一种用于定点监测土壤氮磷流失的原位取样装置的制作方法

本实用新型属于土壤学、植物营养学及部分相关学科的取样实验工具技术领域，具体涉及一种用于定点监测土壤氮磷流失的原位取样装置。

背景技术：
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中国是农业大国，为满足人口增长对作物产量需求，化肥生产和使用长期处于高位，尤其是在蔬菜产业过程中。化肥过量投入带来污染隐患：易引起土壤养分富集；流失进入地下和地表，加剧水体富营养化。迄今对于氮磷营养循环中的生态环境问题开展了大量研究。如渗漏液收集法测定氮磷的淋溶损失，同位素示踪法测定植物吸收利用，通气法、密闭法、风洞法、微气象法测定氮挥发损失等。以上方法只针对氮磷变化的单个环节，实验室条件下的氮磷测定也很难反映实际田间条件。能够直接用于田间氮磷淋失过程测定的原位取样装置的缺乏，制约了种植条件下土壤氮磷变化过程与规律的定量研究。

尽量真实地采集土壤样品，分析理化性质或通过模拟实验测其理化指标，了解不同土层养分状况，才能应对并解决农产品产地环境安全问题。国内外在原状土样品采集装置方面开展了大量工作。然而不同装置不同程度的缺陷制约了精准样品的采集。人工挖掘法采集土壤具有破环性且费时费力，土层深度难以准确控制；钻筒直压式取土在采集坚硬深部土层时较难发挥作用；锤击式取土的深度可超过40cm，但钻头和钻杆在某些坚硬土壤中可能因动力直接作用而易受损坏；旋转式取土不能保持原位土壤的结构层次，不适合分层研究。而且以上方法均只侧重于单个时间点的即时取样，农业耕作模式下作物生育期间的管理操作(如灌溉)对土壤影响深远，若不能及时了解这些变化则很难开展科学调控。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置。该原位土取样装置结构简单、价格低廉、便于携带、实用高效，可原位监测采集并完整获取原状土样品，便于及时掌握田间作物种植周期内的土壤氮磷淋溶挥发损失变化状况，为制定农田面源污染综合防治对策提供科学依据。

本实用新型是通过以下技术方案予以实施的：

本实用新型的用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置，其特征在于，包括：培养A管、培养B管和手柄条；

所述的培养A管包括第一管体，第一管体上端设有密封第一管体上端开口的第一密封塞盖，在第一管体壁上，从上至下设有若干条刻度线，在上端初始刻度线处的第一管体壁上相对设置有两个第一开孔，所述的第一密封塞盖的底部位于第一开孔的上方，第一密封塞盖塞入第一管体后未遮挡住两个第一开孔；

所述的培养B管包括第二管体，第二管体上端设有密封第二管体上端开口的第二密封塞盖，在第二管体壁上，从上至下设有若干条刻度线，在上端初始刻度线处上方的第二管体壁上相对设置有两个第二开孔，所述的第二密封塞盖的底部位于第二开孔处，第二密封塞盖塞入第二管体后遮挡住两个第二开孔；

所述的第一管体和第二管体的形状和大小相同，其管体内径自上而下尺寸均一，如直径不变的圆管，其外壁的下部成锥形切口，有利于钻土；

所述的手柄条的大小与第一开孔和第二开孔的形状相适应，手柄条能插入第一开孔或第二开孔中。

优选，所述的第一管体和第二管体的管体内径为45mm，长度为50cm，它们的刻度线由上往下分别为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm，所述的第一开孔位于第一管体的0cm刻度线上；所述的第二开孔位于第二管体的0cm刻度线上方的5cm处。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型中以培养A管或培养B管盛放自然剖面的原状土壤的方式进行原位培养，能较好地反映土壤氮磷淋失的动态变化过程，保证了田间种植条件下定位研究中方法运用与样品采集的科学性和准确性，所得土壤样品高质可靠。

2、本实用新型中的原位取样装置除能满足一般土壤样品的采集需要外，培养A管和培养B管培养丰富了研究方法，对土壤的扰动破坏小，不影响作物生育期间的管理操作(如灌溉)，能够定量监测田间土壤氮磷随时间变化过程，也不存在取样装置在区域土壤类型和土地利用方式上的限制。

3、本实用新型中第一密封塞盖与第二密封塞盖的作用除起到密封第一管体和第二管体的作用外，可以使管体锤入时土壤时锤击传来的压力均匀分散到管体外表面，提高使用寿命，是对以前锤击式取土装置的有益改进。

4、本实用新型结构简单、价格低廉、便于携带、实用高效，便于有效地进行野外土壤样品的原位监测采集，能够保证土壤样品较好的重复性，适合大面积推广。

附图说明：

图1是本实用新型的培养A管的结构示意图；

图2是本实用新型的培养B管的结构示意图；

图3是本实用新型的手柄条的结构示意图；

其中1、第一管体；2、第一密封塞盖；3、刻度线；4、第一开孔；5、第二管体；6、第二密封塞盖；7、刻度线；8、第二开孔。

具体实施方式：

以下实施例是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1、2和3所示，本实施例的用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置包括培养A管、培养B管和手柄条；

所述的培养A管包括第一管体1，第一管体长度为50cm，内径为45mm，管内部呈圆柱形，管径较细可确保采集过程中取得的土样不会滑落，基于成本及加工性能考虑选用不锈钢管，第一管体外壁下部呈锥形切口。第一管体上端设有密封第一管体上端开口的第一密封塞盖2，在第一管体壁上，从上至下依次按实际距离设有0cm、10cm、20cm、30cm、40cm刻度线3，其中40cm刻度线位于第一管体下端开口处，在上端0cm刻度线处的第一管体壁上相对设置有两个第一开孔4，所述的第一密封塞盖高度为5cm，第一密封塞盖塞入第一管体后其下端距0cm刻度线还有5cm的距离，因此，第一密封塞盖塞入第一管体后未遮挡住两个第一开孔4，第一密封塞盖的底部位于第一开孔的上方；

所述的培养B管包括第二管体5，第二管体长度为50cm，内径为45mm，管内部呈圆柱形，管径较细可确保采集过程中取得的土样不会滑落，基于成本及加工性能考虑选用不锈钢管，第二管体外壁下部呈锥形切口。第二管体上端设有密封第二管体上端开口的第二密封塞盖6，在第二管体壁上，从上至下依次按实际距离设有0cm、10cm、20cm、30cm、40cm刻度线7，其中40cm刻度线位于第二管体下端开口处，在上端0cm刻度线上方5cm处的第二管体壁上相对设置有两个第二开孔8，第二密封塞盖塞入第二管体后遮挡住两个第二开孔，第二密封塞盖的底部位于第二开孔下端处；

所述的手柄条的大小与第一开孔和第二开孔的形状相适应，手柄条能插入第一开孔或第二开孔中，所述的手柄条长度为40cm，直径为10mm，手柄条直径略小于第一开孔和第二开孔孔径，其为不锈钢材质柱形，选择的手柄条长度可使取土时更快捷省力，手柄条拆下还可用于辅助取出粘附于管体上的土样。

本实施例的用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置是这样使用的：

首先确定地表平坦的取样点。

本实施例田间试验选用验证平台为某农业面源污染治理示范工程建设基地，根据当地施肥种类和用量设置不施肥、习惯施肥、化肥减施10％、化肥减施15％和化肥减施20％处理，各处理重复3次，共15个小区，栽培作物为茄子。各小区设立独立的灌水口和排水口，畦宽1.50m包沟，沟深30-50cm，单行种植40株，株距80cm。

田间试验前用自来水清洁本实用新型的用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置。试验小区按照设置的量施用基肥1天后，在各小区的近植株条施肥料带上随机选取3个位点，将本实用新型的用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置的培养A管和培养B管锤入。其中培养A管和培养B管的锥形切口端向下接触样地表面，持工具锤锤击培养A管和培养B管上的密封塞盖，使得培养A管和培养B管的管体竖直敲入土壤。管体深入过程中，通过留意管体外壁刻度线准确判断进入土层深度，达到预定深度后停止锤击，即得到所需样品。将培养A管上端的第一密封塞盖拔出，使得第一管体敞置保持与田间自然条件一致，培养B管需要紧覆第二密封塞盖并用封口膜、皮筋严格密封。田间试验过程中同时等量进行灌溉操作，培养至花芽分化期/开花期后，将装好土的两支培养管取出，沿管体上端对开孔插入手柄条，旋转手柄条并向上施加力，将采集好样品的钻筒旋转提出地表；拆下手柄条按照管体侧壁刻线准确分取腔室内的各层次土壤样品。立即在该采样点20cm范围内锤入另外两支新的培养A管与培养B管，继续进行土柱培养，如此重复下去，最后作物成熟收获时重复上述操作采取土壤样品。土样取出充分混匀后装入样品袋带回实验室内分析土壤氮磷状况。取土完成后，及时用自来水清洗用于定点监测土壤氮磷流失的原位土取样装置，防尘晒干以备再次使用。实验室内需要测定土壤铵态氮、硝态氮和速效磷含量，用于估测一段时间内土壤氮磷淋溶挥发损失量。田间试验开始到花芽分化期/开花期，花芽分化期/开花期到成熟收获期的土壤氮磷淋溶挥发损失量分别等于相应取样位点在花芽分化期/开花期或成熟收获期取得的培养B管数值减去培养A管的数值。

本实施例所选零件均采用不锈钢材料制成。

综上，本实用新型所述的实施方式仅提供一种最佳方式，其技术内容及特点已陈述如上，研究人员全面了解后可能会基于本实用新型所述内容而做各种替换或修饰；因此不限于本文中实施例所述的技术内容，凡是依照本实用新型的形状、构造以及原理所做的一切等效变化，均涵盖在本实用新型的保护范围内。