带小型气体收集器的土壤培养装置的制作方法

本实用新型涉及一种农业土壤培养技术领域，特别是关于一种带小型气体收集器的土壤培养装置。

背景技术：

土壤与空气是保障农作物生长发育的重要因素，农作物生产系统通过土壤与气体的交换过程，可以获取生长所需的各种矿物质以及水分，同时，排放气体进入大气。其中，土壤气体的排放是土壤过程的重要体现，是影响土壤性质的一个重要因素，因而，对土壤气体排放的研究，是农业环境科学研究的重要组成部分，有益于提升农作物产量和品质。

目前，对土壤气体排放的研究主要采用大田试验观测(主要是在田间放置暗箱，罩住农作物，抽取气体进行测定，试验结果受多种因素影响)与土壤培养室内模拟实验(室内培养，条件可控)的方法，研究包括：土壤呼吸作用气体排放、土壤微生物分解矿化作用气体排放、土壤碳氮循环气体排放、土壤元素迁移转化气体排放等，其中，对土壤呼吸作用气体排放的研究又是目前土壤学、环境科学等学科领域研究的热点。

现有技术中，关于土壤呼吸作用气体排放的测定方法较多，包括培养吸收法、气相色谱法、密闭静置培养法、通气培养法和二氧化碳(CO₂)传感器等方法。其中，培养吸收法主要是在培养器皿中放入内装0.1mol/L氢氧化钠(NaOH)溶液的小型瓶，吸收培养期间土壤培养装置释放的二氧化碳，并利用指示剂或者沉淀测定氢氧化钠溶液吸收的二氧化碳量，该方法简便易行，但测量结果准确度较差。气象色谱法主要是采用负压式抽取培养期间土壤培养装置释放的气体至储气瓶，再将气体利用色谱仪进行测定，该测定方法结果准确，但由于操作过程中容易出现气体不匀，会导致测量结果误差较大。密闭静置培养法、通气培养法和二氧化碳传感器等主要是采用一些仪器进行测定，例如利用LI-4900呼吸室进行测定，而二氧化碳传感器造价过于昂贵，无法常态使用，且只能测定二氧化碳，制约了相关领域科学研究工作的深入推进。因而，目前测定土壤呼吸作用气体排放的方法，存在模拟试验中气体较难收集、测量误差较大、测试成本较高的技术问题，因此，开发易总简单易行的能够实现二氧化碳定量测试的试验装置具有重要意义。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种带小型气体收集器的土壤培养装置，该装置能有效减少测量误差、降低测试成本。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种带小型气体收集器的土壤培养装置，其特征在于：该装置包括培养皿、带孔盖和气体收集器；所述培养皿上部设置有所述带孔盖，所述带孔盖与所述气体收集器连接；所述培养皿为底部密封的中空容器，上部外壁设置有外螺纹；所述带孔盖为顶部密封的中空容器，下部内壁设置有与所述培养皿外螺纹配合连接的内螺纹；所述带孔盖外壁上或顶部设置有气孔，所述气孔中密封安装有带开关阀门的排气管；所述气体收集器为底部密封的中空容器，其顶部设置有气体胶塞，侧壁设置有气体收集孔；所述气体收集孔中密封安装有带开关阀门的导气管。

进一步，所述带孔盖还包括带孔容器、第一软胶皮管、第一开关阀门和排气管；所述带孔容器经所述第一软胶皮管与所述第一开关阀门一端连接，所述第一开关阀门另一端与所述排气管一端连接；所述排气管另一端与所述气体收集器连接。

进一步，所述带孔容器为顶部密封的中空容器，其下部内壁设置有内螺纹，外壁上或顶部设置有排气气孔；所述第一软胶皮管一端插入所述排气气孔中，并与所述排气气孔密封，另一端与所述第一开关阀门连接。

进一步，所述气体收集器还包括收集容器、第二软胶皮管、第二开关阀门和第三软胶皮管；所述气体胶塞下部内置于所述收集容器顶部敞口处，并与顶部敞口形成可滑移密封；所述收集容器经所述第二软胶皮管与所述第二开关阀门一端连接，所述第二开关阀门另一端与所述第三软胶皮管一端连接，所述第三软胶皮管另一端与所述排气管连接。

进一步，所述收集容器为底部密封、顶部敞口的中空容器，侧壁设置有气体收集孔；所述第二软胶皮管一端插入所述气体收集孔中，并与所述气体收集孔密封，另一端与所述第二开关阀门连接。

进一步，所述气体收集器还包括真空抽取器，所述真空抽取器与所述第二开关阀门连接。

进一步，所述装置还包括干燥器；所述干燥器放置于所述培养皿底部。

进一步，所述培养皿底部开设细孔，所述培养皿固定在所述干燥器顶部。

进一步，所述装置还包括加湿器；所述加湿器顶部固定所述培养皿。

进一步，所述培养皿密封的底部或侧壁还开设有通气孔。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本实用新型采用将气体收集器与培养皿直接连接，可直接在培养过程中取气，有利于密封培养，减少取气散失量，能够有效减少测量误差；同时，本实用新型的装置可拆卸、替换，可以有效降低测试成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种带小型气体收集器的土壤培养装置，其包括培养皿11、带孔盖12和气体收集器13。培养皿11上部设置有带孔盖12，带孔盖12一侧经管路与气体收集器13连接。

在一个优选实施例中，培养皿11为底部密封的中空容器，上部外壁设置有外螺纹。带孔盖12为顶部密封的中空容器，下部内壁设置有与培养皿11外螺纹配合连接的内螺纹；带孔盖12外壁上或顶部设置有气孔，气孔中密封安装有带开关阀门的排气管。当培养皿11与带孔盖12通过螺纹连接后，可用于土壤的封存培养，并通过带孔盖12上设置的气孔安装排气管以收集气体或排放气体。

在一个优选实施例中，气体收集器13为底部密封的中空容器，其顶部设置有可取出的气体胶塞，侧壁设置有气体收集孔。气体收集孔中密封安装有带开关阀门的导气管。

上述实施例中，可通过软胶皮管连接带孔盖12上的排气管和气体收集器13的导气管。

在一个优选实施例中，带孔盖12还包括带孔容器、第一软胶皮管、第一开关阀门和排气管(图中未示出)。带孔容器经第一软胶皮管与第一开关阀门一端连接，第一开关阀门另一端与排气管一端连接；排气管另一端与气体收集器13连接。使用时，当第一开关阀门打开时，将聚集到带孔容器中的试验气体排出；当第一开关阀门关闭时，集聚带孔容器中收集的试验气体。

上述实施例中，带孔容器为顶部密封的中空容器，其下部内壁设置有内螺纹，外壁上或顶部设置有排气气孔。第一软胶皮管一端插入排气气孔中，并与排气气孔密封，另一端与第一开关阀门连接。

在一个优选实施例中，气体收集器13还包括收集容器、第二软胶皮管、第二开关阀门和第三软胶皮管；其中，第二软胶皮管和第三软胶皮管构成导气管。气体胶塞下部内置于收集容器顶部敞口处，并与顶部敞口形成可滑移密封；收集容器经第二软胶皮管与第二开关阀门一端连接，第二开关阀门另一端与第三软胶皮管一端连接，第三软胶皮管另一端与排气管连接。使用时，当第一开关阀门和第二开关阀门同时打开时，在收集容器中收集试验气体；当第二开关阀门关闭时，停止在收集容器中收集试验气体，并可将第二开关阀门与第三软胶皮管断开，从而将带有第二开关阀门的收集容器送往实验室进行试验气体测定。

上述实施例中，收集容器为底部密封、顶部敞口的中空容器，侧壁设置有气体收集孔。第二软胶皮管一端插入气体收集孔中，并与气体收集孔密封，另一端与第二开关阀门连接。

在一个优选实施例中，气体收集器13还可以包括真空抽取器，真空抽取器与第二开关阀门连接。使用时，在收集容器塞入气体胶塞并与带孔盖12连接以收集试验气体时，关闭第一开关阀门，第二开关阀门与第三软胶皮管导通，以及第二开关阀门与真空抽取器导通时，抽取收集容器内气体为近似真空状态，然后，关闭第二开关阀门与真空抽取器的导通状态。

在一个优选实施例中，由于不同的试验对培养装置产生的水汽处理的要求不同，例如，一些试验主要测定的试验土壤气体为二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等，为了不影响测试结果，在测定时要求需要去除水汽，因而，对于该部分试验，该装置还包括干燥器14。干燥器14放置于培养皿11底部，用于干燥培养皿11中产生的试验气体中含有的水汽，通过设置干燥器14，可以维持试验气体中水分恒定。

上述实施例中，可以在密封的培养皿11底部开设细孔，并将培养皿11固定在干燥器14顶部。

在一个优选实施例中，对于某些试验，例如，秸秆腐解试验，试验要求需要维持水分饱和状态，对于该部分试验，该装置还包括加湿器(图中未示出)。加湿器顶部固定培养皿11，用于通过培养皿11底部开设的细孔加湿试验气体中含有的水汽至饱和状态。

上述实施例中，培养皿11密封的底部或侧壁还可以开设有通气孔，用于为培养试验通气。

本实用新型在测定试验气体时，其具体流程为：

将培养皿11中装入试验土壤，与带孔盖12螺纹连接后，进行培养，并关闭排气管中的阀门。在需要取出试验气体时，将培养皿11与气体收集器13连接，气体收集器13利用气体胶塞密封顶部，导气管中的阀门关闭，内部容器为近似真空状态，打开排气管以及导气管中的阀门，使试验气体进入气体收集器并达到稳定状态，例如，将气体收集器放置预先设置的时间，例如，2h或3h，使气体收集器13中的试验气体与培养皿11中存储的试验气体相一致。也可在气体收集器13中装入预定浓度以及容量的NAOH溶液来收集试验气体，在试验气体收集结束后，分别关闭排气管以及导气管中的两道阀门，取下气体收集器13，然后将气体收集器13中存储的气体利用色谱仪进行相应测定。这样，该装置可直接在培养过程中取气，气体收集器13与培养皿11直接连接，有利于密封培养，不用添加负压抽气这一容易造成误差的过程，可以减少取气散失量，能够有效减少测量误差；同时，装置方面操作，可拆卸，便于培养，可以有效降低测试成本。

综上所述，本实用新型在使用时，针对密封培养土壤装置中试验气体难以收集、散逸较快等问题，通过排气管可自动将试验气体通过导气管存储至气体收集器，也可以通过关闭排气管中开关阀门以存储试验气体，从而可以对试验气体进行测定，操作简单方便、成本低廉。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。