CN107607349A - 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 - Google Patents
一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107607349A CN107607349A CN201711082693.3A CN201711082693A CN107607349A CN 107607349 A CN107607349 A CN 107607349A CN 201711082693 A CN201711082693 A CN 201711082693A CN 107607349 A CN107607349 A CN 107607349A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- adsorption layer
- soil sample
- nitrogen
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 325
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 228
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 114
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 145
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 152
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 21
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 21
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 15
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 claims description 7
- 238000005527 soil sampling Methods 0.000 claims description 7
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 abstract description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000003971 tillage Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 4
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 15
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 6
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法，所述的取样装置包括土样管、原土层、第一吸附层、第二吸附层和悬空吸附层，所述的土样管从下向上依次设置有第二吸附层、第一吸附层、原土层和悬空吸附层，所述的悬空吸附层悬空设置在原土层的上方1.3~1.7cm处。本发明能够无损土壤结构进行取样，最大程度模拟土壤田间结构，其中的吸附层含有可交换阴阳离子（NO3 ‑与NH4 +）的吸附颗粒，能够吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止土壤中无机态的N淋溶掉。本发明能够对田间当季或者在一段时间内对土壤供N能力进行实时监测取样，尤其适用于原状土或免耕土壤，取样精准，检测高效，结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于烟田土壤氮素测定与管理领域，具体涉及一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法。
背景技术
土壤氮素是土壤所有营养元素中最重要的元素。合理的施氮肥是提高烟草产量、质量和避免农田污染的重要措施。随着现代化农业的发展，烟农对氮肥的依赖程度太深，认为氮肥就是保障烟叶产量的重要利器，在这种心理与习惯的驱动下，往往造成烟田过量施氮。造这种现象的核心问题就是我们无法做好精准检测烟田供氮能力。植物主要吸收的是无机态氮（包括NO3 - 与NH4 +两种形态），主要来源于化学氮肥投入与农田土壤的氮矿化。土壤中氮的主要存在形态是有机态的氮，它需要经过微生物的矿化作用后才形成能供植物吸收的无机态的氮。因此，如果能够精准监测烟田土壤氮素释放量，将更有利于烟田的氮肥管理。
农田中氮的矿化是一个多因素综合性的过程，它受土壤水分、环境温度、有机质含量、微生物种群与数量的调节。目前，测定田间土壤供N能力主要有三类方法：经验估算法、试验室培养法、田间培养法。经验估算法主要采用测定土壤无机氮水平、土壤有机质水平，来测算其田间供氮能力，优点就是简便，缺点就是无法做到精准，因为土壤中氮的矿化过程受多种因素影响；试验室培养法主要是通过取土样的方式，将取好的土壤样品放在自封袋或者培养皿中，进行恒温恒湿培养， 然后按一定时间间隔进行取样测定无机氮，优点是能够真实的测定土壤矿化出来的无机氮，缺点是很难模拟出田间水分与温度的瞬时变化，难以做到精准测定。
田间培养法中目前主要包括以下两种主导方式：（1） 半透膜掩埋法： 用半透膜包裹一定质量的土样样品，埋在土层当中进行培养，在一定时间间隔内取样测定土壤中的氮素矿化量，优点是能够使水分与温度条件尽可能贴近田间真实情况，缺点是当降水丰沛时，田间土壤矿化出来的无机态氮就多，而丰沛的降雨会使土壤矿化出来的氮随雨水被淋溶到周围或者下部的土壤中，不能真实反应土壤实际的供氮水平，同时这种方法也无法保存原状土壤结构。（2） 带盖土样管培养法： 用管子取土插入在田间，为防止矿化出来的N因淋溶损失，用盖子将土样管盖住，在一定时间间隔内取样测定土壤中的氮素矿化量，优点是能够使温度条件尽可能贴近田间土壤，缺点是，模拟不了因降雨而导致的田间土壤正常的水分波动。
另一方面，现有的土样管也存在明显的不足。1、由于自然降雨活动，土样管外土壤中所携带的含无机氮的水分易飞溅到管中，容易造成高估土壤实际氮素释放量； 其次，由于大气会沉降部分氮素，也会导致高估土壤实际的氮素释放量。 2、由于土样管埋置时其上部略高于地表平面，故在连续降雨季节容易形成表面积水，且雨水难以排出，进而使得取样管内的土壤发生反硝化作用，使得土壤中的氮易形成氧化态氮气体，形成逃逸，造成低估土壤实际氮素释放量。3、由于取样管底部长期放置吸附层，吸附层会吸收来自吸附层下部土壤中的氮素，使得测定的实验结果与真实结果相比偏高。4、 由于土样管埋置的深度较深，经过一段时间后取样管外壁与土壤接触紧密，为后期取样管的取出造成一定的困难。
鉴于精准监测烟田土壤氮素释放量的重要性，以及当前监测方法的局限性， 研发一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，第二目的在于提供一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法。
本发明的第一目的是这样实现的，所述的取样装置包括土样管、原土层、第一吸附层、第二吸附层和悬空吸附层，所述的土样管从下向上依次设置有第二吸附层、第一吸附层、原土层和悬空吸附层，所述的悬空吸附层悬空设置在原土层的上方1.3~1.7cm处。
本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为45~60天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和待测土壤，将待测土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明能够无损土壤结构进行取样，最大程度模拟土壤田间结构，以及田间土壤的温度变化和正常的水分波动，在田间直接培养取样，吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止其中无机态的N淋溶掉。本发明能够对田间当季或者在一段时间内对土壤供N能力进行实时监测取样，尤其适用于原状土或免耕土壤，取样精准，检测高效，结构简单，使用方便。
2、本发明能够保持原状土壤结构，避免了原有方法破坏土壤原结构造成的微生物活跃无机氮释放量增加的问题，提高精准性，更进一步的，现有的方法仅能测量土壤，而对于免耕土壤来说，由于表层有植物残留，大多被直接忽略，而造成测量值不准，因此本发明能够更好的测定免耕条件下的氮素释放量。
3、本发明操作简单高效，在监测土壤氮方面，安装和取出方便，无需进行挖土掩埋，测量数据精准，杜绝了因土层中的淋溶作用而导致测量不准的问题。
4、本发明在田间直接进行培养取样，能够准确捕捉田间天气气候因素，准确反映出田间温度与降水对土壤N矿化的影响，取样检测出来的氮释放量与烟草产量的相关性好，能够反映作物生长规律。
5、本发明的结构灵活，能够通过改动土样管长度、设置好取样间隔，对农业土壤中任意土层，任意时间段内土壤释放、矿化出来的有效氮进行实时监测取样。
6、 本发明通过悬空吸附层的设置，防止土样管外面的土壤由于降雨，将外面的土壤中的带无机氮的水分飞溅到管中，导致高估实际氮素释放量；同时防止大气沉降N导致高估土壤氮素释放量，而且通过悬空吸附层的设置部分抑制了杂草的生长，避免杂草吸收土壤的无机氮。
7、本发明采用两层吸附层，第二吸附层置于第一吸附层下方，可以有效防止因第一吸附层吸收取样管外土壤中的氮素所造成的实际测定土壤氮素含量偏高的问题。通过第二吸附层的设置，吸收了土样管下部的土壤（非监测取样的土壤）中的氮以及当土样管底部积水时带来的外部土壤释放的氮素，避免了这些干扰氮素被第一吸附层吸收，提高了取样的准确性。
8、本发明通过通孔的设置，形成土样管内正常的表面径流，大大降低了土样管内积水造成反硝化效应的可能性，提高取样准确性；另外通孔上可以连接勾状取管钳，避免了现有的取样容易造成金属管变形，或者PVC管破碎的问题，通过勾状取管钳的取管勾住对称的两个通孔，就可以将土样管轻易拔出。
9、本发明的土样管直径不小于5cm，避免土样管太窄造成土壤与土样管壁之间形成空腔，导致的水分就直接流下的问题；本发明的土样管设置合适，取样区域为为植物主要根系所在，所以在这个深度测定的土壤供N能力，最为代表性，同时过长也不利于取样装置的田间操作。本发明的土样管为金属管或PVC管，材质具有一定硬度，在取样过程中不易破碎或者扭曲变形，在机械土钻（或者人工）的作用下，能够无损土壤结构取样，最大程度模拟土壤田间结构。本发明的橡胶垫圈能够有效解决土样管与外面土壤之间由于取样时可能造成空隙，而导致的有可能形成直径径流的问题。
10、本发明的吸附层中，含有可交换阴阳离子（NO3 - 与NH4 +）的阴阳离子交换树脂颗粒，能够吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止这些无机态的N淋溶掉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的勾状取管钳的结构示意图；
图3为本发明的悬空吸附层的结构示意图；
图4为本发明方法与现有方法的培养土样的温度对比折线图；
图5为本发明方法与现有方法的培养土样的水分对比折线图；
图中：1-土样管、2-原土层、3-第一吸附层、4-第二吸附层、5-悬空吸附层、6-通孔、7-橡胶垫圈、8-勾状取管钳、9-挂钩。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
如图所示的本发明的取样装置包括土样管1、原土层2、第一吸附层3、第二吸附层4和悬空吸附层5，所述的土样管1从下向上依次设置有第二吸附层4、第一吸附层3、原土层2和悬空吸附层5，所述的悬空吸附层5悬空设置在原土层2的上方1.3~1.7cm处。
所述的原土层2包括原状土层和表面植物残留层。
所述的原土层2的上方0.8~1.2cm处的土样管1管壁上对称设置有通孔6，所述的通孔6设置有2~8个，所述的通孔6的直径为3~5mm。
所述的土样管1的长度为20-30 cm，直径不小于5cm。
所述的第一吸附层3、第二吸附层4和悬空吸附层5均为阴阳离子交换树脂层，所述的第一吸附层的重量为35-40g，所述的第二吸附层的重量为8~10g，所述的悬空吸附层的重量为6~8g。
所述的土样管1的外侧套设有橡胶垫圈7，所述的橡胶垫圈7设置在通孔6的下方。
所述的通孔6上还活动连接有勾状取管钳8，所述的勾状取管钳8包括手柄8a、取管勾8b、弹簧8c、铰接件8d，所述的取管勾8b与通孔6配合连接。
所述的悬空吸附层5上还设置有挂钩9，所述的挂钩9挂在土样管1顶部的侧壁上。
本发明所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为45~60天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和待测土壤，将待测土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
步骤（3）中所述的吸附颗粒的吸附能力为：在 750 kg N ha-1 肥料添加量、每天为10mm强降雨的情况下，45-60天内，离子交换树脂颗粒总吸附98%以上的氮肥总投入。
本发明的工作原理和工作过程：在使用时，先在待监测的烟田中选择取样点，先使用土样管1取田间原土样，保持土样管1中的原土层状结构不发生改变（如为免耕土壤，无须清理表面植物残留，可直接取样），然后取出土样管1底部的部分土层，先放入第一吸附层3，然后再放入第二吸附层4，可以使用纱布封底固定；接着将土样管1放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管1上方放置悬空吸附层5，最后在土样管1的外侧套设橡胶垫圈7，使得橡胶垫圈7贴近土壤表面且低于土样管上的通孔6；将所述的取样装置中的土壤进行原位培养；取样时，可以使用勾状取管钳8进行，先将取管勾8b分别放入两个通孔6中，勾住，握紧手柄，拔出取样装置即可；然后先去掉置于土样管1上方的悬空吸附层5，接着推出第二吸附层4、第一吸附层3和土壤，将悬空吸附层5和第二吸附层4弃去，将土壤和第一吸附层3分别装袋，待测量，即可。本发明能够无损土壤结构进行取样，最大程度模拟土壤田间结构，以及田间土壤的温度变化和正常的水分波动，在田间直接培养取样，并消除干扰氮素，大大提高了取样监测的精确性。
实施例1
一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为45天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和土壤，将土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
实施例2
一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为50天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和待测土壤，将待测土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
实施例3
一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，其特征在于包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为60天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和待测土壤，将待测土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
试验例1——培养土样的温度对比试验
采用本发明实施例1中的方法，在步骤（2）土壤进行原位培养时监测培养土样的温度，并与田间土壤实测温度以及现有方法中的培养土样温度分别比较，结果见表1，其温度对比折线图见图4。
表1培养土样的温度对比
结论：试验表明，相比现有方法，本发明方法的培养土样温度与田间实测的温度最为接近，因此本发明方法最能体现田间温度的真实波动情况。
试验例2——培养土样的水分对比试验
采用本发明实施例1中的方法，从2017年3月1日至2017年4月26日，在步骤（2）土壤进行原位培养时监测培养土样的含水量，并与田间土壤实测含水量以及现有方法中的培养土样的含水量分别比较，结果见表2，其水分对比折线图见图5。
表2培养土样的水分对比
结论：试验表明，相比现有技术，本发明方法的培养土样含水量与田间实测的含水量最为接近，因此本发明方法最能体现田间水分的真实波动情况。
试验例3——各吸附层吸收能力比较
采用本发明实施例1中的方法，分别取悬空吸附层、第一吸附层、第二吸附层检测其中的无机氮，结果见表3。
表3各吸附层吸收能力比较
结论：试验表明，本发明的悬空吸附层和第二吸附层去除了大量的干扰氮素，因此本发明取样后实测的土壤氮素矿化量结果更为精准。
试验例4——本发明取样检测到的氮素释放量与烟草产量相关性
1、烤烟
采用本发明实施例1中的方法得到的待测样品，所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮；然后将土壤氮素释放量（氮总矿化量）与现有的方法测得的土壤氮素释放量以及烤烟产量进行比较，结果见表4。
表4 烤烟与各方法取样所测氮总矿化量的关系
附注： 磅/英亩PPM
进一步进行相关性分析，结果见表5。
表5烤烟与各方法所测氮总矿化量的相关性分析
结论：试验表明，本发明方法取样测定出来的氮素矿化量与烤烟产量相关性最好，因此本发明的方法取样精准，从而检测结果可靠。
2、白肋烟
采用本发明实施例1中的方法得到的待测样品，所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮；然后将土壤氮素释放量（氮总矿化量）与现有的方法测得的土壤氮素释放量以及白肋烟产量进行比较，结果见表6。
表6 白肋烟与各方法所测氮总矿化量的关系
附注： 磅/英亩 PPM
进一步进行相关性分析，结果见表7。
表7 白肋烟与各方法所测氮总矿化量的相关性分析
结论：试验表明，本发明方法取样测定出来的氮素矿化量与白肋烟产量相关性最好，因此本发明的方法取样精准，从而检测结果可靠。
3、深色晾晒烟
采用本发明实施例1中的方法得到的待测样品，所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮；然后将土壤氮素释放量（氮总矿化量）与现有的方法测得的土壤氮素释放量以及深色晾晒烟产量进行比较，结果见表8。
表8深色晾晒烟与各方法所测氮总矿化量的关系
附注： 磅/英亩 PPM
进一步进行相关性分析，结果见表9。
表9深色晾晒烟与各方法所测氮总矿化量的相关性分析
结论：试验表明，本发明方法的测定出来的氮素矿化量与深色晾晒烟产量相关性最好，因此本发明的方法取样精准，从而检测结果可靠。
Claims (10)
1.一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的取样装置包括土样管（1）、原土层（2）、第一吸附层（3）、第二吸附层（4）和悬空吸附层（5），所述的土样管（1）从下向上依次设置有第二吸附层（4）、第一吸附层（3）、原土层（2）和悬空吸附层（5），所述的悬空吸附层（5）悬空设置在原土层（2）的上方1.3~1.7cm处。
2.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的原土层（2）包括原状土层和表面植物残留层。
3.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的原土层（2）的上方0.8~1.2cm处的土样管（1）管壁上对称设置有通孔（6），所述的通孔（6）设置有2~8个，所述的通孔（6）的直径为3~5mm。
4.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的土样管（1）的长度为20-30 cm，直径不小于5cm。
5.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的第一吸附层（3）、第二吸附层（4）和悬空吸附层（5）均为阴阳离子交换树脂层，所述的第一吸附层的重量为35-40g，所述的第二吸附层的重量为8~10g，所述的悬空吸附层的重量为6~8g。
6.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的土样管（1）的外侧套设有橡胶垫圈（7），所述的橡胶垫圈（7）设置在通孔（6）的下方。
7.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的通孔（6）上还活动连接有勾状取管钳（8），所述的勾状取管钳（8）包括手柄（8a）、取管勾（8b）、弹簧（8c）、铰接件（8d），所述的取管勾（8b）与通孔（6）配合连接。
8.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的悬空吸附层（5）上还设置有挂钩（9），所述的挂钩（9）挂在土样管（1）顶部的侧壁上。
9.一种根据权利要求1~8任一所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，其特征在于包括以下步骤：
1）原位取土样：在待监测的烟田中选择取样点，使用取样装置进行取样，先使用土样管取田间原土样，保持土样管中的原土层状结构不发生改变，然后取出土样管底部的部分土层用于放置吸附层，先放入第一吸附层，然后再放入第二吸附层，使用纱布将土样管底部盖住，并使用胶布固定；
2）安装：将经过步骤（1）处理后的土样管放回取土原位，使得土样在取样装置中保持原状土层结构，接着在土样管上方放置悬空吸附层，最后在土样管的外侧套设橡胶垫圈，使得橡胶垫圈贴近土壤表面且低于土样管上的通孔；
3）培养：将所述的取样装置中的土壤进行原位培养，吸附层中吸附颗粒的更换周期为45~60天；
4）取样：取样时，先去掉置于取样管上方的悬空吸附层，然后将土样管取出，接着推出第二吸附层、第一吸附层和待测土壤，将待测土壤和第一吸附层分别装袋，待测；所述的土壤氮素释放量=（待测土壤中无机氮-田间原土样中无机氮）+ 第一吸附层中的无机氮。
10.根据权利要求9所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样方法，其特征在于步骤（3）中所述的吸附颗粒的吸附能力为：在 750 kg N ha-1 肥料添加量、每天为10mm强降雨的情况下，45-60天内，离子交换树脂颗粒总吸附98%以上的氮肥总投入。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711082693.3A CN107607349B (zh) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711082693.3A CN107607349B (zh) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107607349A true CN107607349A (zh) | 2018-01-19 |
| CN107607349B CN107607349B (zh) | 2024-10-11 |
Family
ID=61085637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711082693.3A Active CN107607349B (zh) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107607349B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112014544A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 复旦大学 | 一种用于原位研究湿地根际效应的装置 |
| CN113008610A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-22 | 济南瑞环设备有限公司 | 一种土壤无损取样施工工艺流程 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6699709B1 (en) * | 1997-12-10 | 2004-03-02 | Torben A. Bonde | Method for determination of the gross nitrogen-mineralization rate of a soil sample |
| CN201724834U (zh) * | 2010-08-05 | 2011-01-26 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 土壤氮素流失原位吸附装置 |
| KR101451385B1 (ko) * | 2014-04-18 | 2014-10-22 | 한국과학기술연구원 | 토양지하수 정화 모니터링 및 원위치 오염특성 조사 방법 |
| CN104407109A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 河南农业大学 | 土壤氨挥发原位监测装置及测定方法 |
| CN204831877U (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-02 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 原位测定土壤矿化的试验装置 |
| CN105706602A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-29 | 青岛农业大学 | 长期定位施肥对潮土氮素矿化特性及作物产量影响的方法 |
| CN106018004A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-12 | 北京市环境保护科学研究院 | 一种被动式土壤气体采集装置及采集系统与气体采集方法 |
| CN207540810U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-26 | 云南省烟草农业科学研究院 | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置 |
-
2017
- 2017-11-07 CN CN201711082693.3A patent/CN107607349B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6699709B1 (en) * | 1997-12-10 | 2004-03-02 | Torben A. Bonde | Method for determination of the gross nitrogen-mineralization rate of a soil sample |
| CN201724834U (zh) * | 2010-08-05 | 2011-01-26 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 土壤氮素流失原位吸附装置 |
| KR101451385B1 (ko) * | 2014-04-18 | 2014-10-22 | 한국과학기술연구원 | 토양지하수 정화 모니터링 및 원위치 오염특성 조사 방법 |
| CN104407109A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 河南农业大学 | 土壤氨挥发原位监测装置及测定方法 |
| CN204831877U (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-02 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 原位测定土壤矿化的试验装置 |
| CN105706602A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-29 | 青岛农业大学 | 长期定位施肥对潮土氮素矿化特性及作物产量影响的方法 |
| CN106018004A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-12 | 北京市环境保护科学研究院 | 一种被动式土壤气体采集装置及采集系统与气体采集方法 |
| CN207540810U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-26 | 云南省烟草农业科学研究院 | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王永生;杨世琦;: "离子交换树脂法在土壤N素研究中的应用进展", 土壤通报, no. 04, 6 August 2011 (2011-08-06) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112014544A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 复旦大学 | 一种用于原位研究湿地根际效应的装置 |
| CN113008610A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-22 | 济南瑞环设备有限公司 | 一种土壤无损取样施工工艺流程 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107607349B (zh) | 2024-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Uzoma et al. | Assessing the effects of agricultural management on nitrous oxide emissions using flux measurements and the DNDC model | |
| Eberbach et al. | The effect of rice straw mulch on evapotranspiration, transpiration and soil evaporation of irrigated wheat in Punjab, India | |
| Vincke et al. | Water table is a relevant source for water uptake by a Scots pine (Pinus sylvestris L.) stand: Evidences from continuous evapotranspiration and water table monitoring | |
| Fares et al. | Advances in crop water management using capacitive water sensors | |
| Law et al. | Below-canopy and soil CO2 fluxes in a ponderosa pine forest | |
| Janssens et al. | Forest floor CO2 fluxes estimated by eddy covariance and chamber-based model | |
| Edwards et al. | Effect of Lumbricus terrestris L. burrows on hydrology of continuous no-till corn fields | |
| Ding et al. | Evaluating eddy covariance method by large-scale weighing lysimeter in a maize field of northwest China | |
| Fisher et al. | What the towers don't see at night: nocturnal sap flow in trees and shrubs at two AmeriFlux sites in California | |
| He et al. | Temporal dynamics of soil moisture in a northern temperate mixed successional forest after a prescribed intermediate disturbance | |
| Shenkut et al. | Determination of water requirement and crop coefficient for sorghum (Sorghum bicolor L.) at Melkassa, Ethiopia | |
| Aparicio et al. | Nitrate leaching assessment in a long-term experiment under supplementary irrigation in humid Argentina | |
| Ley | Soil water monitoring & measurement | |
| Webb et al. | Nitrogen fluxes in three arable soils in the UK | |
| CN107607349A (zh) | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置及其取样方法 | |
| CN109100471A (zh) | 一种苔藓定位监测重金属大气沉降量的装置及其监测方法 | |
| Klocke et al. | Design, installation, and performance of percolation lysimeters for water quality sampling | |
| CN102353623A (zh) | 农地犁底层土壤入渗性能测量装置及方法 | |
| CN207540810U (zh) | 一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置 | |
| Teixeira et al. | Soil water. | |
| Wegehenkel et al. | Crop growth, soil water and nitrogen balance simulation on three experimental field plots using the OPUS model—a case study | |
| Marc et al. | Application of the deuterium tracing method for the estimation of tree sap flow and stand transpiration of a beech forest (Fagus silvatica L.) in a mountainous Mediterranean region | |
| Shock et al. | Field comparison of soil moisture sensing using neutron thermalization, frequency domain, tensiometer, and granular matrix sensor devices: relevance to precision irrigation | |
| Zebarth et al. | Water flow in a hummocky landscape in central Saskatchewan, Canada, III. Unsaturated flow in relation to topography and land use | |
| Bergstrōm | Leaching of agrochemicals in field lysimeters-a method to test mobility of chemicals in soil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |