[发明专利]农田原位土淋溶液收集器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农田原位土淋溶液收集器及其使用方法，属土壤监测技术领域，特别适用于监测氮、磷等养分以及农药在土体中的迁移对地下水的影响，特别是保持农田土体原样的条件下，实现原位监测，降低了取样的难度，整个取样过程简单准确。

背景技术

化肥对世界粮食的生产具有很重要的贡献。据联合国粮农组织统计，发展中国家施肥可使粮食作物单产提高35％～57％，总产提高30％～50％。目前，我国大部分耕地都需补充氮素，1/2以上耕地需补充磷肥，1/3～1/4以上耕地需补充钾肥。尽管化肥在粮食增产方面取得了巨大成就，但同时也带来了一系列的环境问题，尤以氮肥施用的环境问题最为突出。农田养分淋失是养分损失的重要途径之一，全世界施入土壤中的氮肥，大约有10％～40％经土壤淋溶进入地下水，农田养分淋失影响农田土壤和水环境质量的演变，国内外很多研究均表明化肥施用与浅层地下水NO₃^-浓度升高具有明显的相关性。近年来因农田不合理施肥造成土壤硝态氮淋溶而引起地下水污染已成为一个全球关注的问题。

以往一般认为，土壤中磷淋溶损失量极少，主要流失途径是地表径流和土壤侵蚀，但近年来，许多学者报道出农田土壤磷素以淋溶形式损失的量与以地表径流和土壤侵蚀形式损失量相当或更大。根据联合国粮农组织的估计，我国的太湖地区在农田磷流失量中渗漏量占到了31％。因此，作为水体富营养化的关键养分因子，磷元素的淋失问题也越来越受到关注。

此外，农药对于农业也是十分重要的。由于病、虫、草害，全世界每年损失的粮食约占总产量的一半，使用农药可以挽回总产量的15％左右。世界上化学农药年产量已达数百万吨，品种超过1000种，常用的有250种左右。据统计，中国每年农药使用面积达1.8亿公顷，50年代以来使用的666达到400万吨，DDT 50多万吨，受污染的农田达1330万公顷。由于农药的施用通常采用喷雾的方式，农药中的有机溶剂和部分农药漂浮在空气中，污染大气；农田被雨水冲刷，农药则进入江河甚至汇入海洋。这样，农药就由气流和水流带到世界各地，残留土壤中的农药则可通过渗透作用到达地层深处，从而污染地下水。因此，由于农药的大量和大面积使用、不当滥用，以及农药的不可降解性，已对地球造成严重的污染，并由此威胁着人类的安全。

因此，为了保护水资源、水生生态系统以及人类饮用水源的安全，世界各国都在寻求新方法和新途径来监测土壤中氮磷等养分以及残留农药在土体中的运移规律。目前，国内外对于土壤中氮、磷养分迁移的研究方法主要有室内土柱模拟法、渗漏池法、田间土柱法、陶土吸力杯法、集水槽法以及原位监测法。其中国家发明专利CN 101246156A已经对几种研究方法进行了比较，而原位监测法则在保证原来土层没有被扰动的前提下，采样过程简单快捷，降低了采样难度。目前在国内外还没有确立土壤淋溶监测标准方法的情况下，相对精确、简便、经济的农田原位土淋溶液监测方法将会在该研究领域具有广阔的发展前景。

专利公开号为CN101246156A、名称为“农田地下淋溶原位监测装置”的发明专利虽然具有采样简单快捷的优点，但也存在明显不足：(1)工程量相对较大，造价较高，需要在坑体内砌防水水泥墙体；(2)淋溶装置在农田中间占据较大面积，不利于农田的常规耕作；(3)取淋溶水样时需下到坑内抽取，操作有所不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的一些不足，从而提供一种农田原位土淋溶液收集器及其使用方法，通过安装一种能准确测算土壤淋溶液体积的原位土淋溶液收集器，使原位土的淋溶液监测具有成本低、结果可靠、制造与安装方便、容易实施等特点。

本发明的技术方案如下：

一种农田原位土淋溶液收集器，由淋溶盘、连接管、收液器以及抽水管组成，其特征在于淋溶盘是一个敞口式长方形不透水容器，淋溶盘下面位于拐角处设有出水口，出水口上固定有水嘴，淋溶盘内的出水口上覆加一层尼龙网；收液器为圆桶状容器，由圆桶和桶盖组成，圆桶和桶盖上带有丝纹，桶盖能旋紧在圆桶上对其进行密封；桶盖上带有进水口和抽水口，分别固定有进水口水嘴和抽水口水嘴，通过连接管将淋溶盘出水口上的水嘴和桶盖上的进水口水嘴相连接；桶盖上的抽水口水嘴连接抽水管，抽水管的另一端带有管帽，能对抽水管进行封盖；抽水管内带有内抽水管。

所述的淋溶盘的长、宽、高分别为50-70cm、30-50cm、6-10cm，使用硬质塑料制成。

所述的收液器的圆桶和桶盖由耐压不透水的硬质塑料制成；圆桶体积在30-40L。