[实用新型]用于冷底田土壤环境的模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及潜育型水稻土的土壤环境模拟技术领域，特别涉及一种用于冷底田土壤环境的模拟实验装置。

背景技术

冷底田是因长期浸水、土层糊烂与还原作用强烈而造成的一种低产田。其主要特征是土壤水分处于饱和状态，还原作用强、有毒物质多。我国约有346万hm²，占全国稻田面积的15.07%，占低产稻田面积的44.2%。主要分布在我国南方各省山区谷地、丘陵低洼地段，是南方稻区主要的低产稻田类型之一，稻谷产量每公顷一般不及稻田平均每公顷产量的二分之一。根据广东省第二次土壤普查资料（广东省土壤普查办公室编著，广东土壤，科学出版社，1993）可知，潜育型水稻土亚类分为7个土属，分别是：冷底田、乌泥底田、油格田、青泥格田、烂湴田、冷底田、渍水田。近年来，在冷底田土壤的生产潜力评估、土壤结构改良、消减铁硫毒害、养分活化、综合治理及配套技术集成等方面开展了大量的研究，取得了卓有成效的工作。

然而，由于冷底田特有的成因条件，绝大部分的研究工作只能集中在大田试验原位开展，才能真正了解、探索冷底田的综合治理与利用。少有的盆栽试验也早已与冷底田原来土壤环境相去甚远，很难模拟原位土壤的特定生境条件，严重制约了相关研究的开展，也无法得到精确的研究数据。因此，为了方便对冷底田土壤环境的进一步研究，开发其小型实验装置是必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于冷底田土壤环境的模拟实验装置，该装置结构简单，可便于盆栽试验的开展。

本实用新型的技术方案为：一种用于冷底田土壤环境的模拟实验装置，包括相连接的模拟器和冷凝系统，模拟器包括内套和外套，内套设于外套中，内套外壁与外套内壁之间设置相互独立的隔热空间和水浴空间，隔热空间内设置隔热夹层，水浴空间与冷凝系统连接。

所述模拟器中，隔热空间设于水浴空间上方，水浴空间的顶面高于内套底面。

所述模拟器中，水浴空间处外套的外壁上设有进水口和排水口，水浴空间内设有搅拌器。搅拌器的作用主要是对水浴空间内的冷却水进行搅拌，使水浴空间内各处的冷却水保持一致的温度；

所述模拟器中，水浴空间处外套的外壁上设有减压阀。减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的，在水浴空间的外壁上设置减压阀，可保证水浴空间及冷凝系统的压力安全。

所述冷凝系统包括压缩机、冷凝器、空气过滤器、蒸发器和底座，压缩机、冷凝器、空气过滤器和蒸发器通过管道依次循环连接；蒸发器固定于水浴空间中，压缩机、冷凝器和空气过滤器分别固定于底座中。

所述空气过滤器与蒸发器之间的管道为毛细管。采用毛细管作为冷凝系统中的节流部件，主要起节流和降压作用。

所述蒸发器与压缩机连接的管道中，位于水浴空间中的管道上设有温度传感器。通过温度传感器实时检测水浴空间中冷却水的温度，从而调节冷凝系统，可更好地调节冷却水的温度，使模拟器中土壤环境更接近于自然的土壤环境。

所述隔热夹层为石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料或软木中的一种或多种。

所述模拟器中，内套为中空的不锈钢圆柱体结构，内套直径为90～150cm，内套高度为15～45cm；

外套为中空的长方体结构，外套底部是边长为160cm的正方形，外套高度为16～46cm；外套为塑料外套、铁制外套、钢制外套或铝制外套。

上述所述用于冷底田土壤环境的模拟实验装置，可应用于土层厚度为15～45cm的冷底田土壤环境盆栽试验。

本用于冷底田土壤环境的模拟实验装置使用时，先装配好模拟实验装置并调试至正常工作状态，然后根据试验需求，装入厚度为15～45cm的土层，调整冷却水水温（一般为10～30℃）和水流量至试验需求，便可开展相关盆栽试验。其原理是：在模拟器中装入土壤，通过水浴空间中的冷却水产生冷却效果，通过隔热夹层保持土壤的温度，并通过冷凝系统对水浴空间中的冷却水温度进行调节，从而模拟冷底田的自然土壤环境；其中，冷凝系统中压缩机、冷凝器、空气过滤器和蒸发器组成循环回路，压缩机的压缩空气先送至冷凝器，经过冷凝器降温后，先由过滤器进行过滤，再送至蒸发器与冷浸水进行热交换，从而使冷浸水降温，经过热交换后的较高温空气重新送回压缩机循环利用。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：