本发明涉及土壤学技术领域，尤其涉及一种土壤磷化氢气体分层采样装置及其采样方法。
背景技术：
生态系统中的各种物质循环具有重大的意义，磷元素是各种生态系统中的重要性限制因子，尤其是在湿地生态系统中。湿地系统中复杂的生态环境和水文条件会影响磷的生物地球化学循环过程，这种过程包括了磷元素在水和沉积物间的交换、植物的吸收以及向周围生态系统的输送。这些过程会直接影响湿地系统磷酸盐的代谢能力，而当湿地系统中磷酸盐含量过高时又会导致湿地的富营养化。磷化氢是一种广泛存在于大气中的痕量气体。因此在磷的生物化学循环中，必须将磷化氢的存在和作用考虑进来。磷化氢作为磷循环中重要的磷载体其作用主要体现在:一，磷化氢作为一种活泼气体与其它温室气体竞争消耗大气中的羟基自由基，可能会导致间接的温室效应；二，磷化氢的毒性会抑制土壤中微生物的活动，损伤植物；三，磷化氢可能会在大气中被氧化成为可溶性磷酸盐，重新被植物吸收，参与磷的循环。
人们对于磷化氢气体的排放已经做了些许研究，现有对磷化氢在陆地自然环境释放规律的研究中认为磷化氢的主要排放途径为土壤，并没有考虑到环境中植物作为磷化氢排放途径的可能性。有学者发现磷化氢总是伴随着甲烷而产生，因此猜测甲烷与磷化氢有着类似的排放途径，现有对水稻田中甲烷排放规律的大量研究发现水稻植株是主要的排放途径，因此希望通过土壤和植株对总排放的贡献率的区分来揭示植株是否是磷化氢的重要排放途径之一。
技术实现要素：
现有对磷化氢在陆地自然环境释放规律的研究中认为磷化氢的主要排放途径为土壤，并没有考虑到环境中植物作为磷化氢排放途径的可能性。本发明提供了一种结构简单、携带方便、密封性能好的土壤磷化氢气体分层采样装置及其采样方法。通过该装置在野外实际中的应用，采样获得土壤与植株两种不同排放途径产生的磷化氢气体的量，从更深的层面揭示磷化氢的地球化学循环过程。
本发明通过下述技术方案实现：
一种土壤磷化氢气体分层采样装置，包括第一基座7、隔板6和基础箱4；
所述第一基座7具有一个内外环，外环为可储水的回水槽9，内环用于放置中部带有一圆孔8的隔板6；所述基础箱4的下部开口，并置于该回水槽9上，当回水槽9内储存有水时，基础箱4的下端淹没在液面下；基础箱4内设有温度仪和风扇；
所述基础箱4的顶部具有一端盖10，端盖10上开设有一号采样口1和二号采样口2；其中，一号采样口1的内口经过一根硅胶管穿过隔板6的圆孔8延伸至隔板以下，用于采集土壤释放的磷化氢气体，二号采样口2的内口通过一根硅胶管延伸至隔板6之上，用于采集植株释放的磷化氢气体。
所述土壤磷化氢气体分层采样装置还包括一个基础箱4的延长段5和一个第二基座11；第二基座11套设在延长段5的上端，第二基座11的结构与第一基座7的结构相同；
所述基础箱4的下端支撑在延长段5上的第二基座11的回水槽内，延长段5的下端置于第一基座7的回水槽内；
所述基础箱4、第二基座11、延长段5、第一基座7自上而下叠置，形成可拆卸式组合箱体。
所述一号采样口1和二号采样口2的外口均各自设有一软管，作用在于通过软管将箱体内部与外界连通；软管上各设有一个三通阀，三通阀的作用在于当采集箱体内部气体时，用于断开箱体内部与外界的连通。
所述隔板6由两个半圆块组合而成，以实现大小可调。
所述所述温度仪和风扇直设置在基础箱4的侧壁，温度仪及风扇的开关设置在基础箱4的端盖10上。
所述基础箱4、延长段5的截面行政均为圆筒状结构；第一基座7底部为可插入土壤的楔形结构；基础箱4、延长段5外表明覆盖了锡箔，防止采样期间由于光照引起箱体升温。
所述基础箱4的长度小于延长段的长度。
所述基础箱4长度为50cm，直径为50cm；
所述延长段5长度为80cm，直径为50cm，延长段5用于给植株提供生长空间及植株生长后期的气体采集。
一种土壤磷化氢气体分层采样方法，其包括如下步骤：
步骤一：在选取好的试验田中放置第一基座7，将第一基座7插入土壤8cm～10cm，并在第一基座7的回水槽内中灌满水；
步骤二：打开基础箱4内的风扇，使箱体内空气混合均匀；
步骤三：将隔板6置于第一基座7的内环内，将植株置于其上；隔板6将植株与土壤表面的分离，将基础箱4的下端置于第一基座7的回水槽上；此时基础箱4的下端淹没在回水槽内水的液面下，以隔绝箱内与外界大气的流通；
步骤四：在开始采集气体前，关闭一号采样口1和二号采样口2的三通阀，并记录基础箱4内的当前温度；
待基础箱4内部的气体平衡一段时间(约5至20分钟)后，用一注射器通过一号采样口1采集土壤释放的磷化氢气体，将注射器采集到的土壤释放的磷化氢气体注入铝箔气体采样袋之中，放于保温箱内，并带回实验室利用气相色谱仪进行分析；
用另一注射器通过二号采样口2采集隔板6之上植株释放的磷化氢气体，将注射器采集到的植株释放的磷化氢气体注入铝箔气体采样袋之中，放于保温箱内，并带回实验室供气相色谱仪分析。
植株生长后期的采集步骤如下：
若在植株生长后期或植株逐渐长高时，在基础箱4与第一基座7之间放置延长段5，该延长段5等于延长了基础箱4的长度；
重复上述步骤二至步骤四，完整植株生长后期的气体采集。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明基础箱4的顶部具有一端盖10，端盖10上开设有一号采样口1和二号采样口2；其中，一号采样口1的内口经过一根硅胶管穿过隔板6的圆孔8延伸至隔板以下，用于采集土壤释放的磷化氢气体，二号采样口2的内口通过一根硅胶管延伸至隔板6之上，用于采集植株释放的磷化氢气体。这种结构可以根据试验要求实现磷化氢气体的分层采样，探究不同排放途径对磷化氢产生的贡献率大小。
本发明基础箱4的下部开口，并置于该回水槽9上，当回水槽9内储存有水时，基础箱4的下端淹没在液面下；基础箱4、第二基座11、延长段5、第一基座7自上而下叠置，形成可拆卸式组合的密封式箱体结构。这种结构具有良好的密封性能，外界大气环境对其干扰几乎为零，实验结果误差小且精度高，尤其适宜用于野外采样。
本发明采用了延长段(即延长箱)设计，适应植株生长后期或植株逐渐长高后的气体采集。
本发明基础箱4、延长段5外表明覆盖了锡箔，有效防止了采样期间由于光照引起箱体的升温，提高了采集的准确性。
本发明结构简单、携带及操作方便，高效耐用，适合推广实施。
附图说明
图1为本发明土壤磷化氢气体分层采样装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1所示。本发明公开了一种土壤磷化氢气体分层采样装置，包括第一基座7、隔板6和基础箱4；所述第一基座7具有一个内外环，外环为可储水的回水槽9，内环用于放置中部带有一圆孔8的隔板6；所述基础箱4的下部开口，并置于该回水槽9上，当回水槽9内储存有水时，基础箱4的下端淹没在液面下，可防止漏气；基础箱4内设有温度仪和风扇。
所述基础箱4的顶部具有一端盖10，端盖10上开设有一号采样口1和二号采样口2；其中，一号采样口1的内口经过一根硅胶管(图中未示出)穿过隔板6的圆孔8延伸至隔板以下，用于采集土壤释放的磷化氢气体，二号采样口2的内口通过一根硅胶管(图中未示出)延伸至隔板6之上，用于采集植株释放的磷化氢气体。
所述土壤磷化氢气体分层采样装置还包括一个基础箱4的延长段5和一个第二基座11；第二基座11套设在延长段5的上端，第二基座11的结构与第一基座7的结构相同；
所述基础箱4的下端支撑在延长段5上的第二基座11的回水槽内，延长段5的下端置于第一基座7的回水槽内；
所述基础箱4、第二基座11、延长段5、第一基座7自上而下叠置，形成可拆卸式组合箱体。它们可采用耐高温、抗腐蚀性强、抗冲击能力强的材料制备，如不透明的聚四氟乙烯，可以起到防止箱壁对磷化氢的吸附及见光分解。
所述一号采样口1和二号采样口2的外口均各自设有一软管(图中未示出)，作用在于通过软管将箱体内部与外界连通；软管上各设有一个三通阀(图中未示出)，三通阀的作用在于当采集箱体内部气体时，用于断开箱体内部与外界的连通。
所述隔板6由两个半圆块组合而成，以实现大小可调。
所述所述温度仪和风扇直设置在基础箱4的侧壁，温度仪及风扇的开关3设置在基础箱4的端盖10上。
所述基础箱4、延长段5的截面行政均为圆筒状结构；第一基座7底部为可插入土壤的楔形结构；基础箱4、延长段5外表明覆盖了锡箔，防止采样期间由于光照引起箱体升温。
所述基础箱4的长度小于延长段的长度，如：基础箱4长度约为50cm，直径为50cm，延长段5长度约为80cm，直径为50cm，延长段5用于给植株提供生长空间及植株生长后期的气体采集。它们的具体尺寸可根据具体要求而定。
本发明土壤磷化氢气体分层采样方法，可通过如下步骤实现：
步骤一：在选取好的试验田中放置第一基座7，将第一基座7插入土壤8cm～10cm，并在第一基座7的回水槽内中灌满水；
步骤二：打开基础箱4内的风扇，使箱体内空气混合均匀，待均匀后关闭风扇；
步骤三：将隔板6置于第一基座7的内环内，将植株置于其上；隔板6将植株与土壤表面的分离，将基础箱4的下端置于第一基座7的回水槽上；此时基础箱4的下端淹没在回水槽内水的液面下，以隔绝箱内与外界大气的流通；
步骤四：在开始采集气体前，关闭一号采样口1和二号采样口2的三通阀，并记录基础箱4内的当前温度；
待基础箱4内部的气体平衡一段时间(约5至20分钟。具体时间可根据实际情况增减)后，用一注射器通过一号采样口1采集土壤释放的磷化氢气体，将注射器采集到的土壤释放的磷化氢气体注入铝箔气体采样袋之中，放于保温箱内，并带回实验室利用气相色谱仪进行分析；
用另一注射器通过二号采样口2采集隔板6之上植株释放的磷化氢气体，将注射器采集到的植株释放的磷化氢气体注入铝箔气体采样袋之中，放于保温箱内，并带回实验室利用气相色谱仪进行分析。
植株生长后期的采集步骤如下：
若在植株生长后期或植株逐渐长高时，在基础箱4与第一基座7之间放置延长段5，该延长段5等于延长了基础箱4的长度；
重复上述步骤二至步骤四，完整植株生长后期的气体采集。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。