CN208399226U - 一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤氨挥发捕捉技术领域，尤其涉及一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置。该垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置包括设置在垄台位置处的第一取样箱体和设置在垄沟位置处的第二取样箱体，所述第一取样箱体、第二取样箱体的进气口分别与第一通气管路、第二通气管路对应连通，所述第一取样箱体、第二取样箱体的出气口分别与第一采样管路、第二采样管路对应连通，所述第一采样管路上设有第一氨气吸收装置，所述第二采样管路上设有第二氨气吸收装置。本实用新型提供的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，能够分别采集垄台处和垄沟处土面挥发的氨气，进而准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同肥料区域的氨挥发量。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤氨挥发捕捉技术领域，尤其涉及一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置。
背景技术
农业生产中氮肥的不合理施肥而挥发到大气中的氨会重新以干湿沉降的方式进入农田和生态系统，引起土壤酸化和生态系统氮的富集，并且氨能够与大气中的酸性化合物及水结合为硫酸盐复合物气溶胶，是雾霾或PM2.5的重要组成部分，对空气质量有着重要影响。所以为减少氨的挥发，需要了解氨挥发的变化趋势，从而提出应对措施。
目前，关于农田氨挥发捕捉装置的类型有很多，主要有直接法(密闭室法、微气象法、风洞法)和间接法(土壤平衡法)。其中，现有的采用密闭室法的土壤氨挥发捕捉装置结构简单、易于田间操作。然而，对于不同的田间耕作方式，如垄沟耕作、小高畦耕作，则需要合理安排取样箱在田间的位置，不仅肥料施在垄台或垄沟中都能捕捉到代表性地样的土面氨挥发，而且取样箱不仅能覆盖施肥台(沟)高排放区、还应该考虑非施肥台(沟)的低排放区以及二者之间的过渡带，因此取样箱位置如不具有代表性，则无法准确的测定被测地块的土面氨挥发量。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，考虑土壤氨气高排放区、低排放区以及二者交界处的氨挥发排放情况，能够准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同代表性土面的氨挥发量。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，包括设置在半个垄台位置处的第一取样箱体以及设置在半个垄沟位置处的第二取样箱体，所述第一取样箱体的进气口与第一通气管路相连通，所述第一取样箱体的出气口与第一采样管路相连通；所述第二取样箱体的进气口与第二通气管路相连通，所述第二取样箱体的出气口与第二采样管路相连通；所述第一采样管路上设有第一氨气吸收装置，所述第二采样管路上设有第二氨气吸收装置。
进一步地，所述第一氨气吸收装置包括通过所述第一采样管路依次连接的第一洗气瓶和第二洗气瓶。
进一步地，所述第二氨气吸收装置包括通过所述第二采样管路依次连接的第三洗气瓶和第四洗气瓶。
进一步地，所述第一采样管路和所述第二采样管路分别与真空泵相连。
具体地，在所述真空泵与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路上设有第一流量计；在所述真空泵与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路上设有第二流量计。
具体地，在所述真空泵与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路上设有第一控制阀门；在所述真空泵与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路上设有第二控制阀门。
具体地，所述第一流量计和所述第二流量计均采用玻璃转子流量计。
具体地，所述第一取样箱体和所述第二取样箱体的底部分别插入土壤中。
具体地，所述第一取样箱体为矩形结构，在所述第一取样箱体的前侧壁上设有三个进气口，三个所述进气口分别通过第一进气管路与所述第一通气管路相连通；所述第一取样箱体的后侧壁上设有三个出气口，三个所述出气口分别与三个第一出气管路对应连通，三个所述第一出气管路分别与所述第一采样管路相连通。
具体地，所述第二取样箱体为矩形结构，在所述第二取样箱体的前侧壁上设有三个进气口，三个所述进气口分别通过第二进气管路与所述第二通气管路相连通；所述第二取样箱体的后侧壁上设有三个出气口，三个所述出气口分别与三个第二出气管路对应连通，三个所述第二出气管路分别与所述第二采样管路相连通。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：
本实用新型提供的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，通过在半个垄台位置处设置第一取样箱体，在半个垄沟位置处设置第二取样箱体，从而能够分别采集半个垄台处和半个垄沟处土面挥发的氨气，再通过第一氨气吸收装置和第二氨气吸收装置来分别吸收氨气，进而能够准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同肥料区域的氨挥发量。
附图说明
图1是本实用新型实施例垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置中第一取样箱体和第二取样箱体的布置示意图；
图2是本实用新型实施例垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置的结构示意图；
图3是本实用新型实施例垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置中第一通气管路的结构示意图。
图中：1：垄台；1-1半个垄台；2：垄沟；2-1半个垄沟；3：第一取样箱体；3-1：进气口；3-2：出气口；4：第二取样箱体；4-1：进气口；4-2：出气口；5：第一通气管路；6：第一采样管路；7：第二采样管路；8：第一洗气瓶；9：第二洗气瓶；10：第三洗气瓶；11：第四洗气瓶；12：真空泵；13：第一流量计；14：第二流量计；15：第一进气管路；16：第一出气管路；18：第二进气管路；19：第二出气管路；21：第二通气管路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
对于垄作种植地的施肥方式对氨挥发的影响，若施肥方式为垄台覆土法，则垄台处氨挥发量高，若施肥方式为垄沟撒施法，则垄沟处氨挥发量高。本实用新型实施例提供一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，充分考虑了土壤氨气高排放区、低排放区以及二者交界处的氨挥发排放情况，能够准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同代表性土面的氨挥发量。
如图1-3所示，本实用新型实施例所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，包括设置在半个垄台1-1位置处的第一取样箱体3以及设置在半个垄沟2-1位置处的第二取样箱体4，所述第一取样箱体3的进气口3-1与第一通气管路5相连通，所述第一取样箱体3的出气口3-2与第一采样管路6相连通。所述第二取样箱体4的进气口4-1与第二通气管路21相连通，所述第二取样箱体4的出气口4-2与第二采样管路7相连通。所述第一采样管路6上设有第一氨气吸收装置，所述第二采样管路7上设有第二氨气吸收装置。
本实用新型实施例所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，通过在半个垄台1-1的位置处设置所述第一取样箱体3，在所述半个垄沟2-1的位置处设置所述第二取样箱体4，从而分别采集半个垄台1-1处和半个垄沟2-1的位置处设置所述第二取样箱体4，从而分别采集半个垄台1-1处和处土面挥发的氨气，然后再通过所述第一氨气吸收装置和所述第二氨气吸收装置来分别吸收氨气，进而准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同肥料区域的氨挥发量。
需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述半个垄台1-1是指将整个垄台1沿宽度方向上均分为两部分后的其中之一，所述半个垄沟2-1是指将整个垄沟2沿宽度方向上均分为两部分后的其中之一，参见如1。
进一步来说，所述第一氨气吸收装置包括通过所述第一采样管路6依次连接的第一洗气瓶8和第二洗气瓶9。所述第二氨气吸收装置包括通过所述第二采样管路7依次连接的第三洗气瓶10和第四洗气瓶11。
其中，所述的第一洗气瓶8、第二洗气瓶9、第三洗气瓶10和第四洗气瓶11内分别加入80-100mL稀硫酸溶液(0.025mol·L-1)，用于吸收氨气，然后将收集到的氨吸收液在测试当天用靛酚蓝分光光度法测定其中酸吸收液中的铵态氮浓度，从而确定氨挥发量。
进一步来说，所述第一采样管路6和所述第二采样管路7分别与真空泵12相连，通过所述真空泵12来驱动采样气体在各采样管路中流通。
进一步来说，在所述真空泵12与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路6上设有第一流量计13。在所述真空泵12与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路7上设有第二流量计14。通过设置所述第一流量计13和所述第二流量计14来分别监测所述第一采样管路6和所述第二采样管路7中的气体流量。
进一步来说，在所述真空泵12与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路6上设有第一控制阀门(图中未示)。在所述真空泵12与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路7上设有第二控制阀门(图中未示)。通过设置所述第一控制阀门和所述第二控制阀门来调节控制所述真空泵12对所述的第一采样管路6和第二采样管路7中气体的抽气状态。其中，在一种优选设置中，所述真空泵12的抽气频率控制在每分钟15～20次。
具体来说，所述第一流量计13和所述第二流量计14优选采用玻璃转子流量计。当然也可以根据实际检测需求使用其他流量计。
具体来说，所述第一取样箱体3为底部开口的矩形结构，在所述第一取样箱体3的前侧壁上优选设置三个进气口3-1，三个所述进气口3-1分别通过第一进气管路15与所述第一通气管路5相连通。所述第一取样箱体3的后侧壁上设有三个出气口3-2，三个所述出气口3-2分别与三个第一出气管路16对应连通，三个所述第一出气管路16分别与所述第一采样管路6相连通。
其中，通过所述第一通气管路5向所述第一取样箱体3中通入空气，通过在所述第一取样箱体3相对两侧分别设置数量相等的进气口3-1和出气口3-2，从而使气流们能够横穿所述第一取样箱体3内部，从而带走所述第一取样箱体3内的氨气。当然，进气口3-1和出气口3-2的设置数量可以根据实际需求任意设定。
具体来说，所述第二取样箱体4为底部开口的矩形结构，在所述第二取样箱体4的前侧壁上设有三个进气口4-1，三个所述进气口4-1分别通过第二进气管路18与所述第二通气管路21相连通。所述第二取样箱体4的后侧壁上设有三个出气口4-2，三个所述出气口4-2分别与三个第二出气管路18对应连通，三个所述第二出气管路19分别与所述第二采样管路7相连通。
其中，通过所述第二通气管路21向所述第二取样箱体4中通入空气，通过在所述第二取样箱体4相对两侧分别设置数量相等的进气口4-1和出气口4-2，从而使气流能够横穿所述第二取样箱体4内部，从而带走所述第二取样箱体4内的氨气。当然，进气口4-1和出气口4-2的设置数量可以根据实际需求任意设定。
具体来说，所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4的底部分别插入到土壤中。在一种优选设置中，所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4插入土壤中的深度为10cm，所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4在地面上的高度为5cm。当然，可以根据实际测量情况，任意设置所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4插入土壤中的深度以及设置在地面上的高度。
此外，所述第一通气管路5和所述第二通气管路21的顶部分别延伸至高于地面植物冠层1米的清洁空气处，保证其气体成分不受土面排放的氨气的影响。
此外，如图3所示，所述第一通气管路5顶端501封闭设置，防止雨水进入，在所述第一通气管路5的顶部侧壁上分别设有四个水平通风管502，所述的四个水平通风管502分别朝向四个不同方向，沿四个方向皆可通气，其中四个水平通风管502优选设置在距离地面2.5m的高度处。所述第二通气管路21的结构与所述第一通气管路5相同。这种通风管路的设计，不仅能够避免雨水进入，而且保证进入取样箱体中的气体与周围大气均匀一致、避免了近土面直接排放出的氨气直接进入取样箱体中，减少了近地面氨挥发的背景值干扰。
在本实施例中，所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4均采用矩形结构，使得各个取样箱体的底面呈矩形与土壤相接触，全面覆盖施肥区和非施肥区，更能全面反映土壤中的氨挥发通量。
采用本实用新型实施例所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置收集土壤氨时，其田间土壤氨挥发速率采用加权计算方法获得，具体方法如下：
设定垄台1的宽度为A，垄沟2的宽度为B，则所述第一取样箱体3的长度为A1/2，所述第二取样箱体4的长度为B1/2，将所述第一取样箱体3安装在半个垄台1-1处，将所述第二取样箱体4安装在半个垄沟2-1处(参见图1)，所述第一取样箱体3和所述第二取样箱体4相邻设置。
则采用如下公式获得田间土壤氨挥发速率：
F＝F1*A/(A+B)+F2*B/(A+B)
式中：F为田间土壤氨挥发速率，即单位时间单位面积土壤氨挥发质量(kg/ha/d)；F1为所述第一取样箱体测得氨挥发速率(kg/ha/d)；F2为所述第二取样箱体测得氨挥发速率(kg/ha/d)。
综上所述，本实用新型实施例所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，能够分别采集半个垄台处和半个垄沟处土面挥发的氨气，再通过第一氨气吸收装置和第二氨气吸收装置来分别吸收氨气，进而能够准确测定垄作耕法的种植方式在施用氮肥时不同肥料区域的氨挥发量。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：包括设置在半个垄台位置处的第一取样箱体以及设置在半个垄沟位置处的第二取样箱体，所述第一取样箱体的进气口与第一通气管路相连通，所述第一取样箱体的出气口与第一采样管路相连通；所述第二取样箱体的进气口与第二通气管路相连通，所述第二取样箱体的出气口与第二采样管路相连通；所述第一采样管路上设有第一氨气吸收装置，所述第二采样管路上设有第二氨气吸收装置。
2.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第一氨气吸收装置包括通过所述第一采样管路依次连接的第一洗气瓶和第二洗气瓶。
3.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第二氨气吸收装置包括通过所述第二采样管路依次连接的第三洗气瓶和第四洗气瓶。
4.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第一采样管路和所述第二采样管路分别与真空泵相连。
5.根据权利要求4所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：在所述真空泵与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路上设有第一流量计；在所述真空泵与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路上设有第二流量计。
6.根据权利要求4所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：在所述真空泵与所述第一氨气吸收装置之间的第一采样管路上设有第一控制阀门；在所述真空泵与所述第二氨气吸收装置之间的第二采样管路上设有第二控制阀门。
7.根据权利要求5所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第一流量计和所述第二流量计均采用玻璃转子流量计。
8.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第一取样箱体和所述第二取样箱体的底部分别插入土壤中。
9.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第一取样箱体为矩形结构，在所述第一取样箱体的前侧壁上设有三个进气口，三个所述进气口分别通过第一进气管路与所述第一通气管路相连通；所述第一取样箱体的后侧壁上设有三个出气口，三个所述出气口分别与三个第一出气管路对应连通，三个所述第一出气管路分别与所述第一采样管路相连通。
10.根据权利要求1所述的垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置，其特征在于：所述第二取样箱体为矩形结构，在所述第二取样箱体的前侧壁上设有三个进气口，三个所述进气口分别通过第二进气管路与所述第二通气管路相连通；所述第二取样箱体的后侧壁上设有三个出气口，三个所述出气口分别与三个第二出气管路对应连通，三个所述第二出气管路分别与所述第二采样管路相连通。
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|---|---|---|---|---|
| CN108709782A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-26 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种垄作耕法种植地的土壤氨挥发捕捉装置及计算方法 |
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