土壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于±壤氨揮發(fā)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，增加氮（N)服投入是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要途徑之一，但是氮服施入±壤后， 大部分會(huì)通過(guò)各種途徑損失于環(huán)境之中，其中氨（N&)揮發(fā)是氮服氣態(tài)損失的重要途徑。據(jù) 估算，全球每年施用的化學(xué)氮服和有機(jī)氮服分別為N 7800萬(wàn)噸和N 3300萬(wàn)噸左右，氨揮發(fā) 損失分別占其施用量的14%和23%左右。同時(shí)，隨著人們對(duì)糧食需求的增加，氮服施用量也 越來(lái)越高。另外，過(guò)量施氮再加上不合理的施用方法、干旱的氣候和±壤抑較高等導(dǎo)致旱 地的氨揮發(fā)更為嚴(yán)重。而大氣中氨氣濃度升高又將導(dǎo)致沉降至地表的活性氮增多，從而引 發(fā)諸如森林或水生生態(tài)系統(tǒng)的酸化、富營(yíng)養(yǎng)化及物種多樣性降低等一系列環(huán)境問(wèn)題。
[0003] 由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的氨氣量十分巨大，因此關(guān)于農(nóng)田氨揮發(fā)的研究一直是 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為了正確評(píng)價(jià)氨揮發(fā)的影響，定量分析農(nóng)田±壤氨 揮發(fā)通量成為必然，由此也發(fā)展出了多種測(cè)定方法。但是由于影響氨揮發(fā)的因素眾多，采用 不同的測(cè)定方法對(duì)測(cè)定結(jié)果會(huì)有很大的影響。
[0004] 截至目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)定±壤氨揮發(fā)的方法總體可分為間接法和直接法兩大類(lèi)。間 接法主要指±壤平衡法，該方法興起于20世紀(jì)70年代，通過(guò)施服量與植物吸收量、±壤殘 留量和淋失量的差值來(lái)估算氨的揮發(fā)量，但由于該方法測(cè)定項(xiàng)目繁多，不考慮反硝化損失， 且任何一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目均有存在試驗(yàn)誤差的可能，勢(shì)必影響最終氨揮發(fā)估算結(jié)果，因此，該方 法具有試驗(yàn)繁瑣，花費(fèi)人力、物力、財(cái)力較多，W及誤差較大等缺陷。直接法主要有密閉室 法、微氣象法，還有在歐洲一些國(guó)家流行的風(fēng)洞法，W及近年來(lái)在一些發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)用的比較 先進(jìn)的可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法。微氣象法、風(fēng)洞法W及可調(diào)諧二極管激光吸收光譜 法均可直接從試區(qū)上方的空氣中采樣測(cè)定，準(zhǔn)確性高，然而要求較大的試區(qū)面積。微氣象法 的試區(qū)面積不能小于1公頃（hm 2)，且周?chē)飰K不能施用化服；風(fēng)洞法和可調(diào)諧二極管激光 吸收光譜法雖然要求的面積可在1公頃W下，但亦不能很小。因此，該H種方法多適用于大 型生態(tài)區(qū)域的氣體動(dòng)態(tài)研究。對(duì)于多因素對(duì)比的野外田間小區(qū)試驗(yàn)，由于從不同小區(qū)揮發(fā) 的氨氣在試區(qū)上部來(lái)回流動(dòng)，微氣象法難W區(qū)分其來(lái)源。另外，微氣象法、風(fēng)洞法W及可調(diào) 諧二極管激光吸收光譜法還要求高精密度和靈敏度的儀器測(cè)定風(fēng)速、溫度及大氣中的氨濃 度變化，該些試驗(yàn)儀器昂貴致使研究費(fèi)用較大。因此，W上H種方法不適宜于多因素田間小 區(qū)對(duì)比試驗(yàn)和研究經(jīng)費(fèi)欠缺且沒(méi)有電源的野外農(nóng)田觀測(cè)研究。
[0005] 20世紀(jì)70年代末，DenLmead(1979)提出了至今依然在小區(qū)試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的密 閉室法。密閉室法的原理是將供試的±壤服料和作物等放在一密閉容器中，用酸或堿性物 質(zhì)吸收該系統(tǒng)的氨，然后進(jìn)行定量測(cè)定。密閉室法裝置比較簡(jiǎn)單，條件易于控制，可W估測(cè) 某一點(diǎn)±壤一氨的物質(zhì)交換，適合于小區(qū)試驗(yàn)和多因素對(duì)比研究，但密閉狀態(tài)下的氨揮發(fā) 過(guò)程完全不同于自然狀態(tài)，氨濃度梯度氣壓梯度瑞流脈動(dòng)和氣體流動(dòng)與自然條件下不同， 因此，其研究結(jié)果基本上是定性的。
[0006] 綜上所述，由于測(cè)定技術(shù)水平限制，當(dāng)前±壤氨揮發(fā)的研究長(zhǎng)期W盆栽試驗(yàn)、室內(nèi) 模擬及密閉容器為主，所得結(jié)果難W反映田間實(shí)際。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種既適用于小區(qū)試驗(yàn)和多因素對(duì)比研究，又 能反映田間實(shí)際的±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置。
[0008] 為完成W上發(fā)明目的，本實(shí)用新型通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] 設(shè)計(jì)一種±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置，包括筒體、頂蓋和底盤(pán)，所述頂蓋設(shè)置在筒體 頂部，所述底盤(pán)設(shè)置在筒體下部的外壁上；所述筒體兩端敞開(kāi)，其上部設(shè)有鄰接的兩層海 綿，所述海綿外緣與所述筒體內(nèi)壁匹配；所述底盤(pán)上部的筒體上均布有3?5個(gè)下通氣孔， 所述筒體的頂部邊緣還均布有2?4個(gè)上通氣孔。
[0010] 本實(shí)用新型將兩層海綿鄰接設(shè)置，只需要在下部設(shè)一層支撐籬，且在換下層海綿 時(shí)操作方便，田間更換時(shí)間短，誤差??；上層海綿主要作用是阻擋外界的氨氣和沉降的其它 灰塵對(duì)下層海綿的影響。
[0011] 優(yōu)選的，所述筒體、頂蓋和底盤(pán)均為聚氯己帰材質(zhì)。
[0012] 優(yōu)選的，所述筒體為上下等徑的圓柱筒體，所述底盤(pán)為圓環(huán)狀，環(huán)圍在筒體下部四 分之一高度處的外壁上，而形成一定寬度的外沿。
[0013] 優(yōu)選的，所述海綿下層設(shè)置在下通氣孔之上，所述海綿上層設(shè)置在上通氣孔之下。
[0014] 優(yōu)選的，所述下層海綿通過(guò)支撐籬活動(dòng)設(shè)置在筒體內(nèi)，所述上層海綿疊放在下層 海綿之上，所述支撐籬由無(wú)揮發(fā)性和腐蝕性的硬質(zhì)材料制成，如不鎊鋼、硬質(zhì)塑料等。
[0015] 優(yōu)選的，所述下通氣孔與上通氣孔的總面積比為1 ;5?6。
[0016] 本實(shí)用新型用于±壤氨揮發(fā)的測(cè)定方法，包括W下步驟：
[0017] (1)海綿浸液；將所述±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置中的兩層海綿浸滿磯酸甘油溶液， W海綿吸收飽和且不滴液為準(zhǔn)；所述磯酸甘油溶液由W下體積百分比的原料組成；磯酸 10%、丙H醇4%、蒸觸水86% ;
[0018] (2)取樣；將所述±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置放置在選定小區(qū)，底盤(pán)W下的筒體入 ±，每隔一定時(shí)間進(jìn)行下層海綿更換，將下層海綿取出，迅速裝入袋子中密封，同時(shí)換上另 一塊浸滿所述磯酸甘油溶液的海綿繼續(xù)進(jìn)行取樣；
[0019] (3)矯正試驗(yàn)：取樣開(kāi)始的同時(shí)，在選定小區(qū)露天放置兩組盛有25mL碳酸氨饋溶 液的蒸發(fā)皿，其中一組罩W浸好液的所述±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置；取樣結(jié)束的同時(shí)，在每 個(gè)蒸發(fā)皿中加入5mL的硫酸溶液(用于終止碳酸氨饋溶液中氨的揮發(fā))，再將蒸發(fā)皿中溶液 分別全部洗入容器，加蒸觸水定容至lOOmU混合均勻，然后分別檢測(cè)溶液中饋的濃度，計(jì)算 溶液中饋的含量，進(jìn)而分別得出兩組蒸發(fā)皿中饋態(tài)氮的損失率；蒸發(fā)皿中饋態(tài)氮損失率= (試驗(yàn)開(kāi)始前饋態(tài)氮含量-試驗(yàn)結(jié)束時(shí)饋態(tài)氮含量）/試驗(yàn)開(kāi)始前饋態(tài)氮含量；
[0020] (4)氨的測(cè)定；把步驟（2)中換下的下層海綿置入盛有足量氯化鐘溶液的容器中 振蕩提取1 h后，采用說(shuō)酷藍(lán)比色法測(cè)定提取液中的饋態(tài)氮含量；
[0021] (5) ±壤氨揮發(fā)量的計(jì)算：
[002引①氨揮發(fā)速率 AVR=CX [M / (AXD) ] X 1〇-2, C=LR無(wú) / LR有
[002引其中，AVR為氨揮發(fā)速率（NHs-N, kg/Oim2 ? d)) ;C為校正系數(shù)；M為步驟（4)所測(cè) 得的饋態(tài)氮量（N&-N，mg) ;4為±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置入±處的截面積(若筒體等徑，即 為筒體截面積)，m2;D為每次連續(xù)取樣的時(shí)間，d (天);LRi為露天蒸發(fā)皿中饋態(tài)氮的損失率； LRg為罩W所述±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置的蒸發(fā)皿中饋態(tài)氮的損失率；進(jìn)而得到
[0024] 妥±壤氨揮發(fā)累積量=E AVR= AVRXD，單位kg/hm2。
[0025] 優(yōu)選的，步驟（2)所述下層海綿更換間隔為：取樣開(kāi)始前7天間隔24h，7天后間 隔48?7化。
[0026] 優(yōu)選的，步驟（2)還包括上層海綿更換，更換間隔為3?7天，將上層海綿取出，同 時(shí)換上另一塊浸滿所述磯酸甘油溶液的海綿繼續(xù)進(jìn)行取樣。
[0027] 優(yōu)選的，所述碳酸氨饋溶液濃度為0. Olmol/L，所述硫酸溶液體積濃度為10%，所 述氯化鐘溶液濃度為Imol/Lo
[0028] 本實(shí)用新型的積極有益效果：
[0029] 1.本實(shí)用新型±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置在農(nóng)田實(shí)際操作中更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值， 其頂部設(shè)計(jì)有防雨水、防風(fēng)吹、防日曬的頂蓋，不僅能夠減免降水對(duì)裝置中浸液海綿的影 響，還能防止日光暴曬，較少液體損耗，更能阻擋大風(fēng)天氣引起的灰塵揚(yáng)沙對(duì)裝置中浸過(guò)磯 酸甘油海綿的影響。
[0030] 2.本實(shí)用新型±壤氨揮發(fā)原位監(jiān)測(cè)裝置所用材料均為市場(chǎng)常見(jiàn)，價(jià)格便宜，并且 本實(shí)用新型在野外無(wú)需電源，具有更廣的適用范圍。
[0031] 3.本實(shí)用新型還在筒體外周設(shè)計(jì)了能形成一定寬度外沿的底盤(pán)，保證了裝置的穩(wěn) 定和入±深度一致，因此，本實(shí)用新型更適應(yīng)于各種天氣環(huán)境，具有更廣的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0032] 4.本實(shí)用新型±壤氨揮發(fā)原位測(cè)定方法在農(nóng)田實(shí)際操作中測(cè)定誤差較小，更接近 實(shí)際值，并能夠適用于農(nóng)田小區(qū)試驗(yàn)和多因素對(duì)比試驗(yàn)研究，具有