[发明专利]一种农田生态系统氮循环监测装置

权利要求书

1.一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：包括预埋箱(1)和可移动监测取样系统，所述预埋箱(1)埋置于农田，所述预埋箱(1)内置与农田相连的水位监测系统，所述预埋箱(1)的侧面上开设有地下取样孔(10)，所述可移动监测取样系统包括可移动静态箱、可移动取样器(9)和传感器系统，所述可移动静态箱可拆卸地安置于农田，所述可移动取样器(9)穿过所述地下取样孔(10)后水平插入农田内，所述传感器系统采集所述可移动静态箱内气体数据、农田表层水土数据以及所述可移动取样器(9)内农田地下水土气数据，所述可移动取样器(9)包括取土器和水气取样管(38)，所述取土器包括从前往后依次相连的钻土尖端(26)、螺旋形取土段(27)、螺旋镂空筒状段(28)和直壁镂空筒状段(35)，所述直壁镂空筒状段(35)上设有把手(36)，所述直壁镂空筒状段(35)后侧设有塞体(39)，所述水气取样管(38)位于所述螺旋镂空筒状段(28)和直壁镂空筒状段(35)内，所述水气取样管(38)外侧包裹有尼龙网(31)和纱布(30)，所述水气取样管(38)和螺旋镂空筒状段(28)靠近农田地表处的管壁均设有开孔部(29)，所述水气取样管(38)内置储气管(32)，所述储气管(32)管壁开设透气小孔，所述储气管(32)外壁包裹气体交换膜层(33)，储气管(32)外侧与所述水气取样管(38)内侧形成土壤溶液储样腔(34)。

2.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述水位监测系统包括水位管(3)，所述水位管(3)一端穿过所述预埋箱(1)底部与农田相连，所述水位管(3)伸入农田部分包有纱布滤层(11)，所述水位管(3)另一端经直角弯头延伸至当地田埂高度，所述水位管(3)内置有水位传感器(2)，所述水位传感器(2)与数据盒(12)连接，所述数据盒(12)与通讯模块(13)连接将水位监测数据发送至远程平台。

3.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述可移动静态箱包括套筒(4)和底座(5)，所述套筒(4)侧壁开设取气孔(6)，所述取气孔(6)依次连接气体阀(7)和取气筒(8)，所述底座(5)下端插入土壤，所述底座(5)上端为回字形凹槽，所述套筒(4)的下端插入所述回字形凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述土壤溶液储样腔(34)后端设有土壤溶液取样孔(37)，所述土壤溶液取样孔(37)穿过所述直壁镂空筒状段(35)和水气取样管(38)下侧的管壁后连有土壤溶液取样瓶(23)。

5.根据权利要求4所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述储气管(32)后侧内置有气体抽吸管(40)，所述气体抽吸管(40)穿过所述塞体(39)后依次连接至所述预埋箱(1)内的气路切换阀(14)、气泵(15)和气体收集装置(16)。

6.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述预埋箱(1)箱体侧壁开设地表取样孔(18)和距地面不同高度的地下取样孔(10)，所述地表取样孔(18)位于农田地表水土交界面处，所述地下取样孔(10)和地表取样孔(18)在非使用期间利用取样孔橡胶塞(19)作密封处理。

7.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述传感器系统包括地表气体传感器(24)、地表水传感器(17)、土壤传感器(20)、土壤溶液传感器(22)和气体传感器(21)，所述地表气体传感器(24)设置在所述可移动静态箱套筒(4)内，所述地表水传感器(17)设置在农田地表水与所述预埋箱(1) 外壁交界处，所述土壤传感器(20)设置在农田表层土壤内以及设置在所述螺旋形取土段(27)和螺旋镂空筒状段(28)交界处，所述土壤溶液传感器(22)设置在所述土壤溶液储样腔(34)后侧，所述气体传感器(21)设置在所述储气管(32)后端，所述地表气体传感器(24)、地表水传感器(17)、土壤传感器(20)、土壤溶液传感器(22)和气体传感器(21)均与数据盒(12)连接，所述数据盒(12)与通讯模块(13)连接将所有监测数据发送至远程平台。

8.根据权利要求1所述的一种农田生态系统氮循环监测装置，其特征在于：所述预埋箱(1)材质为PVC板材，所述取土器材质为不锈钢材料。