本实用新型属于土壤温室气体采集设备技术领域，具体涉及一种坡面温室气体采集装置。
背景技术：
N2O是仅次于CO2、CH4的一种重要的温室气体，对大气污染会产生重要的影响。自工业革命以来大气中N2O浓度从270×10-9增加到2011年的324×10-9，尤其在2000～2010年之间N2O浓度增长速率显著升高，并呈现逐年递增的趋势。第21届联合国气候变化大会以来，世界各国政府加大了对大气环境治理的力度。研究表明，湖泊、河流等湿地生态系统是N2O的重要排放源，据估算，2000年全球内陆水域N2O排放量为1.1Tg N yr-1，到2050年N2O排放量将达4.9Tg N yr-1。其中河流每年向大气排放0.68Tg N yr-1，约占10％全球人为N2O排放量，河流N素的富集会增加N2O的排放量，尤其是在农田灌溉区施用各种化学氮肥带来的N素污染，提高了水体中硝化-反硝化速率，导致地下和地表水N2O比例的升高。因此，在目前全球气候变暖的趋势下，探究N2O产生机制及影响因素对全球温室气体减排与全球N素循环研究具有深远意义。
硝化-反硝化是湿地土壤N循环的两个重要环节，其中反硝化过程是去除河流N素、解决河流氮污染的最佳途径。目前针对水体沉积物N2O产生和释放研究多采取氮通量法、乙炔抑制法和15N稳定同位素示踪法等反硝化作用法。目前沉积物N2O产生过程的研究多集中在室内土样培养实验，但是存在培养装置昂贵、操作难度大等问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、易于操作、使用方便的水体沉积物氮循环培养装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种水体沉积物氮循环培养装置，包括主培养管、堵头和注射器。主培养管构造为两端未封闭的圆柱形结构，堵头以可拆卸的方式布置在主培养管的两端。
根据本实用新型的水体沉积物氮循环培养装置主要用于不同季节水体沉积物产生温室气体反硝化潜势进行培养试验，装置主体由主培养管构成，结构简单，易于操作，使用方便，并且降低了研究成本。另外，本实用新型的主水体沉积物氮循环培养装置体积小，能够最大程度的保证采集原位水体沉积物，干扰性小，且能同时在培养箱内进行几组平行对照试验。注射器向主培养管内部添加试剂。主培养管两端由可拆卸式的堵头封闭，能够根据试验需要调节水体沉积物的高度及后期试验结束沉积物的处理，保证管内清洁干净。
对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。
根据本实用新型的水体沉积物氮循环培养装置，在一个优选的实施方式中，主培养管的外周均匀设有若干通孔，通孔设有若干拆卸式的塞子。
四周均匀开大量通孔能充分保证添加试剂均匀进入管内，使沉积物培养试验更具精确性。
进一步地，在一个优选的实施方式中，通孔的直径为0.1～0.3cm，通孔之间的间距为1cm。
进一步地，在一个优选的实施方式中，塞子包括硅胶材质层。
进一步地，在一个优选的实施方式中，水体沉积物氮循环培养装置还包括保护套，保护套套设于主培养管外周。具体地，在一个优选的实施方式中，保护套包括PVC管和垫片，垫片布置在PVC管与主培养管之间。
保护套采样时套在主培养管外部，用于保护主培养管管壁免受磨损，垫片粘附在PVC管上端和底部，用于固定主培养管。保护套的设计能够保证在采集水体沉积物过程中，避免沉积物中砂石等坚硬物质对主培养管表面及硅胶塞子的磨损。
进一步地，在一个优选的实施方式中，垫片包括橡胶层。
进一步地，在一个优选的实施方式中，主培养管包括有机玻璃材质层，并且主培养管的管壁上设有标准刻度。主培养管由有机玻璃管加工制成，重量轻，体积小，易于携带和采样，另外，采用带有标准刻度的透明有机玻璃管制成，耐高温高湿，能在试验过程中随时通过透明的玻璃壁观测管内培养试验情况。
进一步地，在一个优选的实施方式中，堵头包括橡胶材质层。
进一步地，在一个优选的实施方式中，堵头构造为圆柱形结构。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：结构简单，易于操作，使用方便，并且降低了研究成本，能够最大程度的保证采集原位水体沉积物，干扰性小，且能同时在培养箱内进行几组平行对照试验，能够根据试验需要调节水体沉积物的高度及后期试验结束沉积物的处理，保证管内清洁干净。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1示意性显示了本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置的正视结构；
图2示意性显示了本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置的剖面结构；
图3示意性显示了本实用新型实施例的保护套的正视结构；
图4示意性显示了本实用新型实施例的注射器的整体结构。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
图1示意性显示了本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置10的正视结构。图2示意性显示了本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置10的剖面结构。图3示意性显示了本实用新型实施例的保护套4的正视结构。图4示意性显示了本实用新型实施例的注射器3的整体结构。
如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置10，包括主培养管1、堵头2和注射器3。主培养管1构造为两端未封闭的圆柱形结构，堵头2以可拆卸的方式布置在主培养管1的两端。本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置主要用于不同季节水体沉积物产生温室气体反硝化潜势进行培养试验，装置主体由主培养管构成，结构简单，易于操作，使用方便，并且降低了研究成本。另外，本实用新型的主水体沉积物氮循环培养装置体积小，能够最大程度的保证采集原位水体沉积物，干扰性小，且能同时在培养箱内进行几组平行对照试验。注射器向主培养管内部添加试剂。主培养管两端由可拆卸式的堵头封闭，能够根据试验需要调节水体沉积物的高度及后期试验结束沉积物的处理，保证管内清洁干净。优选地，主培养管的长度为30～40cm，内径为5～6cm，外径为6.5～7cm。进一步地，在一个优选的实施方式中，堵头2构造为圆柱形结构，由高弹性橡胶材质制成，堵头2直径根据主培养管1的直径确定。图4是示意性显示了实用新型实施例的注射器3的整体结构。如图4所示，注射器3优选为5～10ml针筒注射器。
根据本实用新型的水体沉积物氮循环培养装置，如图1和图2所示，在一个优选的实施方式中，主培养管1的外周均匀设有若干通孔11，通孔11设有若干拆卸式的塞子12。四周均匀开大量通孔能充分保证添加试剂均匀进入管内，使沉积物培养试验更具精确性。进一步地，在一个优选的实施方式中，通孔11的直径为0.1～0.3cm，特优选为0.2cm，通孔11之间的间距为1cm。进一步地，在一个优选的实施方式中，塞子12由高弹性耐高温高湿软硅胶材质制成，直径优选为0.2cm，用于密封主培养管1管壁上的通孔11。
进一步地，在一个优选的实施方式中，如图3所示，水体沉积物氮循环培养装置10还包括保护套4，保护套4套设于主培养管1外周。具体地，在一个优选的实施方式中，保护套4包括PVC管41和垫片42，垫片42布置在PVC管41与主培养管1之间。优选地，PVC管41构造为两端未封闭的圆柱形结构，长度为35～40cm，内径为7.5～8cm，确保主培养管1能够置于PVC管41内。保护套采样时套在主培养管外部，用于保护主培养管管壁免受磨损，垫片粘附在PVC管上端和底部，用于固定主培养管。保护套的设计能够保证在采集水体沉积物过程中，避免沉积物中砂石等坚硬物质对主培养管表面及硅胶塞子的磨损。进一步地，在一个优选的实施方式中，垫片42由优质高强度软橡胶材质制成，构造为长方形，长度优选为25cm，宽度优选为3～5cm，用于固定PVC管内的主培养管1。
进一步地，在一个优选的实施方式中，主培养管1由高强度耐高温有机玻璃材质制成，并且主培养管1的管壁上设有标准刻度，从第3厘米器至第27厘米。主培养管由有机玻璃管加工制成，重量轻，体积小，易于携带和采样，另外，采用带有标准刻度的透明有机玻璃管制成，耐高温高湿，能在试验过程中随时通过透明的玻璃壁观测管内培养试验情况。
如图1至图3所示，本实用新型实施例的水体沉积物氮循环培养装置10的具体使用方式如下：
第一步，培养装置室内安装。在野外安装之前，在实验室内将直径0.2厘米的塞子12逐个填塞在主培养管1上的通孔11内，尽量避免塞子12过多塞入主培养管1内，再用其中一个堵头2密封主培养管1底部，从主培养管1顶部向其内部盛满水，然后用另一堵头2密封主培养管1顶部，最后用注射器3通过塞子12抽取主培养管1内部水体，验证整个培养装置的密封性。第二步，保护套安装。在低水位时，在河流水域中选择10m左右的河段作为采样区，在采集河底沉积物之前，先将主培养管1去除两端堵头2轻轻放入PVC管41中，根据研究需求，将一个或多个本实用新型实施例的培养装置10依次放入PVC管41中，进行沉积物的采样。本实用新型实施例的培养装置插入河流底部时，要确保装置与水面垂直，避免主培养管1与PVC管41的脱离及河流底部坚硬物质，如石块、砂砾等对装置带来破坏。如果进行平行对照试验研究，要将各培养装置做好显著标记。第三步，取样与处理。在沉积物取出后，立即用堵头2对主培养管1两端进行密封。用5毫升的注射器3通过塞子12向主培养管1内添加化学抑制剂抑制微生物活动。对其预处理后的沉积物样在3小时内转移至实验室培养，并根据试验需要通过堵头2按照主培养管1表面的刻度进行沉积物柱样高度调节。之后根据试验方案将培养装置10放入水浴恒温箱进行水体沉积物产生温室气体反硝化潜势培养试验。
根据上述实施例，可见本实用新型涉及的水体沉积物氮循环培养装置，结构简单，易于操作，使用方便，并且降低了研究成本，能够最大程度的保证采集原位水体沉积物，干扰性小，且能同时在培养箱内进行几组平行对照试验，能够根据试验需要调节水体沉积物的高度及后期试验结束沉积物的处理，保证管内清洁干净。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。