CN104677686A - 一种稻田渗滤水的收集采样装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稻田渗滤水的收集采样装置，其中，所述收集装置为底部密封，顶部有连接孔的腔体管，在所述腔体管的外壁上设有多排收集孔，每排收集孔均由在同一水平上分布的多个孔构成，所述收集孔的外侧附有网；所述采样装置包括依次相连的采样管、活塞、出样管和取样瓶，所述采样管直径与所述连接孔直径相同，并通过所述连接孔插入所述腔体管的底部。本发明所述的装置可实现原位取样，使用方便，测量准确，在实际应用中具有较大的推广意义。

Description

一种稻田渗滤水的收集采样装置及其使用方法

技术领域

本发明属于稻田氮素淋洗的研究领域，具体涉及一种稻田渗滤水的收集装置及其使用方法。

背景技术

近年来，我国氮肥的用量在逐年增加，但稻田氮素利用率只有20％～40％。稻田氮素通过淋洗和径流进入水体，加重了水体富营养化和地下水硝酸盐污染。因此，了解水稻生长过程中稻田系统中氮淋失的变化，对合理安排施肥，优化肥水管理措施以减少氮素流失，减少地下水污染是非常必要的。

研究表明，受施肥、土壤性状及水分管理等因素的影响，稻田的氮素渗漏淋失量的测定和估算仍然存在很大的不确定性。由于稻田氮素的渗漏在地表以下进行，因此研究一种科学的收集取样装置和方法十分关键。目前的研究中，对稻田氮素渗漏的研究大多采用田间小区试验田的方法，在这种方法中渗滤水的收集通常使用底部带有陶头的PVC管或者渗漏水采集盒，这些装置仅可对渗滤水取样测浓度，无法测量渗滤水的体积，因此无法计算氮素的渗漏量，而且这种装置在收集完成之后通常要从土壤中取出进行取样，操作繁琐，准确性不高。

发明内容

针对现有技术中的收集取样装置在测量稻田氮素渗漏量的过程中存在无法准确测量体积，操作繁琐，准确性不高的缺陷。本发明提供一种稻田渗滤水的收集采样装置及其使用方法，该装置包括收集装置和采样装置；

其中，所述收集装置为底部密封，顶部有连接孔的腔体管，在所述腔体管的外壁上设有多排收集孔，每排收集孔均由在同一水平上分布的多个孔构成，所述收集孔的外侧附有网；

所述采样装置包括依次相连的采样管、活塞、出样管和取样瓶，所述采样管直径与所述连接孔直径相同，并通过所述连接孔插入所述腔体管的底部。

本发明中，所述腔体管为高2.0m～3.0m，直径为15cm～30cm的圆柱形管，相比于其他形状，圆柱形管更有利于渗滤水的收集。

本发明中，第一排收集孔距所述腔体管顶端的距离为所述腔体管高度的2/3～4/5。

本发明中，每排所述收集孔的数目为8～16个，每个腔体管上有6～8排孔，每个所述收集孔的面积为3～15cm²。

本发明中，所述网优选为200～300目的尼龙滤布，为防止泥土渗入所述收集管，需在收集孔的外侧包附尼龙滤布。

本发明中，所述活塞为压力式抽水活塞。选择压力式抽水活塞，一方面可将收集装置中的水全部抽出，而且其使用方法简单，在抽吸的过程中，不会因为管中压力降低而将土壤中其他的渗滤水吸入收集管中，保证了测量结果的准确性。

进一步的，本发明提供这种渗滤水收集采样装置的优选结构，其特征在于，包括收集装置和采样装置；

其中，所述收集装置为底部密封，上部有连接孔的的腔体管，在所述腔体管的外壁上有水平分布的多排收集孔，所述收集孔的外侧附有网；

所述采样装置包括依次相连的采样管、活塞、出样管和取样瓶，所述采样管直径与所述连接孔直径相同，并通过所述连接孔插入所述腔体管的底部；

所述腔体管优选高为2.0m～3.0m，直径为15cm～30cm的圆柱形管；

每排所述收集孔的数目为8～16个，每个腔体管上有6～8排孔，第一排收集孔距所述腔体管顶端的距离为所述腔体管长度的2/3～4/5，每个所述收集孔的面积为3～15cm²。

所述网优选为200～300目的尼龙滤布；所述活塞为压力式抽水活塞。

本发明的另一个目的为提供所述渗滤水收集采样装置的使用方法，包括如下步骤：

1)将所述收集采样装置埋入土壤中，其中第一排所述孔距土壤表面0.3～1.5m，至所述收集装置中的渗滤水与土壤表面持平时，停止收集；

2)按动所述活塞，将渗滤水从所述腔体管中全部取出；

3)测量取样瓶中所述渗滤水的体积和氮素浓度，计算稻田氮素的渗漏量。

本发明中，所述的土壤表面，当稻田中没有水时，为第一排孔距土壤表面的距离，当稻田中有水时，为第一排孔与稻田水面之间的距离。

本发明收集得到的渗滤水，不考虑各个半球之间的侧渗，将其假设为以第一排方孔距地面的距离为长轴，以(H+R)/2为直径的半椭球体土壤所贡献的渗漏量，即体积为：

$V=\frac{4}{3}\×\mathrm{\π}\×a\×b^2$

其中a＝H H为第一排方孔距离地表的高度

R为收集装置的直径

的土壤贡献的渗漏量。

发明的收集采样装置，一方面可以收集一定时间内特定体积的土壤中稻田渗漏水的体积，进一步计算出稻田氮素的渗漏量；另一方面添加的取样装置可实现原位取样，即不需将装置从土壤中取出，即可实现取样。因此，这种原位取样装置具有操作简便，测量准确，节省成本的优点。

附图说明

图1为一种稻田渗滤水收集采样装置

图中：1为收集装置，11为底部密封装置；12为尼龙布；13为连接孔；2为采样装置，21为采样管，22为出样管，23为活塞，24为取样瓶。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例涉及一种稻田渗滤水的收集采样装置如图1所示，

图1中所述1为收集系统，为直径20cm，高2m的圆柱形PVC管，圆柱形管的底部由底部螺旋盖11密封，圆柱形管的顶端有连接孔13，所述连接孔13的直径为2cm，从在距离圆柱形管顶端1.7m向下有6圈方孔，每圈10个，方孔的边长为1cm，为防止泥土渗入，圆孔的外面包有尼龙布12。

图1中所述2为采样系统，包括采样管21，活塞23、出样管22和取样瓶24，所述活塞为压力式抽水活塞。

本发明中，圆柱形管除PVC管外，还可为其他适合本发明的材料。

本发明中，包有尼龙布的目的是防止土壤进入，可选择除尼龙布外其他适合的材料。

图1中，连接孔在圆柱形管的中间，实施操作中，可位于螺旋盖的任意其他适合位置。

实施例2

本实施例涉及本发明所述收集取样装置的使用方法，包括如下步骤：

1)将实施例1所述收集采样装置埋入新疆伊犁盐碱改良地水稻田中，其中第一排所述方孔距稻田表面1.5m，至所述收集装置中的渗滤水与土壤表面持平时，停止收集；

2)按动所述活塞，将渗滤水从所述腔体管中全部取出；

3)测量所述渗滤水的体积为πr²×H＝3.14×0.1×1.5＝0.471m³，靛蓝法测定铵态氮的浓为0.8mg/L，分光光度法测量硝态氮的浓度为3.5mg/L。因此搜集的渗滤水的氮素的总量为2025.3mg.，根据公式

$V=\frac{4}{3}\×\mathrm{\π}\×a\×b^2$

其中a＝H H为第一排方孔距离地表的高度

R为收集装置的直径

计算得，所收集的渗滤水为体积4.54m³高度为1.5m的土壤中渗滤的体积。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种稻田渗滤水的收集采样装置，其特征在于，包括收集装置和采样装置；

其中，所述收集装置为底部密封，顶部有连接孔的的腔体管，在所述腔体管的外壁上设有多排收集孔，每排收集孔均由在同一水平上分布的多个孔构成，所述收集孔的外侧附有网；

所述采样装置包括依次相连的采样管、活塞、出样管和取样瓶，所述采样管直径与所述连接孔直径相同，并通过所述连接孔插入所述腔体管的底部。

2.根据权利要求1所述的收集采样装置，其特征在于，所述腔体管为高2.0m～3.0m，直径15cm～30cm的圆柱形管。

3.根据权利要求1或2所述的收集采样装置，其特征在于，第一排收集孔距所述腔体管顶端的距离为所述腔体管高度的2/3～4/5。

4.根据权利要求1-3任一项所述的收集采样装置，其特征在于，每排所述收集孔的数目为8～16个，每个腔体管上有6～8排孔，每个所述收集孔的面积为3～15cm²。

5.根据权利要求1-4任一项所述的收集采样装置，其特征在于，所述网为200～300目的尼龙滤布。

6.根据权利要求1或2所述的收集采样装置，其特征在于，所述活塞为压力式抽水活塞。

7.根据权利要求1～6任一项所述的收集采样装置，其特征在于，包括收集装置和采样装置；

其中，所述收集装置为底部密封，上部有连接孔的腔体管，在所述腔体管的外壁上有水平分布的多排收集孔，所述收集孔的外侧附有网；

所述采样装置包括依次相连的采样管、活塞、出样管和取样瓶，所述采样管直径与所述连接孔直径相同，并通过所述连接孔插入所述腔体管的底部；

所述腔体管优选高为2.0m～3.0m，直径为15cm～30cm的圆柱形管；

每排所述收集孔的数目为8～16个，每个腔体管上有6～8排孔，第一排收集孔距所述腔体管顶端的距离为所述腔体管长度的2/3～4/5，每个所述收集孔的面积为3～15cm²；

所述网优选为200～300目的尼龙滤布；所述活塞为压力式抽水活塞。

8.权利要求1～7任一项所述的收集采样装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将所述收集采样装置埋入土壤中，其中第一排所述孔距土壤表面0.3～1.5m，至所述收集装置中的渗滤水与土壤表面持平时，停止收集；

2)按动所述活塞，将渗滤水从所述腔体管中全部取出；

3)测量所述取样瓶中所述渗滤水的体积和氮素浓度，计算稻田氮素的渗漏量。