CN102519759A - 一种水田土壤氧化亚氮采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水田土壤氧化亚氮采样装置，底座包括一个基座和一个回形槽，箱体为长方体，箱体与底座的回形槽嵌合，机箱风扇内置在箱体顶的内面，机箱风扇的电源线与蓄电池连接；铁网固定在箱体顶的内面，罩住机箱风扇；硅橡胶管穿过箱体顶面，一部分插入箱体，一部分留在箱体外；位于箱体外的硅橡胶管末端连接上三通阀门的一个出口，三通阀门其它两个出口分别连接50毫升注射器和采气瓶；温湿度计的探头线穿过箱体顶面，探头悬于箱体中央，温湿度计数显部分平放于箱体顶部；该装置能够在采样过程中避免因为太阳辐射导致的气温急剧上升，保持装置内温度稳定，同时该装置体积适中，质量轻便十分适合田间操作。

Description

一种水田土壤氧化亚氮采样装置
技术领域
本发明涉及一种土壤气体采样装置，更具体的涉及一种水田土壤氧化亚氮采样装置。适合于科学研究和环境检测部门测定水田土壤向外界排放的氧化亚氮气体时取样。
背景技术
温室气体是指地球大气中导致温室效应的气体。在所有排放源中，土壤是温室气体产生的重要排放源。氧化亚氮是土壤排放的重要温室气体，氧化亚氮对全球气候变化的影响越来越大，它的增温效应是CO2的298倍，它在大气中不仅滞留时间长（平均寿命约为150年），而且破坏大气臭氧层。由于人类活动的增加，大气中的N2O的浓度正在以每0.2%-0.3%的速率增加，按此速率发展，到2050年大气中N2O浓度将从2001年的314ppb增加到350-400ppb，将给全球气候和环境带来严重的威胁。
深入了解氧化亚氮的土壤排放机制以及影响因素，对控制土壤温室气体排放、遏制地球温室效应有重要意义。土壤氧化亚氮的产生主要与土壤微生物活动密切相关，土壤温度的变化能显著改变土壤氧化亚氮的产生，以往利用有机玻璃和不锈钢铁皮制作而成的收集装置由于在气体收集时不能有效地控制装置内的温度，导致装置内的温度上升过快，在这种情况下收集到的氧化亚氮气体量不能等同于自然条件下土壤产生的氧化亚氮气体。并且采用有机玻璃，制作成本比较高，同时在利用过程中容易破损。利用不锈钢铁皮制作气体采集箱体，外围包一层5mm厚绝热材料和一层铝箔纸，以限制采样箱内空气温度的变化，这种方式生产的装置不但温度控制不理想，并且在使用过程中装置外表容易损坏。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种水田土壤氧化亚氮采样装置。适合于科学研究和环境检测部门测定水田土壤向外界排放的氧化亚氮气体时取样。
为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种水田土壤氧化亚氮采样装置，它包括温湿度计、注射器、三通阀门、硅橡胶管、箱体、底座，其特征在于：
底座由PVC材料焊接而成，底座包括一个基座和一个回形槽，基座由长×宽×高为60cm×60cm×15cm的方框组成，回形槽由两个连成一体的正方形方框组成，其中内正方体长×宽×高为60cm×60cm×6cm，外正方体长×宽×高为70cm×70cm×5cm。
箱体为长方体，由彩钢板和铝合金三角柱制成，侧面长×宽为90cm×60cm，顶长×宽为70cm×70cm，箱体10四个侧面通过铝合金三角柱结合，箱体四个侧面与顶面通过不锈钢片固定，四根三角柱上各装有一个把手，箱体与底座的回形槽嵌合，形成一个封闭空间。
机箱风扇内置在箱体顶的内面，机箱风扇的电源线伸出箱体与箱体外的蓄电池连接。
铁网为盒状，长×宽×高为20cm×20cm×5cm，网孔大小0.4cm，固定在箱体顶的内面，罩住机箱风扇。
内径为0.5cm的硅橡胶管穿过箱体顶面，一部分插入箱体，一部分留在箱体外。
位于箱体外的硅橡胶管末端连接上三通阀门的一个出口，三通阀门其它两个出口分别连接50毫升注射器和采气瓶。
温湿度计的探头线穿过箱体顶面，探头悬于箱体中央，温湿度计数显部分平放于箱体顶部。
保存箱由容积1L乐扣盒制成，平放于箱体顶面。
与现有技术相比本发明具有如下优点和有益效果：
1.本装置能够避免静态箱温度因为太阳辐射而上升过快。在样品采集的80min内，箱体内部温度变化在±2℃，利用本装置进行实验，最大温度变幅为从O时的32.5℃上升到第80min时的34.2℃,温度上升幅度为1.7℃。上升的原因推测是由于植物呼吸作用产生的热量使内部气温上升，而不是因为太阳辐射的作用。而用有机玻璃制成的收集装置在强烈的太阳辐射下箱体内的气温能上升5℃左右，这时采集的气体与自然条件下有很大的差异。利用此装置研究中国科学院亚热带农业生态研究所桃源农业生态试验站长期施肥制度晚稻田氧化亚氮排放规律，试验持续4个月，在样品采集的80min内最大的温度变化为1.8℃。利用此收集装置研究中国科学院亚热带农业生态研究所桃源农业生态试验站晚稻田土壤氧化亚氮排放规律，晚稻田土壤在水稻生育期内氧化亚氮排放速率在0.7～43.3 (ug·m-2·h-1)之间,晚稻田土壤在水稻晒田前后有氧化亚氮的排放高峰。
2.本装置制作材料便宜，造价相对较低。该套装置取材十分方便，制作成本相对便宜，质量小，移动方便。由于都是采用不锈钢材料和铝合金材料，本装置外表美观，并且经久耐用，能够在田间经历日晒雨淋而保持外观不发生变化。
附图说明
    图1为一种水田土壤氧化亚氮采样装置结构示意图。
其中：1-保存箱 2-温湿度计（DT-2）、3-蓄电池（6-DZM-20）、4-注射器（50毫升）、5-三通阀门（CTⅢ型）、6-机箱风扇、7-硅橡胶管、8-铁网 、9-把手、10-箱体、11-底座。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：
一种水田土壤氧化亚氮采样装置，它包括温湿度计3、注射器（4）、三通阀门5、硅橡胶管7、箱体10、底座11，其特征在于：由PVC材料焊接而成的底座11，包括一个基座和一个回形槽，基座由长×宽×高为60cm×60cm×15cm的方框组成，基座能够嵌入土壤，罩住一定面积的土壤表面，回形槽由两个连成一体的正方形方框组成，其中内正方体长×宽×高为60cm×60cm×6cm，外正方体长×宽×高为70cm×70cm×5cm，回形槽能够与箱体10嵌合。
由彩钢板和铝合金三角柱制成长方体箱体10，箱体10包括四个长方形侧面和一个正方形顶，侧面长×宽为90cm×60cm，顶长*宽为70cm×70cm，箱体10四个侧面通过铝合金三角柱结合，箱体10四个侧面与顶面通过不锈钢片固定，四根三角柱上各装有一个把手9，把手9为外力的着力点，箱体10能与底座11回形槽嵌合，形成一个封闭空间。
机箱风扇6（旋风F-122）内置在箱体10顶的内面，机箱风扇6的电源线伸出箱体与箱体外的蓄电池2（6-DZM-20）连接，蓄电池2为风扇6提供动力，风扇6搅拌箱体10内的气体使气体混合均匀；盒状铁网8长×宽×高为20cm×20cm×5cm，网孔大小0.4cm左右，固定在箱体10顶的内面，罩住机箱风扇6，在机箱风扇6和植株间形成屏障；硅橡胶管7（内径0.5cm）穿过箱体10顶面，一部分插入箱体10，一部分留在箱体10外，硅橡胶管7将箱体10内的气体导出箱体10外；箱体10外那部分硅橡胶管7末端连接上三通阀门5（CTⅢ型）的一个出口，三通阀门5其它两个出口分别连接注射器4（50毫升）和采气瓶，通过改变三通阀门5的方位改变气体流向，方便气体收集；温湿度计3（DT-2）探头线穿过箱体10顶面，探头悬于箱体10中央，温湿度计3数显部分平放于箱体10顶部，箱体10内部的温度通过温湿度计3的感应探头，在面板上显示；保存箱1由容积1L乐扣盒制作而成，平放于箱体10顶面，气体收集完毕后用于保存蓄电池2、温湿度计3、注射器4、三通阀门5。
使用时，箱体10放入已插入土壤15cm深处的PVC底座11外缘四周的凹槽中，并用蒸馏水密封；采集气体之前将机箱风扇6与蓄电池3用机箱风扇6自带导线连接，机箱风扇6运转五分钟左右，使由箱体10、底座11组成的密闭体系内气体混合均匀，由于铁网8的存在，水稻植株不会因为碰到机箱风扇6页片而损坏，同时机箱风扇6运转也不会受植株的干扰；在盖箱体10之初及之后的0min、20min、40min、60min、80min用注射器4通过连接在硅橡胶管7上的三通阀门5从由箱体10、底座11组成的密闭体系中抽取气体，通过旋转三通阀门5把注射器4中的气体转移到气体采样瓶备测；温湿度计2具有记时器和测定温度的功能，利用温湿度计可以获得各采样时间点由箱体10、底座11组成的密闭体系中的气温；气体收集完毕后，将温湿度计2、蓄电池3、注射器4和三通阀门5装入保存箱1中，防止这些器材受到太阳和雨水的腐蚀。

Claims (1)

1.一种水田土壤氧化亚氮采样装置，它包括温湿度计（3）、注射器（4）、三通阀门（5）、硅橡胶管（7）、箱体（10）、底座（11），其特征在于：
底座（11）由PVC材料焊接而成，底座（11）包括一个基座和一个回形槽，基座由长×宽×高为60cm×60cm×15cm的方框组成，回形槽由两个连成一体的正方形方框组成，其中内正方体长×宽×高为60cm×60cm×6cm，外正方体长×宽×高为70cm×70cm×5cm；
箱体（10）为长方体，由彩钢板和铝合金三角柱制成，侧面长×宽为90cm×60cm，顶长×宽为70cm×70cm，箱体10四个侧面通过铝合金三角柱结合，箱体（10）四个侧面与顶面通过不锈钢片固定，四根三角柱上各装有一个把手（9），箱体（10）与底座（11）的回形槽嵌合，形成一个封闭空间；
机箱风扇（6）内置在箱体（10）顶的内面，机箱风扇（6）的电源线伸出箱体与箱体外的蓄电池（2）连接；
铁网（8）为盒状，长×宽×高为20cm×20cm×5cm，网孔大小0.4cm，固定在箱体（10）顶的内面，罩住机箱风扇（6）；
内径为0.5cm的硅橡胶管（7）穿过箱体（10）顶面，一部分插入箱体（10），一部分留在箱体（10）外；
位于箱体（10）外的硅橡胶管（7）末端连接上三通阀门（5）的一个出口，三通阀门（5）其它两个出口分别连接50毫升注射器（4）和采气瓶；
温湿度计（3）的探头线穿过箱体（10）顶面，探头悬于箱体（10）中央，温湿度计（3）数显部分平放于箱体（10）顶部；
保存箱（1）由容积1L乐扣盒制成，平放于箱体（10）顶面。
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