专利名称：土壤硝化反硝化田间原位测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生态环境监测装置，尤其是一种测定土壤硝化反硝化损失的土壤硝化反硝化田间原位测定装置。
背景技术：
土壤硝化作用和反硝化作用是氮素生物地球化学循环的重要组成部分之一。土壤硝化和反硝化过程产生N2O和N2气体挥发掉，造成氮肥损失；同时产生的N2O气体是一种温室气体，对全球气候变暖产生较大影响；n2o还破坏大气中的臭氧层,使更多的紫外线辐射到地面，对生物造成伤害。因此对土壤硝化反硝化损失通量的直接定量监测是研究土壤硝化反硝化的重要途径。传统的土壤硝化反硝化测定主要采用乙炔抑制--原状土柱培养法，其采用的密闭测定装置不尽相同，有自带乙炔发生器或乙炔瓶的测定装置，非自带乙炔发生器的有机玻璃圆管密闭测定装置。传统的土壤硝化反硝化测定装置，一直存在以下不足之处①测定装置体积较大，不易携带，不太适合野外多点位多时段测定工作的进行；②自带乙炔瓶或乙炔发生器，野外原位测定不太安全，操作较复杂；③装置系统气密性不太好，容易导致乙炔浓度下降，乙炔抑制效果欠佳；④培养装置顶盖要兼顾气密性，不易拧开，原状土柱不易放入和取出，培养操作过程较麻烦；⑤取气样过程密闭性不好持续长时间的监测能力差。
发明内容针对上述技术问题，本实用新型提供一种体积小，重量轻，携带和使用方便的土壤硝化反硝化田间原位测定装置。为了实现上述 目的，本实用新型采用的技术方案如下土壤硝化反硝化田间原位测定装置，包括培养室本体和安装在该培养室本体顶部开口的顶盖，该顶盖上安装有贯穿该顶盖的气管，该气管的一端位于所述培养室本体内，另一端位于培养室本体外，该气管的另一端用于与气体取样装置或乙炔注入装置连接，在所述培养室本体内设置有土柱采样管，其特征在于，所述培养室本体的材料为聚乙烯，在该培养室本体的内部设置有若干卡槽，所述土柱采样管的安装端固定安装在所述卡槽内。所述卡槽安装在所述培养室本体内部的底面上，所述土柱采样管竖直固定安装在所述卡槽内。沿所述土柱采样管轴向，在该土柱采样管的侧壁上开有两排通气孔，该两排通气孔相对，每排通气孔的相邻两个通气孔等间距。所述顶盖与所述培养室本体顶部螺纹配合安装在一起，该顶盖与培养室本体之间垫有密封橡胶圈。所述乙炔注入装置为一个乙炔注射器。在所述顶盖的底面上安装有温度探头，在顶盖的上表面安装有温度记录仪，所述温度探头与温度记录仪通过电线连接。[0012]所述气管的另一端安装有第一三通阀。所述气体取样装置包括注射器，该注射器的前端连接有第二三通阀，该第二三通阀用于与所述第一三通阀接通对所述培养室本体内的气体取样。所述气管为PU管(PU是Polyurethane的缩写，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)，该气管与顶盖的结合部采用硅胶密封，所述温度探头与温度记录仪之间的电线与所述顶盖的结合部采用硅胶密封。本实用新型的积极效果是本实用新型的装置不带乙炔气瓶或乙炔发生器，体积小，安全实用。培养室本体的材料选用聚乙烯，使装置具有轻便、携带方便的特点，便于野外多点多时段测定。聚乙烯材料的培养室本体抗氧化腐蚀的能力强，保证长时间埋在原位土壤中不易被腐蚀。培养室本体内的卡槽，能够固定原状土柱采样管，确保培养过程稳定，且放入和取出原状土柱采样管更加方便。顶盖与培养室本体顶部螺纹配合安装在一起，顶盖与培养室本体之间垫有密封橡胶圈，使得装置气密性良好。使用注射器向培养室本体内注入乙炔，位于培养室本体外的气管的一端安装第一三通阀，该第一三通阀便于与乙炔注射器连接注入乙炔气体时，培养室本体内与外界空气隔绝。温度记录仪可设置10秒 24小时的记录间隔记录密闭培养室内的温度，有效的获得培养室内温度的连续变化情况，适用于连续监测。注射器连接有第二三通阀，该第二三通阀与第一三通阀对接，对培养室本体内的气体进行取样，取样完毕，第二三通阀起到隔绝注射器内与外界大气的作用，取气过程气密性良好。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为土柱采样管的主视图；图3为实施例的土壤硝化反硝化损失量和N2O自然排放量的柱状图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，土壤硝化反硝化田间原位测定装置，包括培养室本体I和安装在该培养室本体I顶部开口的顶盖3，该顶盖3上安装有贯穿该顶盖3的气管6，该气管6的一端位于所述培养室本体I内，另一端位于培养室本体I外，该气管6的另一端安装有第一三通阀7，该第一三通阀7用于与气体取样装置或乙炔注入装置连接，在所述培养室本体I内设置有土柱采样管2，所述培养室本体I的材料为聚乙烯，在该培养室本体I的内部底面设置有若干卡槽10，土柱采样管2竖直固定安装在所述卡槽10内；在顶盖3的底面上安装有温度探头4，在顶盖3的上表面安装有温度记录仪5，所述温度探头4与温度记录仪5电连接。使用时候，用土柱采样管2采取原状土柱，将装有原状土柱的土柱采样管2竖直固定安装在培养室本体I内的卡槽10上，盖上顶盖3。用乙炔注入装置抽取乙炔气体，通过第一三通阀7注入培养室本体I内，然后关闭第一三通阀7。将培养室本体I埋入挖好的土坑内。启动温度记录仪5，对培养室本体I内的温度进行显示，并间隔记录培养室本体I内的温度。培养一段时间后，使用气体取样装置，通过第一三通阀7对培养室本体I内的气体抽取采样，并在实验室中进行检测、分析。该装置不带乙炔气瓶或乙炔发生器，体积小，安全实用。培养室本体I的材料选用聚乙烯，使装置具有轻便、携带方便的特点，便于野外多点多时段测定。聚乙烯材料的培养室本体I抗氧化腐蚀的能力强，保证长时间埋在原位土壤中不易被腐蚀。顶盖3与培养室本体I顶部螺纹配合安装在一起，该顶盖3与培养室本体I之间垫有密封橡胶圈，使得装置气密性良好。培养室本体I内的卡槽，能够固定原状土柱采样管，确保培养过程稳定,且放入和取出原状土柱采样管更加方便。温度记录仪可设置10秒 24小时的记录间隔记录密闭培养室内的温度，有效的获得培养室内温度的连续变化情况，适用于连续监测。沿土柱采样管2轴向，在该土柱采样管2的侧壁上开有两排通气孔，该两排通气孔相对，每排通气孔的相邻两个通气孔11都等间距，有利于乙炔气体在土柱内的扩散。乙炔注入装置为一个乙炔注射器，使用方便，使用乙炔注射器向培养室本体I内注入乙炔，位于培养室本体I外的气管6的一端安装第一三通阀7，该第一三通阀7便于与乙炔注射器连接注入乙炔气体时，培养室本体I内与外界空气隔绝。气体取样装置包括注射器9，该注射器9的前端连接有第二三通阀8，该第二三通阀8用于与所述第一三通阀7接通对所述培养室本体I内的气体取样。注射器9连接有第二三通阀8，该第二三通阀与第一三通阀7对接，对培养室本体I内的气体进行取样，取样完毕，第二三通阀起到隔绝注射器内与外界大气的作用，取气过程气密性良好。气管6为PU管，该气管6与顶盖3的结合部采用硅胶密封，所述温度探头4与温度记录仪5之间的电线与所述顶盖3的结合部采用硅胶密封，增强装置密封性。实施例试验于2012年3月在重庆三峡库区消落带及岸上坡耕地进行，分别选取云阳县高阳镇消落带(GY)和岸上碗豆地(WD)、忠县石宝镇新政村消落带(XZ)和岸上小麦地(XM)、忠县石宝镇共和村消落带(GH)和岸上荒地(FD)为研究对象，试验采用土柱采样管在田间随机采取4个深度15cm的原状土柱，将装有原状土柱的土柱采样管垂直安装在培养室中，然后将培养室顶盖螺纹拧紧，用乙炔注射器抽取经过浓硫酸除杂的纯净乙炔气体，乙炔注射器注射口连接到第一三通阀上，打开第一三通阀，充入乙炔气体，使培养室本体I内的乙炔体积浓度百分比为10%，关闭第一三通阀，保持培养室本体I密封。将培养室本体I埋在附近已经挖好的土坑中，培养室本体I顶部覆盖5cm 土层，保持田间土壤温度的昼夜变化，打开温度记录仪5，设定为每隔Ih记录一次数据。培养24h后，使用气体取样器(即注射器9)，通过取气接口(第一三通阀)抽取培养室本体I内的气体IOOmL,并注入铝箔采气袋后保存。气体样品带回实验室用气相色谱仪分析培养室内N2O浓度。每个采样点还设未充乙炔为对照测定土壤N2O的自然排放量。图3为测定的土壤硝化反硝化损失量和N2O自然排放量。本实用新型的上述实施例仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
权利要求1.土壤硝化反硝化田间原位测定装置，包括培养室本体(I)和安装在该培养室本体(I)顶部开口的顶盖(3 )，该顶盖(3 )上安装有贯穿该顶盖(3 )的气管(6 )，该气管(6 )的一端位于所述培养室本体(I)内，另一端位于培养室本体(I)外，该气管(6)的另一端用于与气体取样装置或乙炔注入装置连接，在所述培养室本体(I)内设置有土柱采样管(2)，其特征在于，所述培养室本体(I)的材料为聚乙烯，在该培养室本体(I)的内部设置有若干卡槽(10)，所述土柱采样管(2)的安装端固定安装在所述卡槽(10)内。
2.根据权利要求1所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述卡槽(10)安装在所述培养室本体(I)内部的底面上，所述土柱采样管(2)竖直固定安装在所述卡槽(10)内。
3.根据权利要求2所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，沿所述土柱采样管(2)轴向，在该土柱采样管(2)的侧壁上开有两排通气孔，该两排通气孔相对，每排通气孔的相邻两个通气孔等间距。
4.根据权利要求1所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述顶盖(3)与所述培养室本体(I)顶部螺纹配合安装在一起，该顶盖(3)与培养室本体(I)之间垫有密封橡胶圈。
5.根据权利要求1所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述乙炔注入装置为一个乙炔注射器。
6.根据权利要求1所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述气管(6)的另一端安装有第一三通阀(7)。
7.根据权利要求4所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，在所述顶盖(3 )的底面上安装有温度探头(4 )，在顶盖(3 )的上表面安装有温度记录仪(5 )，所述温度探头(4 )与温度记录仪(5 )通过电线连接。
8.根据权利要求1或6所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述气体取样装置包括注射器(9 )，该注射器(9 )的前端连接有第二三通阀(8 )，该第二三通阀(8 )用于与所述第一三通阀(7 )接通对所述培养室本体(I)内的气体取样。
9.根据权利要求1或6所述的土壤硝化反硝化田间原位测定装置，其特征在于，所述气管(6 )为PU管，该气管(6 )与顶盖(3 )的结合部采用硅胶密封，所述温度探头(4 )与温度记录仪(5)之间的电线与所述顶盖(3)的结合部采用硅胶密封。
专利摘要土壤硝化反硝化田间原位测定装置，包括培养室本体和安装在该培养室本体顶部开口的顶盖，该顶盖上安装有贯穿该顶盖的气管，该气管的一端位于所述培养室本体内，另一端位于培养室本体外，该气管的另一端用于与气体取样装置或乙炔注入装置连接，在所述培养室本体内设置有土柱采样管，培养室本体的材料为聚乙烯，在该培养室本体的内部设置有若干卡槽，土柱采样管的安装端固定安装在所述卡槽内；本实用新型的装置不带乙炔气瓶或乙炔发生器，体积小，安全实用；培养室本体的材料选用聚乙烯，使装置具有轻便、携带方便的特点，便于野外多点多时段测定。聚乙烯材料的培养室本体抗氧化腐蚀的能力强，保证长时间埋在原位土壤中不易被腐蚀。
文档编号G01N1/08GK202903750SQ20122065848
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者方芳, 高红涛, 蒋甫阳, 曾前松, 周安兴, 郭劲松, 孙志伟 申请人:重庆大学