[实用新型]一种定量分析农田氮排放的室内试验装置

说明书

本实用新型公开了一种定量分析农田氮排放的室内试验装置，用于定量分析农田氮经地表径流、渗漏淋洗和气态损失三个途径的排放量。主要包括植物培养单元、渗漏液收集装置、径流液收集装置、人工降雨器和气体收集装置。装置主体多数以PVC管及其配件构成。将植物培养单元用固定支架平稳放置，下方可收集渗漏液。植物培养单元与配件连接可在人工降雨过程中或结束后收集径流液样品。采集气体样品时，将植物培养单元上方取样空间通过塑料软管和气泡吸收管与气体采样泵连接，利用酸吸收法收集气体样品用于测定氨挥发量。在气体收集装置主体靠近下端处开孔，用针管抽取气体样品用于测定氧化亚氮释放量。

技术领域

本实用新型涉及一种试验模型，尤其涉及一种农田氮排放的室内试验装置，用于收集并准确定量分析农田氮经地表径流、渗漏淋洗和气态损失三个途径的排放量。

背景技术

农田氮排放有三个途径，即地表径流、渗漏淋洗和气态损失(包括氨挥发和N₂O释放)。无论是大田试验，还是室内小试，前人都设计了相应的试验模型来定量分析农田氮排放。大田试验所采用的地表径流试验装置主要有水泥井法和整理箱法，这些试验装置的优点是测定的径流液浓度较准确，不足之处在于不能通过控制地表径流的影响因素(如地面坡度、降雨强度和降雨历长)等来调整地表径流的强度和历长。大田试验所采用的渗漏淋洗试验装置主要有楔形渗漏收集系统、吸杯、多孔渗漏管-原状土壤渗漏采集器。尽管这些系统得到的结果更接近实际农田氮的渗漏淋洗状况，但存在工程量大、劳动强度大和重复性差等不足。对于氮的气态损失，常用的方法有静态箱法和基于傅里叶变换-中红外光生光谱技术的原位测定法。然而现有的田间气体损失试验装置不能兼顾“操作性强”和“模拟复杂情景”，急需改进。可见，基于大田试验的农田氮排放系统存在很大的局限性。除了大田试验外，前人也曾通过室内小试来分析农田氮的径流损失，这些小试装置能够调整地表径流的强度和持续时间，然而该系统不能用于研究降雨导致的地表径流。室内渗漏淋洗的试验装置则是在培养植物的盆钵中加入一定量的纯净水或用简易的人工降雨模拟器进行“降雨”。这两种方法的优点是操作简单且不需要复杂装置。但是，由于其人工降雨模拟器无法调节降雨强度和历长，因而难以模拟复杂的渗漏淋洗过程。由上述分析可知，现有的农田氮排放试验装置只能关注某一个或两个氮排放途径，因而不能准确地对农田氮排放进行定量分析。

不仅如此，分别利用上述传统实验模型测定农田氮经三个途径的排放特征会增加系统误差。比如利用传统静态箱法测定氨气和氧化亚氮，测定结果会偏低。原因是氨气和氧化亚氮都易溶于水，传统装置利用水封法密闭，容易导致氨气和氧化亚氮测定结果偏低。另外，在实际农田生态系统中，降雨产生的动能和水量，导致土壤溅蚀、地表径流和渗漏淋洗三个氮排放途径同时排放氮。这意味着，无论按什么样的顺序，分别分析三者的排放量再叠加的方式，都会使农田氮排放的实验结果偏大。

发明内容

本实用新型克服了现有试验装置只能关注农田氮一个或两个排放途径、系统误差大、装置配件间不能有机结合这三方面的不足，提供了一种新的定量分析农田氮排放的室内试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种定量分析农田氮排放的室内试验装置，其特征在于由植物培养单元、渗漏液收集装置、径流液收集装置、气体收集装置组成和人工降雨器16；其中

植物培养单元由等径四通1、植物培养单元PVC管3、同心异径管4、清扫口6、纱布5和外堵2组成；植物培养单元PVC管3上端嵌套于等径四通1下端，下端嵌套于同心异径管4上端，同心异径管4下端与清扫口6连接，外堵2安装在等径四通1左右两端，纱布5固定于同心异径管4变径处内壁；