一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种在自然降雨条件下研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，属于非点源污染控制【技术领域】；所述模拟装置包括径流槽和可调节铁架台组成；径流槽为上方开口的长方体结构，径流槽顶端和底端对应设置有隔板固定轨，活动的塑料隔板和尼龙网隔板通过固定轨固定在径流槽内，将径流槽纵向分隔开，把间作植物间的根系分隔开，也将不同的间作植物带状分离；可调节铁架台的可调节滑块，通过支撑斜面板的位置来调整斜面板与地面之间的夹角，从而模拟不同坡度；本实用新型是一种在自然降雨条件下研究间作（豆科/禾本科）对土壤表层养分迁移削减的径流模拟装置，本实用新型结构简单、造价低廉、坚固耐用、实用性强。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，属于非点 源污染控制【技术领域】。 一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置
【背景技术】
[0002] 目前，农业非点源已经成为全球水体污染的主要方式之一，尤其是在坡耕地上进 行的农业生产活动，使得大量养分流失进入河流、湖泊，进而造成水体的富营养化。农作物 间套作是我国传统的农业种植模式之一，一方面能够充分利用光、热、水、土资源，提高体系 中的农作物产量；另一方面通过发挥协同作用，有利于间作植物对养分的吸收和累积，从而 减少土壤中养分的积累。此外，间作系统尤其是豆科/禾本科间作系统不仅能够增加地表 覆盖面积，直接减少雨水对地面的冲刷，减缓径流强度而减少土壤养分的损失，还可增加植 物对土壤养分的吸收利用，间接减少耕层土壤养分的流失。因此，近年来间作技术已逐渐开 始应用到坡耕地种植系统中，以期能够削减土壤养分流失造成的农业非点源污染。
[0003] 为此，需要一种廉价、实用、简单的实验装置，来模拟间作植物根系相互作用的差 异，对表层土壤养分损失的影响。有模拟研究采用可活动的塑料薄板为模拟容器，对降 雨-径流过程中养分迁移过程进行了研究，如申请公布号为CN 103616495 A的一种模拟土 壤养分运移规律的模拟装置，仅提及了对一般种植作物土壤的养分迁移进行研究，而对间 作系统内土壤养分径流迁移过程研究缺乏针对性，尤其是无法对间作模拟技术中的根系分 隔技术所研究的间作植物根系相互作用与土壤养分流失关系进行比较研究。另外，雨水冲 刷土壤经出水孔流入径流管而没有经过滤网进行过滤，容易造成大土块随径流进入径流管 造成堵塞。
[0004] 因此，为了更好地研究不同根系分隔下间作(豆科/禾本科）植物对土壤表层养分 迁移的削减作用，亟待对上述模拟装置所用材料与设计进行改进和创新。 实用新型内容
[0005] 针对上述问题，本实用新型提供一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟 装置，用于模拟研究豆科、禾本科作物的间作种植结构对土壤养分表层损失影响及削减贡 献。
[0006] 为了实现实用性目的，本实用新型采用的技术方案：一种研究间作系统削减土壤 养分径流流失的模拟装置，所述模拟装置包括径流槽1和可调节铁架台2,所述的径流槽1 为上方开口的长方体结构，由石子层3、底出水孔4、固定轨5、塑料隔板6、尼龙网隔板7、尼 龙网8、不锈钢圆管9、PVC螺纹塑料软管10、铁丝11和构成；径流槽1的纵向两端设置有 两道固定轨5,两道固定轨5上一道设置有塑料隔板6,另一道设置有尼龙网隔板7,将径流 槽纵向分隔成3部分，两个隔板均高出土面lcm左右，3个底出水孔4对应平行设置于沿径 流槽1的长方体底部横侧面上部2(T23 cm处，底出水孔4的外侧焊接不锈钢圆管9, PVC螺 纹塑料软管套10在不锈钢圆管9外缘，并用铁丝11固定，在底出水孔4与土壤接触界面间 设置有用尼龙网8封住的石子层3 ;所述的可调节铁架台2由底板12、斜面板13、滑块14、 滑轨15、固定块16和角度测量装置17组成，可调节铁架台2的底板12的顶端和斜面板13 的顶端为同轴可活动连接，可调节铁架台2的底板上设有滑轨15,滑块14通过角度测量装 置17上的固定块16紧锁与底板12连接，滑块14支撑斜面板13构成斜面，斜面板13和底 板12的顶端连接处设有角度测量装置17。
[0007] 所述的塑料隔板6中所用的塑料为市场上常见的塑料布，可隔断根系之间的交互 作用，尼龙网隔板7采用的尼龙网为30 μ m尼龙网，可以阻隔根系，但两边可进行物质交换。
[0008] 所述的径流槽1由不锈钢铁皮构成。
[0009] 所述的径流槽1的长方体型装置长、宽、高分别为200 cm、50 cm、25 cm。
[0010] 所述的PVC螺纹塑料软管10直径为约为3 cm，直径大小刚好能套在圆筒上为宜。 [0011] 所述的3个底出水孔4离径流槽1底边的高度依次约为20 cm。
[0012] 所述的底水孔4最佳直径为3 cm。
[0013] 所述的PVC螺纹塑料软管10可由其他软管替代，其长度以实际需求来定；所述的 PVC螺纹塑料软管直径为3 cm，长为30 cm，长度可根据需要来调整。
[0014] 本实用新型的有益效果：本实用新型是一种研究间作系统削减土壤养分径流流失 的模拟装置，尤其适用于豆科/禾本科，本实用新型结构简单、造价低廉、坚固耐用、实用性 强。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为实用新型的结构示意图；
[0016] 图2为活动隔板的塑料隔板的结构示意图；
[0017] 图3为活动隔板的尼龙网隔板的结构示意图；
[0018] 图4为可调节铁架台的结构示意图
[0019] 图中：1_径流槽，2-可调节铁架台、3-石子层、4-底出水孔、5-固定轨、6-塑料隔 板、7-尼龙网隔板、8-尼龙网、9-不锈钢圆管、10- PVC螺纹塑料软管、11-铁丝、12-底板、 13-斜面板、14-滑块、15-滑轨、16-固定块、17-角度测量装置。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0021] 如图1、2、3所示，一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，模拟装 置包括径流槽1和可调节铁架台2,所述的径流槽1为上方开口的长方体结构，由底出水孔 4、固定轨5、塑料隔板6、尼龙网隔板7、尼龙网8、不锈钢圆管9、PVC螺纹塑料软管10、铁丝 11和石子层3构成；径流槽1的纵向两端设置有两道固定轨5,两道固定轨5上一道设置有 塑料隔板6,另一道设置有尼龙网隔板7,将径流槽纵向分隔成3列，对作物采用3列式作物 种植，中间是禾本科植物如玉米，两边为豆科植物如大豆，玉米与大豆之间一边设有尼龙网 隔板7,虽然将作物根系隔开，但根系间可进行物质交换，另一边设塑料隔板6将根系进行 分隔，杜绝根系间的相互作用，因而可以比较出两种根系分隔方式下间作植物，对土壤养分 吸收利用的相互作用差异，两个隔板均高出土面lcm左右，便于径流收集和减少各列土壤 间的横向迁移，塑料隔板6和尼龙网隔板7为可拆卸结构，可根据需要对装置进行调整，通 过增减隔板来达到不同的实验模拟效果；3个底出水孔4对应平行设置于沿径流槽1的长 方体底部横侧面的上部2(T23 cm处，底出水孔4的外侧焊接不锈钢圆管9, PVC螺纹塑料软 管套10在不锈钢圆管9外缘，并用铁丝11固定，通过PVC螺纹塑料软管收集不同作物种植 列的径流水，带回实验室进行研究检测，在底出水孔4与土壤接触界面间设置有用尼龙网8 封住的石子层3,防止较大的泥块进入出水孔，造成阻塞。
[0022] 所述的径流槽1由不锈钢铁皮构成。
[0023] 所述的塑料隔板6中所用的塑料为市场上常见的塑料布，可隔断根系之间的交互 作用，尼龙网隔板7采用的尼龙网为30 μ m尼龙网，可以阻隔根系，但两边可进行物质交换。
[0024] 所述的径流槽1的长方体型装置长、宽、高分别为200 cm、50 cm、25 cm。
[0025] 所述的PVC螺纹塑料软管10直径为3 cm，直径大小刚好能套在圆筒上为宜。
[0026] 所述的3个底出水孔离径流槽1底边的高度依次约为20 cm。
[0027] 所述的底水孔4最佳直径为3 cm。
[0028] 所述的PVC螺纹塑料软管10可由其他软管替代，其长度以实际需求来定；所述的 PVC螺纹塑料软管直径为3 cm，长为30 cm，长度可根据需要来调整。
[0029] 如图4所示，可调节铁架台2由底板12、斜面板13、滑块14、滑轨15、固定块16和 角度测量装置17组成，可调节铁架台2的底板12的顶端和斜面板13的顶端为同轴可活动 连接，可调节铁架台2的底板上设有滑轨15,滑块14通过滑轨15上的固定块16紧锁与底 板12连接，滑轨15支撑斜面板13构成斜面，斜面板13和底板12的顶端连接处设有角度 测量装置17,通过调节滑块14的位置来调整斜面板13与地面间的夹角而模拟不同坡度，研 究不同坡度下的径流养分流失。
[0030] 本实用新型的工作原理：
[0031] 本实用新型在使用时宜于用在野外自然降雨情况，把长方体形径流槽1放置在野 夕卜，内装入未经破坏的土壤，其长、宽约与长方体一致，装入土壤的高度约为20 cm，，为了防 止渗漏，在土壤与径流槽1接触面之间的孔隙处填充碎土壤使其无缝隙，在长方体形径流 装置中以行列式分别种植玉米/大豆间作，玉米/大豆间作处理采用带状间作，间作带通过 固定轨和活动隔板进行隔离，宽度方向上两侧分别留出5 cm空隙，长度方向上两侧也分别 留出5 cm空隙，中间列种植1行玉米，两边列各种植1行大豆，玉米与大豆间的行间距为20 cm，株距均为15 cm。在所种植的作物行列空隙之间的土壤中，撒入相同量的少量肥料作为 底肥，再向模拟装置中浇灌自来水，保持自然状态下的生长，塑料隔板6和尼龙网隔板7将 不同间作植物隔离形成3列不同的区域，通过PVC螺纹塑料软管及广口瓶收集每列的径流 水，并带回实验室进行检测。
[0032] 本实用新型的有益效果：本实用新型是一种研究间作系统削减土壤养分径流流失 的模拟装置，本实用新型结构简单、造价低廉、坚固耐用、实用性强。
[0033] 本实用新型通过附图进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对 本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体 实施过程，而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
【权利要求】
1. 一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特征在于：所述模拟装置 包括径流槽和可调节铁架台，所述的径流槽为上方开口的长方体结构，由石子层、底出水 孔、固定轨、塑料隔板、尼龙网隔板、尼龙网、不锈钢圆管、PVC螺纹塑料软管和铁丝构成；径 流槽的纵向两端设置有两道固定轨，两道固定轨上一道设置有塑料隔板，另一道设置有尼 龙网隔板，将径流槽纵向分隔成3列，径流槽内土层厚度20 cm，两个活动隔板均高出土面1 cm，3个底出水孔对应每列，且平行设置于沿径流槽的长方体底部横侧面上部2(T23 cm处， 底出水孔的外侧焊接不锈钢圆管，PVC螺纹塑料软管套在不锈钢圆管外缘，并用铁丝固定， 在底出水孔与土壤接触界面间，设置有用尼龙网封住的石子层；所述的可调节铁架台由底 板、斜面板、滑块、滑轨、固定块和角度测量装置组成，可调节铁架台的底板的顶端和斜面板 的顶端为同轴可活动连接，可调节铁架台的底板上设有滑轨，滑块通过滑轨上的固定块紧 锁与底板连接，滑块支撑斜面板构成斜面，斜面板和底板的顶端连接处设有角度测量装置。
2. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：塑料隔板中所用的塑料为厚塑料布，尼龙网隔板采用的尼龙网为30 μ m尼龙网。
3. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：径流槽由不锈钢铁皮构成。
4. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：径流槽的长、宽、高分别为：200 cm、50 cm、25 cm。
5. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：所述底出水孔离径流槽底部为20 cm。
6. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：所述的PVC螺纹塑料软管直径为3 cm，长为30 cm，长度可根据需要来调整。
7. 根据权利要求1所述的一种研究间作系统削减土壤养分径流流失的模拟装置，其特 征在于：底出水孔直径为3 cm。
【文档编号】G01N33/24GK203849259SQ201420184060
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】夏运生, 张乃明, 岳献荣, 张丽, 褚素贞, 张仕颖, 贾广军 申请人:云南农业大学