相連。
[0006]作為優(yōu)選，所述的土柱外壁包有鋁箔反光紙。
[0007]作為優(yōu)選，所述的土柱內(nèi)設(shè)有濾紙。
[0008]作為優(yōu)選，所述的圓板上設(shè)有無底柱形箱，無底柱形箱罩于土柱外側(cè)，無底柱形箱側(cè)壁上設(shè)有氣體導(dǎo)管，氣體導(dǎo)管末端設(shè)有三通閥門。
[0009]作為優(yōu)選，所述的無底柱形箱側(cè)壁上設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器位于氣體導(dǎo)管上方。
[0010]作為優(yōu)選，所述的無底柱形箱內(nèi)頂部設(shè)有風(fēng)扇。
[0011]作為優(yōu)選，所述的無底柱形箱內(nèi)設(shè)有燒杯，燒杯內(nèi)裝有硼酸溶液。
[0012]作為優(yōu)選，所述的土柱采用UPVC材料。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
(1)本發(fā)明的土柱裝置能對土壤-植物系統(tǒng)養(yǎng)分淋溶、溫室氣體排放、氨揮發(fā)三方面的環(huán)境行為進行定量監(jiān)測；
(2)本發(fā)明的土柱裝置部件一體化程度高，組裝方便；(3)本發(fā)明的土柱裝置采樣操作簡單，易于實施。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的土柱裝置用于模擬淋溶時的示意圖；
圖2是本發(fā)明的土柱裝置用于模擬淋溶時的剖面示意圖；
圖3是本發(fā)明的土柱裝置用于模擬溫室氣體采集時的示意圖；
圖4是本發(fā)明的土柱裝置用于模擬氨揮發(fā)時的示意圖；
圖中:植物1、濾紙2、土柱3、鋁箔反光紙4、濾網(wǎng)5、淋溶液采集管6、圓板7、支撐擋板
8、淋溶液集水槽9、無底柱形箱10、風(fēng)扇11、溫度傳感器12、氣體導(dǎo)管13、三通閥門14、擋水圓環(huán)15、燒杯16。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0016]如圖1和2所示，一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，通過對裝置進行組裝，可分別用于模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)。
[0017]當(dāng)裝置用于模擬淋溶時，裝置的具體設(shè)置為:土柱3垂直設(shè)置于圓板7上，圓板7與土柱3的相交面(即圓板7與土柱3相接觸的圓面)上設(shè)有透水孔，并覆蓋有濾網(wǎng)5，以防止土壤堵塞小孔或隨水流入下方集水槽。圓板7周圍環(huán)繞有擋水圓環(huán)15，形成一個集水區(qū)域。圓板7底部與淋溶液集水槽9相連，圓板7上設(shè)有與淋溶液集水槽9相通的淋溶液采集管6，土柱3、淋溶液采集管6與圓板7之間均進行密閉連接，防止水份滲透進入淋溶液集水槽9。土柱3為UPVC材料的圓柱體，其高度和直徑根據(jù)實際裝載土壤的數(shù)量而定，一般高度為30-40cm，直徑20-30cm。土柱內(nèi)土壤填裝高度以2/3~3/4為宜，其中栽種若干株植物
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[0018]由于土柱3在裝填土壤之后，重量增加，因此為了支撐土柱的重量，集水槽9內(nèi)設(shè)有支撐擋板8，支撐擋板8頂部與圓板7相連，底部與淋溶液集水槽9相連，用于承重。
[0019]為了防止土柱3內(nèi)土壤升溫過快，土柱3外壁包有鋁箔反光紙4。
[0020]為了防止在加水時，對土柱中裝填的土體造成沖擊，土柱3內(nèi)設(shè)有濾紙2，覆蓋于土壤表面。
[0021]如圖3所示，當(dāng)該裝置用于溫室氣體采集時，在上述裝置的基礎(chǔ)上，在圓板7上設(shè)有無底柱形箱10，無底柱形箱10罩于土柱3外側(cè)，無底柱形箱10側(cè)壁上設(shè)有氣體導(dǎo)管13，氣體導(dǎo)管13末端設(shè)有三通閥門14，以控制開閉。
[0022]為了測定箱內(nèi)氣溫，無底柱形箱10側(cè)壁上設(shè)有溫度傳感器12，溫度傳感器12位于氣體導(dǎo)管13上方。
[0023]為了使箱內(nèi)氣體充分混合以及增強氣體-吸收液的界面交換，無底柱形箱10內(nèi)頂部設(shè)有風(fēng)扇U。
[0024]如圖4所示，當(dāng)該裝置用于氨揮發(fā)測定時，在上述裝置的基礎(chǔ)上，無底柱形箱10內(nèi)設(shè)有燒杯16，燒杯16內(nèi)裝有體積分?jǐn)?shù)為2%的硼酸溶液，用于吸收土壤-植物系統(tǒng)揮發(fā)的氨氣。
[0025]上述裝置的具體使用方法為: 進行淋溶試驗時，在土壤表面放置一張大小合適的濾紙2，按照設(shè)計淋溶水量緩慢添加去離子水，一段時間后，淋溶液下滲至集水槽8，將裝置朝淋溶液采集孔6方向稍微傾斜，用注射器抽取集水槽9內(nèi)淋溶液適量用于測定分析，記錄淋溶液總體積，將多余淋溶液抽出。
[0026]采集溫室氣體時，將無底柱形箱10罩于土柱3上，在土柱3外壁與擋水圓環(huán)15之間加適量水以形成水封，開啟柱箱內(nèi)頂部的風(fēng)扇11，在O、10、20、30、40min時刻分別通過氣體導(dǎo)管13及三通閥門14用注射器抽取箱內(nèi)氣體60mL，同時通過溫度傳感器12外接溫度表記錄米樣時箱內(nèi)氣溫，用氣相色譜儀分析氣樣中N20、CH4N CO2含量，根據(jù)五個時間點的氣體濃度變化斜率求得該系統(tǒng)溫室氣體的排放速率。
[0027]收集揮發(fā)氨時，在圓板7上淋溶液采集孔6旁邊放置一個裝有2%硼酸溶液的燒杯16，將無底柱形箱10罩于土柱3上，開啟無底柱形箱10內(nèi)頂部的風(fēng)扇11，于2h后收集燒杯內(nèi)溶液用硫酸滴定法測定其中氨的含量。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該涵蓋在本方面的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，土柱(3)垂直設(shè)置于圓板(7)上，圓板(7)與土柱(3)的相交面上設(shè)有透水孔，并覆蓋有濾網(wǎng)(5);圓板(7)周圍環(huán)繞有擋水圓環(huán)(15)，圓板(7)底部與淋溶液集水槽(9)相連，圓板(7)上設(shè)有與淋溶液集水槽(9)相通的淋溶液采集管(6)。2.如權(quán)利要求1所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的淋溶液集水槽(9)內(nèi)設(shè)有支撐擋板(8)，支撐擋板(8)頂部與圓板(7)相連，底部與淋溶液集水槽(9)相連。3.如權(quán)利要求1所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的土柱(3)外壁包有鋁箔反光紙(4)。4.如權(quán)利要求1所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的土柱(3)內(nèi)設(shè)有濾紙(2)。5.如權(quán)利要求1所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的圓板(7)上設(shè)有無底柱形箱(10)，無底柱形箱(10)罩于土柱(3)外側(cè)，無底柱形箱(10)側(cè)壁上設(shè)有氣體導(dǎo)管(13)，氣體導(dǎo)管(13)末端設(shè)有三通閥門(14)。6.如權(quán)利要求5所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的無底柱形箱(10)側(cè)壁上設(shè)有溫度傳感器(12)，溫度傳感器(12)位于氣體導(dǎo)管(13)上方。7.如權(quán)利要求5所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的無底柱形箱(10)內(nèi)頂部設(shè)有風(fēng)扇(11)。8.如權(quán)利要求5所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的無底柱形箱(10)內(nèi)設(shè)有燒杯(16)，燒杯(16)內(nèi)裝有硼酸溶液。9.如權(quán)利要求1所述的模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置，其特征在于，所述的土柱(3)采用UPVC材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬淋溶、溫室氣體采集及氨揮發(fā)的土柱裝置。土柱垂直設(shè)置于圓板上，圓板與土柱的相交面上設(shè)有透水孔，并覆蓋有濾網(wǎng)；圓板周圍環(huán)繞有擋水圓環(huán)，圓板底部與淋溶液集水槽相連，圓板上設(shè)有與淋溶液集水槽相通的淋溶液采集管。同時，通過在土柱上方設(shè)置無底柱形箱可實現(xiàn)溫室氣體采集。另外，在箱體內(nèi)放置盛有硼酸溶液的燒杯，可實現(xiàn)氨揮發(fā)的測定。本發(fā)明的土柱裝置能分別對土壤-植物系統(tǒng)養(yǎng)分淋溶、溫室氣體排放、氨揮發(fā)三方面的環(huán)境行為進行定量監(jiān)測；土柱裝置部件一體化程度高，組裝方便。
【IPC分類】G01N30/00, B01F1/00, G01N33/24, G01N31/16
【公開號】CN105116130
【申請?zhí)枴緾N201510557433
【發(fā)明人】王小鵬, 楊京平, 鐘一銘, 趙杏
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月6日