CN114097521A - 一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法 - Google Patents

一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括培养管，还包括连接管，所述连接管底端垂直插在底座顶端，所述底座为圆形板状结构，所述底座顶端固定连接有电加热管，所述底座顶端还固定连接有用于安装注水管的插座，所述电加热管和注水管均设有多根，所述注水管外侧开设有浇注孔，所述注水管顶端螺纹连接有密封盖，所述培养管下部两侧分别固定连接有土壤酶放置盒和土壤微生物放置盒，所述培养管下部两侧还分别固定连接有土壤温度传感器和土壤湿度传感器，土壤温度传感器和土壤湿度传感器均与显示设备电性连接。能够增加土壤中温度和微生物，改良土壤中水分，促进土壤中土壤铵态氮和硝态氮含量的形成的效果。

Description

一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法
技术领域
本发明涉及土壤铵态氮和硝态氮培养方法技术领域，特别涉及一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法。
背景技术
氮广泛存在于自然界中，是植物从土壤吸收最多的矿质元素，也是最易耗竭的营养元素之一，自然界98%的氮(N)素主要集中在地圈，是最大的氮库。氮(N)在植物生长方面具有不可替代的作用，是合成植物体内蛋白质和核酸的必需元素，同时也参与植物信号传递。植物只能从土壤中吸收铵态氮和硝态氮等无机氮来维持生长发育，然而，土壤中90%以上氮为有机氮，因此，土壤氮素有效性成为限制植物生长的重要因素。
马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国亚热带地区分布面积较广的乡土树种之一，也是最重要的针叶造林树种之一，在我国生态环境建设和林业产业发展中发挥着重要作用。然而，大面积马尾松纯林不合理的经营管理带来土壤地力衰退、生长缓慢、病虫害集中暴发以及地上/地下生物多样性降低等生态安全问题。因此，如何维持人工林速生丰产及持续经营已经成为许多学者和造林者关注的焦点。
马尾松人工林属于速生林，对土壤氮需求量较大。在马尾松生长的土壤环境中，有限的氮素利用率成为限制林木速生丰产及可持续经营的关键因素。因此，越来越多的研究人员开始关注土壤氮循环系统，期望通过采取有效的措施来调控土壤氮转化，提高马尾松人工林土壤氮素利用率。
为此，我们提出一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括培养管，还包括连接管，所述培养管底端安装有连接管，所述培养管居中处连接有限位组件，所述限位组件与连接杆连接，所述培养管上设有第一刻度线，所述连接杆上设有第二刻度线，培养管为PVC材质；
所述连接管底端垂直插在底座顶端，所述底座为圆形板状结构，所述底座顶端固定连接有电加热管，所述底座顶端还固定连接有用于安装注水管的插座，所述电加热管和注水管均设有多根，所述注水管外侧开设有浇注孔，所述注水管顶端螺纹连接有密封盖，底座内设有电源以及加热组件（为现有技术），加热组件和电源、电加热管电性连接；
所述培养管下部两侧分别固定连接有土壤酶放置盒和土壤微生物放置盒，所述土壤酶放置盒和土壤微生物放置盒顶端均安装有顶盖，所述土壤酶放置盒和土壤微生物放置盒远离培养管一侧均开设有出料孔，所述培养管下部两侧还分别固定连接有土壤温度传感器和土壤湿度传感器，土壤温度传感器和土壤湿度传感器均与显示设备电性连接；
土壤酶放置盒位于土壤温度传感器正上方，土壤微生物放置盒位于土壤湿度传感器正上方，土壤酶放置盒内放置有土壤酶，土壤微生物放置盒内放置有土壤微生物；
所述限位组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与第二连接件均为弧形结构，所述第一连接件通过螺栓与第二连接件连接，便于第一连接件和第二连接件的安装和拆卸。
进一步地，所述连接杆为L形结构，所述连接杆底端与第二连接件固定连接，通过连接杆上第二刻度线的设计，便于了解培养管放入土壤中的深度。
进一步地，所述培养管居中处位于限位组件所在位置开设有卡槽，便于限位组件的安装。
进一步地，所述培养管底端居中处开设有沥水孔，所述培养管底端固定连接有呈圆环形结构布置的安装件，连接管能够对培养管中多余的水分进行收集。
进一步地，所述连接管顶端内缘开设有螺纹槽，所述连接管与安装件螺纹连接。
进一步地，一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括以下步骤；
S1、首先将底座提前埋入样点土壤中，注水管和电加热管均埋入样点土壤中，然后连接管与培养管底端螺纹连接，然后将第一连接件和第二连接件扣合在培养管上，第一连接件和第二连接件均位于卡槽内，将第一连接件通过螺栓与第二连接件固定连接，土壤酶放置盒内放置上土壤酶，土壤微生物放置盒内放置上土壤微生物；
S2、实验小区建设：人工环境原位培养采用池载法进行实验小区建设，野外环境原位培养以培养床进行实验小区建设；池栽小区采用总面积控制为6㎡的石框，深度为0.5m，培养床规格为10m～20m×10m～20m，设置5m～10m的隔离带；
S3、样点布设：在实验小区内采用对角线布点法或者梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3～5个；池栽小区采用对角线布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3或者4个，培养床采用梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点5个；
S4、插培养管：在每个样点土壤中插入两个培养管，培养管底端均插在底座上，注水管和电加热管位于培养管四周，并进行标记，使得管口距离地面2cm～5cm；培养管1长度10cm～25cm、直径5cm、厚度0.25cm，并且在每个培养管1上划分0～10cm和10～20cm刻度线，土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别对土壤的温度和湿度进行检测，通过注水管能够对土壤中注入水分，电加热管对土壤进行加热，土壤酶放置盒中的土壤酶和土壤微生物放置盒中的土壤微生物分别与土壤发生反应，尿素水解为铵态氮，铵态氮氧化为硝态氮；
S5、原位培养：对其中一个培养管分土层0～10cm和10～20cm进行取样，并进行铵态氮和硝态氮测定，另一个培养管用透气防水膜和橡皮筋捆扎底部和顶部，放回原位培养，测定的铵态氮和硝态氮其数值作为另一个培养管铵态氮和硝态氮含量的初始值，原位培养时间30天以上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过培养管的设计，便于马尾松进行林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养，第一连接件通过螺栓与第二连接件连接，便于第一连接件和第二连接件的安装和拆卸，通过连接杆上第二刻度线的设计，便于了解培养管放入土壤中的深度，培养管底端居中处开设有沥水孔，连接管能够对培养管中多余的水分进行收集，通过安装件的设计，便于对连接管的安装，通过土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别对土壤的温度和湿度进行检测，通过注水管能够对土壤中注入水分，电加热管对土壤进行加热，土壤酶放置盒中的土壤酶和土壤微生物放置盒中的土壤微生物分别与土壤发生反应，通过上述结构的配合，能够增加土壤中温度和微生物，改良土壤中水分，促进土壤中土壤铵态氮和硝态氮含量的形成的效果。与传统方法相比，本方法能缩短土壤铵态氮和硝态氮含量的转化的时间，在 37°Ｃ下培养只需要2-3 天； 在28-30°Ｃ下培养需要5-7天，同时能够准确和快捷的判断土壤中铵态氮和硝态氮是否转化完成，该方法也能够补充有益微生物来增强马尾松的抗病、抗逆性，改善马尾松林下土壤理化性质，平衡土壤微生态系统进而提高马尾松人工林土壤氮素利用率。
附图说明
图1为本发明一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法的结构示意图。
图2为本发明一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法的限位组件立体图。
图3为本发明一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法的培养管立体图。
图4为本发明一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法的连接管立体图。
图5为本发明一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法的土壤酶放置盒内部结构示意图。
图中：1、培养管；2、限位组件；3、第一刻度线；4、连接管；5、连接杆；6、第二刻度线；7、第一连接件；8、第二连接件；9、螺栓；10、卡槽；11、安装件；12、螺纹槽；13、土壤温度传感器；14、底座；15、插座；16、注水管；17、电加热管；18、浇注孔；19、密封盖；20、顶盖；21、土壤酶放置盒；22、土壤微生物放置盒；23、土壤湿度传感器。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
如图1-5所示，一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括培养管1，还包括连接管4，所述培养管1底端安装有连接管4，所述培养管1居中处连接有限位组件2，所述限位组件2与连接杆5连接，所述培养管1上设有第一刻度线3，所述连接杆5上设有第二刻度线6；
所述连接管4底端垂直插在底座14顶端，所述底座14为圆形板状结构，所述底座14顶端固定连接有电加热管17，所述底座14顶端还固定连接有用于安装注水管16的插座15，所述电加热管17和注水管16均设有多根，所述注水管16外侧开设有浇注孔18，所述注水管16顶端螺纹连接有密封盖19；
所述培养管1下部两侧分别固定连接有土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22，所述土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22顶端均安装有顶盖20，所述土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22远离培养管1一侧均开设有出料孔，所述培养管1下部两侧还分别固定连接有土壤温度传感器13和土壤湿度传感器23；
所述限位组件2包括第一连接件7和第二连接件8，所述第一连接件7与第二连接件8均为弧形结构，所述第一连接件7通过螺栓9与第二连接件8连接。
其中，所述连接杆5为L形结构，所述连接杆5底端与第二连接件8固定连接。
其中，所述培养管1居中处位于限位组件2所在位置开设有卡槽10。
其中，所述培养管1底端居中处开设有沥水孔，所述培养管1底端固定连接有呈圆环形结构布置的安装件11。
其中，所述连接管4顶端内缘开设有螺纹槽12，所述连接管4与安装件11螺纹连接。
其中，一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括以下步骤；
S1、首先将底座14提前埋入样点土壤中，注水管16和电加热管17均埋入样点土壤中，然后连接管4与培养管1底端螺纹连接，然后将第一连接件7和第二连接件8扣合在培养管1上，第一连接件7和第二连接件8均位于卡槽10内，将第一连接件7通过螺栓9与第二连接件8固定连接，土壤酶放置盒21内放置上土壤酶，土壤微生物放置盒22内放置上土壤微生物；
S2、实验小区建设：人工环境原位培养采用池载法进行实验小区建设，野外环境原位培养以培养床进行实验小区建设；池栽小区采用总面积控制为6㎡的石框，深度为0.5m，培养床规格为10m～20m×10m～20m，设置5m～10m的隔离带；
S3、样点布设：在实验小区内采用对角线布点法或者梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3～5个；池栽小区采用对角线布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3或者4个，培养床采用梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点5个；
S4、插培养管：在每个样点土壤中插入两个培养管1，培养管1底端均插在底座14上，注水管16和电加热管17位于培养管1四周，并进行标记，使得管口距离地面5cm；培养管1长度25cm、直径5cm、厚度0.25cm，并且在每个培养管1上划分0～10cm和10～20cm刻度线，土壤温度传感器13和土壤湿度传感器23分别对土壤的温度和湿度进行检测，通过注水管16能够对土壤中注入水分，电加热管17对土壤进行加热，土壤酶放置盒21中的土壤酶和土壤微生物放置盒22中的土壤微生物分别与土壤发生反应，尿素水解为铵态氮，铵态氮氧化为硝态氮；
S5、原位培养：对其中一个培养管1分土层0～10cm和10～20cm进行取样，并进行铵态氮和硝态氮测定，另一个培养管1用透气防水膜和橡皮筋捆扎底部和顶部，放回原位培养，测定的铵态氮和硝态氮其数值作为另一个培养管1铵态氮和硝态氮含量的初始值，原位培养时间30天以上。
实施例二
如图1-5所示，一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括培养管1，还包括连接管4，所述培养管1底端安装有连接管4，所述培养管1居中处连接有限位组件2，所述限位组件2与连接杆5连接，所述培养管1上设有第一刻度线3，所述连接杆5上设有第二刻度线6；
所述连接管4底端垂直插在底座14顶端，所述底座14为圆形板状结构，所述底座14顶端固定连接有电加热管17，所述底座14顶端还固定连接有用于安装注水管16的插座15，所述电加热管17和注水管16均设有多根，所述注水管16外侧开设有浇注孔18，所述注水管16顶端螺纹连接有密封盖19；
所述培养管1下部两侧分别固定连接有土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22，所述土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22顶端均安装有顶盖20，所述土壤酶放置盒21和土壤微生物放置盒22远离培养管1一侧均开设有出料孔，所述培养管1下部两侧还分别固定连接有土壤温度传感器13和土壤湿度传感器23；
所述限位组件2包括第一连接件7和第二连接件8，所述第一连接件7与第二连接件8均为弧形结构，所述第一连接件7通过螺栓9与第二连接件8连接。
其中，所述连接杆5为L形结构，所述连接杆5底端与第二连接件8固定连接。
其中，所述培养管1居中处位于限位组件2所在位置开设有卡槽10。
其中，所述培养管1底端居中处开设有沥水孔，所述培养管1底端固定连接有呈圆环形结构布置的安装件11。
其中，所述连接管4顶端内缘开设有螺纹槽12，所述连接管4与安装件11螺纹连接。
其中，一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括以下步骤；
S1、首先将底座14提前埋入样点土壤中，注水管16和电加热管17均埋入样点土壤中，然后连接管4与培养管1底端螺纹连接，然后将第一连接件7和第二连接件8扣合在培养管1上，第一连接件7和第二连接件8均位于卡槽10内，将第一连接件7通过螺栓9与第二连接件8固定连接，土壤酶放置盒21内放置上土壤酶，土壤微生物放置盒22内放置上土壤微生物；
S2、实验小区建设：人工环境原位培养采用池载法进行实验小区建设，野外环境原位培养以培养床进行实验小区建设；池栽小区采用总面积控制为6㎡的石框，深度为0.5m，培养床规格为10m～20m×10m～20m，设置5m～10m的隔离带；
S3、样点布设：在实验小区内采用对角线布点法或者梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3～5个；池栽小区采用对角线布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3或者4个，培养床采用梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点5个；
S4、插培养管：在每个样点土壤中插入两个培养管1，培养管1底端均插在底座14上，注水管16和电加热管17位于培养管1四周，并进行标记，使得管口距离地面2cm；培养管1长度12cm、直径5cm、厚度0.25cm，并且在每个培养管1上划分0～10cm刻度线，土壤温度传感器13和土壤湿度传感器23分别对土壤的温度和湿度进行检测，通过注水管16能够对土壤中注入水分，电加热管17对土壤进行加热，土壤酶放置盒21中的土壤酶和土壤微生物放置盒22中的土壤微生物分别与土壤发生反应，尿素水解为铵态氮，铵态氮氧化为硝态氮；
S5、原位培养：其中一个培养管1对土层0～10cm进行取样，并进行铵态氮和硝态氮测定，另一个培养管1用透气防水膜和橡皮筋捆扎底部和顶部，放回原位培养，测定的铵态氮和硝态氮其数值作为另一个培养管1铵态氮和硝态氮含量的初始值，原位培养时间30天以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，包括培养管（1），其特征在于，还包括连接管（4），所述培养管（1）底端安装有连接管（4），所述培养管（1）居中处连接有限位组件（2），所述限位组件（2）与连接杆（5）连接，所述培养管（1）上设有第一刻度线（3），所述连接杆（5）上设有第二刻度线（6）；
所述连接管（4）底端垂直插在底座（14）顶端，所述底座（14）为圆形板状结构，所述底座（14）顶端固定连接有电加热管（17），所述底座（14）顶端还固定连接有用于安装注水管（16）的插座（15），所述电加热管（17）和注水管（16）均设有多根，所述注水管（16）外侧开设有浇注孔（18），所述注水管（16）顶端螺纹连接有密封盖（19）；
所述培养管（1）下部两侧分别固定连接有土壤酶放置盒（21）和土壤微生物放置盒（22），所述土壤酶放置盒（21）和土壤微生物放置盒（22）顶端均安装有顶盖（20），所述土壤酶放置盒（21）和土壤微生物放置盒（22）远离培养管（1）一侧均开设有出料孔，所述培养管（1）下部两侧还分别固定连接有土壤温度传感器（13）和土壤湿度传感器（23）；
所述限位组件（2）包括第一连接件（7）和第二连接件（8），所述第一连接件（7）与第二连接件（8）均为弧形结构，所述第一连接件（7）通过螺栓（9）与第二连接件（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，其特征在于：所述连接杆（5）为L形结构，所述连接杆（5）底端与第二连接件（8）固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，其特征在于：所述培养管（1）居中处位于限位组件（2）所在位置开设有卡槽（10）。
4.根据权利要求1所述的一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，其特征在于：所述培养管（1）底端居中处开设有沥水孔，所述培养管（1）底端固定连接有呈圆环形结构布置的安装件（11）。
5.根据权利要求1所述的一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，其特征在于：所述连接管（4）顶端内缘开设有螺纹槽（12），所述连接管（4）与安装件（11）螺纹连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种马尾松林下土壤铵态氮和硝态氮含量的原位培养方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、首先将底座（14）提前埋入样点土壤中，注水管（16）和电加热管（17）均埋入样点土壤中，然后连接管（4）与培养管（1）底端螺纹连接，然后将第一连接件（7）和第二连接件（8）扣合在培养管（1）上，第一连接件（7）和第二连接件（8）均位于卡槽（10）内，将第一连接件（7）通过螺栓（9）与第二连接件（8）固定连接，土壤酶放置盒（21）内放置上土壤酶，土壤微生物放置盒（22）内放置上土壤微生物；
S2、实验小区建设：人工环境原位培养采用池载法进行实验小区建设，野外环境原位培养以培养床进行实验小区建设；池栽小区采用总面积控制为6㎡的石框，深度为0.5m，培养床规格为10m～20m×10m～20m，设置5m～10m的隔离带；
S3、样点布设：在实验小区内采用对角线布点法或者梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3～5个；池栽小区采用对角线布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点3或者4个，培养床采用梅花形布点法随机布设样点，每个实验小区布设样点5个；
S4、插培养管：在每个样点土壤中插入两个培养管（1），培养管（1）底端均插在底座（14）上，注水管（16）和电加热管（17）位于培养管（1）四周，并进行标记，使得管口距离地面2cm～5cm；培养管（1）长度10cm～25cm、直径5cm、厚度0.25cm，并且在每个培养管（1）上划分0～10cm和10～20cm刻度线，土壤温度传感器（13）和土壤湿度传感器（23）分别对土壤的温度和湿度进行检测，通过注水管（16）能够对土壤中注入水分，电加热管（17）对土壤进行加热，土壤酶放置盒（21）中的土壤酶和土壤微生物放置盒（22）中的土壤微生物分别与土壤发生反应，尿素水解为铵态氮，铵态氮氧化为硝态氮；
S5、原位培养：对其中一个培养管（1）分土层0～10cm和10～20cm进行取样，并进行铵态氮和硝态氮测定，另一个培养管（1）用透气防水膜和橡皮筋捆扎底部和顶部，放回原位培养，测定的铵态氮和硝态氮其数值作为另一个培养管（1）铵态氮和硝态氮含量的初始值，原位培养时间30天以上。
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