[发明专利]一种旱作农田氮磷迁移转化的试验方法及装置

权利要求书

1.一种旱作农田氮磷迁移转化试验方法，其特征在于：在降雨/灌溉过程前，将待测农田/试验小区根据土质进行垂直分层，获取不同层次土壤中氮、磷的种类和含量，分别为第一层{N_A01}、{P_A01}；第二层{N_A02}、{P_A02}……

在降雨/灌溉期间及之后，设定周期X，在第t个周期内，测定径流量M，根据垂直分层获取同一径向长度上的不同层次的样品水，分别测定其氮、磷的种类和含量，分别为第一层{N_At1}、{P_At1}；第二层{N_At2}、{P_At2}……；

在第t周期内，获取待测农田/试验小区的径流出口处的流量M，收集径流的样品水质，测定其氮、磷的种类和含量，分别为{N_Mt}、{P_Mt}；

固定垂直深度，将待测农田/试验小区根据土质进行径向分段，在第t周期内，获取不同层次的样品水，分别测定其氮、磷的种类和含量，分别为第一段{N_Bt1}、{P_Bt1}，第二段{N_Bt2}、{P_Bt2}……；

对于原始数据的处理方法如下：

(1)根据每一周期的径流量M和径流水的N含量{N_Mt}，计算N径流流失负荷，多个数据可组成径流量和氮流失量的模型；

(2)选定径流量M最大的周期中，在径向分层中，利用第一段{N_Bt1}、第二段{N_Bt2}……和初始{N_B01}、{N_B02}……的数据对比，模拟出径向流失模型；在垂直分层中，利用第一层{N_At1}、第二层{N_At2}……和初始{N_A01}、{N_A02}……的数据对比，模拟出淋溶流失模型；

(3)利用初始{N_A01}、{N_A02}……求得平均土壤氮含量{N_平均}，利用不同周期的径流样品水中{N_Mt}/{N_平均}可得不同周期的氮流失比，以周期为横坐标作图可得整个降雨/灌溉期的氮流失曲线；

所述对于磷的数据处理与氮的相同；

所述氮的测定指标有总氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、颗粒氮；所述磷的测定指标有总磷、磷酸盐、水溶性磷、颗粒磷；

所述的旱作农田氮磷迁移转化试验方法的实验装置，包括接头(1)、排水管(2)、缓冲取样装置(3)、样品装置(4)、至少一个土壤溶液取样装置(5)以及控制系统，所述接头(1)用于将农田/试验小区径流排水口与所述排水管(2)相接，所述排水管(2)为标准制式的圆形管道，其上设有流量计(21)；

所述缓冲取样装置(3)包括缓冲罐(31)和取样件(32)，所述缓冲罐(31)的底部设有排水口(311)和排水阀(312)，所述排水口(311)外接排水管道(313)；所述取样件(32)设置在排水管道(313)的侧面，所述取样件(32)包括取样器(321)、取样瓶(322)、漏斗(323)，所述取样瓶(322)通过管道连接到漏斗(323)且所述管道上具有电泵(324)；

所述样品装置(4)包括外壳(41)、样品盘(42)、旋转轴(43)、底座(44)、电机(45)，所述外壳(41)顶端设有活动的挡板(411)，所述底座(44)安装在外壳(41)的内部空腔中，所述样品盘(42)通过旋转轴(43)安装在底座(44)上，所述底座(44)内部设有齿轮组(441)，所述齿轮组(441)的动力端为电机(45)，其输出端为旋转轴(43)；

所述样品盘(42)为一大型圆盘，从内向外设有n圈样品孔(421)，n不小于取样器(321)和土壤溶液取样装置(5)的数量之和；任一圈的样品孔(421)设置多个且数量相同，每一圈中的样品孔(421)相对于圆心的间隔角度相同，所述样品孔(421)内部放置有样品瓶(422)；

所述土壤溶液取样装置(5)包括取样端(51)、输送管(52)、存样室(53)、气泵(54)，所述取样端(51)包括取样头(511)和气室(512)，所述存样室(53)一端连接气泵(54)，另一端通过密封管路连接到取样端(51)，所述存样室(53)的顶端还设有液面感应计(533)，所述存样室(53)的底部设有垂直的出口管(531)，所述出口管(531)上设有微量截止阀(532)；

所述漏斗(323)、出口管(531)的出口对应在不同圈样品孔(421)的正上方；

所述控制系统与流量计(21)、排水阀(312)、取样器(321)、电泵(324)、电机(45)、气泵(54)、微量截止阀(532)通讯连接；包括径流取样控制模块和土壤溶液取样模块；

所述径流取样控制模块用于在预设的周期内，记录流入缓冲罐(31)的径流流量以及从径流中取样至取样瓶(322)以备检测；

所述土壤溶液取样模块用于在预设的周期内，通过土壤溶液取样装置(5)进行特定土壤溶液的取样，以备检测。