可调节高度的农田氨挥发采集装置及其测定方法

1.本发明属于农田氨挥发量的监测技术领域，具体为一种可调节高度的农田氨挥发采集装置及其测定方法。


背景技术：

2.农田氨挥发量的监测是研究氮肥施肥方法，提高氮肥利用率，减少农业成本，防止水体富营养化及二次污染的重要基础。传统的农田氨挥发量监测方法采用不透光的有机玻璃圆筒密闭室对土壤释放的氨气进行采集，密闭室的顶部开孔，通过橡皮管与高处的通气管连接。密闭室的底部嵌入表层土壤，内部留有一定高度的空间。通过密闭室顶部的导气管，以固定的速率从密闭室中吸气，所吸收气体通过硼酸溶液吸收其中的氨气，再通过标准盐酸滴定其氨气浓度，由此计算农田氨挥发通量。施肥后(基肥和追肥)的第一天开始测定氨挥发，固定在上午8:00—10:00，下午15:00—17:00进行，连续测14d(降雨停止测定)，直至检测不到氨挥发。传统密闭室抽气法的缺点：1、追肥时不同作物的生长高度不同，对氨挥发采集装置的高度要求不同；2、连续抽气较大的气体交换速率会高估氨的挥发。


技术实现要素：

3.本发明针对以上不足，提供了一种可调节高度的农田氨挥发采集装置及其测定方法，获取更准确的农田土壤氨挥发量数据，本发明通过巧妙的凹型托盘结构设计可根据作物高度调节氨挥发采集装置的高度，并具有良好的密闭性。采用间歇式抽气法采集土壤中的氨释放量，更真实地测量氨挥发量。具体如下：
4.可调节高度的农田氨挥发采集装置，包括上下开口的密闭室，密闭室顶部的开口周围设有凹型托盘，凹型托盘设有同心的内槽和外槽；
5.还包括玻璃罩，所述的玻璃罩的罩口扣在所述的内槽和外槽之间，并且在凹型托盘上加水，形成水封结构；
6.所述的密闭室连接有导气管，玻璃罩上连接有抽气管。
7.用于田间作物氨挥发监测时，固定在每天的上午8:00—10:00，下午15:00—17:00进行；将密闭室嵌入土壤表层，密闭室上盖上玻璃罩，在凹型托盘里加入水使密闭室和玻璃罩充分密闭；
8.采用间歇式抽气法进行监测；
9.每次监测时先罩30min，开泵通过抽气管以固定的速率从密闭室中抽气10min，关泵 30min，再开泵抽气10min，关泵30min，最后再开泵抽气10min；
10.所吸收气体通过硼酸溶液吸收其中的氨气，再通过0.01m标准盐酸滴定nh
4+
浓度，由此计算农田氨挥发通量。
11.本发明具有的技术效果：
12.采用圆柱密闭室封闭一定的土壤局部空间，密闭室底为有机玻璃微桶并嵌入土壤表层，有机玻璃微桶上盖有有机玻璃罩，相对于传统密闭室，新型密闭室可以更具高度需求
设计。
13.有机玻璃微桶口部为凹型托盘结构，有机玻璃罩罩在有机玻璃微桶凹型托盘口部的内槽和外槽之间，在凹槽里加入水使微桶和玻璃罩充分密闭。
附图说明
14.图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
15.结合实施例说明本发明的具体技术方案。
16.如图1所示，可调节高度的农田氨挥发采集装置，包括上下开口的密闭室1，密闭室1顶部的开口周围设有凹型托盘3，凹型托盘3设有同心的内槽7和外槽4；
17.还包括玻璃罩5，所述的玻璃罩5的罩口扣在所述的内槽7和外槽4之间，并且在凹型托盘3 上加水，形成水封结构；
18.所述的密闭室1连接有导气管2，玻璃罩5上连接有抽气管6。
19.密闭室1采用圆柱密闭室封闭一定的土壤局部空间，密闭室1底为有机玻璃微桶并嵌入土壤表层，密闭室1上盖有有机玻璃材质的玻璃罩5，相对于传统密闭室，本发明的密闭室1 可以更具高度需求设计。
20.密闭室1口部为凹型托盘3，玻璃罩5罩在凹型托盘3的内槽7和外槽4之间，在凹型托盘3 里加入水使密闭室1和玻璃罩5充分密闭。
21.用于田间作物氨挥发监测时，固定在每天的上午8:00—10:00，下午15:00—17:00进行；将密闭室1嵌入土壤表层，密闭室1上盖上玻璃罩5，在凹型托盘3里加入水使密闭室1和玻璃罩5 充分密闭；
22.采用间歇式抽气法进行监测；
23.每次监测时先罩30min，开泵通过抽气管6以固定的速率从密闭室1中抽气10min，关泵 30min，再开泵抽气10min，关泵30min，最后再开泵抽气10min；
24.所吸收气体通过硼酸溶液吸收其中的氨气，再通过0.01m标准盐酸滴定nh
4+
浓度，由此计算农田氨挥发通量。
25.监测方法的对比和优选过程：
26.传统监测方法是在上午8:00—10:00，下午15:00—17:00进行，分别连续抽气2h，通过硼酸溶液吸收其中的氨气，再通过标准盐酸滴定其氨气浓度，从而计算氨挥发通量。传统的连续抽气较大的气体交换速率会高估氨的挥发。通过试验优选合适的间歇式抽气方法，其中t9为模拟氨挥发真实状态，t5为传统的连续抽气法。取洗净烘干的50ml蒸发皿，分别加入10ml 含nh
4+
0.1mol/l的硫酸铵溶液，将各蒸发皿放在田间未施肥的小区内，快速加入0.1mol/l氢氧化钠溶液5ml，立即罩好罩子，开始捕获挥发的氨气，2h后，依次将装置移开，立即向蒸发皿中加入0.2mol/l硫酸溶液5ml中和剩余的氢氧化钠，终止溶液中氨的形成和氨挥发。各处理中硼酸溶液吸收的氨直接用0.01mol/l的标准盐酸溶液进行滴定。比较2h内不同抽气时间对氨挥发监测量的影响，每个处理重复三次。
27.t0比色皿中加入10ml纯水和5ml氢氧化钠，罩上罩子2h；
28.t1先罩115min，再开泵抽气5min；
29.t2先罩100min，再开泵抽气20min；
30.t3先罩80min，再开泵抽气40min；
31.t4先罩45min，再开泵抽气75min；
32.t5罩上罩子，抽气120min；
33.t6先罩50min，再开泵抽气10min，关泵50min，再开泵抽气10min
34.t7先罩25min，再开泵抽气5min，关泵25min，开泵抽气5min，关泵25min，开泵抽气5min，关泵25min，开泵抽气5min；
35.t8罩30min，开泵抽气10min，关泵30min，开泵抽气10min，关泵30min，再开泵抽气10min；
36.t9将加了硫酸铵和氢氧化钠溶液的比色皿放置在田坎上2h，测定比色皿中剩余的nh
4+
浓度，并计算溶液挥发的氨。
37.试验结果
[0038][0039]
注:相对偏差＝(t
i
挥发的氨
‑
t9挥发的氨)/t9挥发的氨
[0040]
结论：基于间歇式抽气法t8处理监测的氨挥发量与真实氨挥发量最为接近。在用于田间作物氨挥发监测时，固定在每天的上午8:00—10:00，下午15:00—17:00进行。每次监测时先罩 30min，开泵抽气10min，关泵30min，开泵抽气10min，关泵30min，开泵抽气10min。
[0041]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。