[实用新型]一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置，设置了包括外筒、内筒、进水阀、排水阀、底盘、土柱、陶土粒过滤层、水分传感器、收集土壤淋溶液的陶土头、抽水泵和环形盖；本实用新型的有益技术效果是：通过准确模拟地下水位的升降，可监测到农田中氮元素发生变化的数据，研究水位波动条件下氮的利用及损失，判断在地下水位波动下既能增产又能减少污染的农田最佳施氮量。

技术领域

本实用新型涉及农业环保技术领域，尤其是一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置。

背景技术

氮肥给农业生产带来巨大经济效益，然而氮肥损失所引起的环境问题，已经成为国际环境保护和防治污染的重点内容，吸引了众多学者的关注和研究。氮素损失主要引起的环境问题有：硝酸盐淋洗进入地下水引起地下水硝酸盐污染；NH₃和N₂O等气体挥发进入大气环境，加剧温室效应、破坏臭氧层和形成酸雨，造成严重的环境灾难。

影响氮素在地面作物、土壤剖面及在大气中的迁移、转化和再分布过程的因素有多方面,例如种植模式、作物管理、施肥、灌溉、降雨、温度、土壤质地等。水分是氮素移动的重要载体和驱动因素，传统研究仅考虑降雨和灌溉的影响，忽略了地下水位波动对农田氮素的迁移转化的影响。地下水位并不是稳定不变的，在土壤蒸发、植物蒸散、大气降水等自然因素以及人工抽注地下水等人为因素的作用下，地下水位随时间上下波动。尤其在背河洼地、流域近岸以及潮土区域等地下水位埋深较浅的区域，特别是夏季，集中降雨使得地下水位急剧上升，地下水位到地表距离可达到50cm以内。地下水位上升，使得土壤剖面水分饱和区域上移，导致土壤中氧化还原状况发生了变化，为反硝化微生物的活动提供了适宜的条件，氮素发生转化，氮素在土壤剖面的迁移也发生改变，对农田的氮素利用造成损失。因此，加强地下水位波动对农田氮素利用以及损失影响的研究有很重要的实际意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置,具有结构简单,使用方便,准确获取农田氮素变化数据,能够满足农业生态系统试验需求的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置，包括外筒、内筒、环形底、进水阀、排水阀、底盘、土柱、陶土粒过滤层、水分传感器、收集土壤淋溶液的陶土头、抽水泵和环形盖；

所述外筒和内筒高度相等并套装，外筒和内筒之间通过底部的环形底密封连接，所述进水阀安装在外筒上部并与外筒和内筒之间的夹层空间相连通，所述排水阀安装在外筒下部并与外筒和内筒之间的夹层空间相连通；所述环形底与底盘上端面密封连接，所述内筒设有高于环形底的内筒底，所述土柱装在内筒内部，所述陶土粒过滤层位于内筒底和土柱之间；在所述内筒底与底盘之间的内筒壁上以及内筒底上均设有透水孔；所述水分传感器有多个并均布在土柱内的上下各层面，所述陶土头有多个并均布在土柱内的上下各层面，各陶土头分别设有通向外筒外面的抽水管，所述抽水泵位于外筒外面并设有能与各抽水管相连通的软管；所述环形盖位于外筒顶面以下并密封连接在外筒和内筒之间。

上述的一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置，还包括收集一氧化二氮N₂O的静态箱，所述静态箱包括罩盖和抽气阀，所述罩盖开口朝下并将下端置于环形盖上，所述抽气阀安装在罩盖顶面并与罩盖内部相连通。

上述的一种模拟地下水位升降对农田氮素影响的装置，还包括氨气NH₃收集器，所述氨气NH₃收集器包括氨挥发交换室、通气管、两个氨吸收瓶和真空泵；所述氨挥发交换室为设有顶面的圆筒，所述圆筒朝下开口,所述通气管的中部通过三通和编织管与氨挥发交换室顶部内相连通，所述氨吸收瓶内的下部装有硼酸溶液并将口部密封，在两个氨吸收瓶的顶部之间连通硅胶管，右侧的氨吸收瓶顶部与氨挥发交换室顶部之间通过硅胶管相连通，左侧的氨吸收瓶顶部与真空泵的入口之间通过硅胶管相连通。