[实用新型]农田土壤氨挥发原位监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤氨挥发监测技术领域，具体是一种农田土壤氨挥发原位监测装置。

背景技术

农田土壤氨挥发是指氨(NH₃)从旱田土壤表面或水田田面水表面散逸到大气环境中的过程。田间氨挥发一方面会造成氮肥的大量损失，降低农田生态系统生产力和氮肥利用率；另一方面挥发散失到大气中的NH₃会随降雨落到地面，造成土壤酸化和水体富营养化；此外，积累在大气中的NH₃还会被氧化为NO、N₂O和NO₂等气体，破坏臭氧层，加重温室效应。因此，研究农田土壤的氨挥发，对于肥料资源合理利用和生态环境保护具有重要意义。

当前，国内外土壤氨挥发的监测方法主要有直接法和间接法两种。间接法是通过考察氮肥施入土壤后各途径的去向，由田间施氮量扣除氮素径流流失量、氮素渗漏淋失量、氮素硝化-反硝化损失量、植株氮素吸收量和土壤氮素残留量来估算，该方法测定项目繁多，人力财力消耗大，而且由于氮素硝化-反硝化损失量无法有效定量获取，采用间接法的估算氨挥发误差很大，现已基本被淘汰。直接法的基本原理是利用酸性溶液或者浸有酸液的捕获器来捕集农田上方空气中的氨，然后将样品运回室内化验分析来测算氨挥发量，主要有微气象学法、风洞法和连续密闭通气法等。微气象学法要求有较大的试区面积，对均匀下垫面的要求苛刻，同时该方法难以区分多因素对比实验小区上部氨气的实际来源。风洞法不能模拟静风条件和降水条件，同时风洞的大小及风洞内风速的分布情况对测定结果也有较大影响。此外，微气象学法和风洞法不仅占地面积大，还要求高精密度和灵敏度的仪器测定风速和温度，导致实验成本高、技术难度大，因此以上两种方法均不适用于多处理田间试验小区氨挥发的收集和监测。连续密闭通气法的氨捕集装置结构简单，无需精密仪器，在田间能快速采样监测，是目前常用的适用于田间对比实验小区的氨挥发监测方法，该方法通常以真空抽气泵作为动力源，利用空气置换密闭室内的NH₃，挥发出来的NH₃随着气流进入氨吸收瓶中，以硼酸、正磷酸、硫酸和草酸等酸溶液作为氨吸收液，最后在实验室内用滴定法或比色法来化验分析，测算氨挥发量。

本发明人在实现本发明的过程中经过研究发现：目前，基于连续密闭通气法已经有相应的氨挥发收集装置，但相关装置仍存在三方面的问题，一是装置在一个实验小区内监测氨挥发时至少需要两套采样装置供氨挥发采样和空气对照采样同时使用，系统性差，集成度低；二是装置未在抽气气流进入氨吸收瓶前设置过滤器件，忽略了空气中较多的酸性或碱性颗粒物质对后续吸收液中氨的测定造成的杂质干扰误差，监测准确度下降；三是装置未给氨挥发收集密闭室设置带液封卡槽的固定基座，仅适用于表面有淹水层的水田(有水液封，可自然形成密闭条件)，对于无淹水层的旱田，其氨挥发收集室下部与土壤接触处密闭条件差，收集室外侧气流会进入收集室内，氨挥发收集误差大，装置适用范围窄。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种系统性强、集成度高、监测准确度高，广泛适用于水田或旱田等不同类型农田的土壤氨挥发原位采样监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种农田土壤氨挥发原位监测装置，包括真空抽气泵及与真空抽气泵连接的田间氨挥发采样部分和空气采样对照部分，所述田间氨挥发采样部分包括氨挥发捕集器、换气管、第一导气管、第一针头过滤器、第一氨吸收瓶和第一转子流量计，所述氨挥发捕集器包括固定基座及安装于所述固定基座的氨挥发收集室，所述换气管伸入所述氨挥发收集室中，所述第一导气管的一端伸入所述氨挥发收集室，另一端伸入所述氨吸收瓶中的氨吸收液，所述第一导气管上设有第一针头过滤器，所述第一氨吸收瓶的出口端通过所述第一转子流量计与真空抽气泵连接；所述空气采样对照部分包括第二导气管、第二针头过滤器、第二氨吸收瓶和第二转子流量计，所述第二导气管的一端置于空气中，另一端伸入第二氨吸收瓶中的氨吸收液，所述第二导气管上设有第二针头过滤器，所述第二氨吸收瓶的出口端通过所述第二转子流量计与所述真空抽气泵连接。

如上所述的农田土壤氨挥发原位监测装置，所述固定基座为上下开口的框形支架，所述框形支架的顶部设有液封卡槽，所述氨挥发收集室为下部开口的中空壳体，所述氨挥发收集室的下部开口边缘置于所述液封卡槽内，所述液封卡槽用于注水实现氨挥发收集室下部密封。

如上所述的农田土壤氨挥发原位监测装置，所述换气管、第一导气管和第二导气管为内径相同的白色半透明聚乙烯软管。