[发明专利]一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集方法及装置

权利要求书

1.一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集方法，其步骤是：

A、制作土样采集装置：用PVC管桶自制土样采集装置，并在管壁标记20cm深度刻线以及方向箭线，用PVC板制成配对桶底板，取样前不密封；

B、制作U型集气管：将进口硅胶管截至长为15cm，用配套的硅胶塞密封管两端待用，用于培养土柱各土层气样采集，每两截硅胶管用U型不锈钢毛细管连接一端后待用；

C、采集原状土柱：用制作的PVC采样桶采集水稻土原状土柱0-20cm，采完土样后，用已制配套PVC底板封底后包裹保鲜膜并运回实验室；

D、U型集气管装入各土层预留孔口中，组合安装土样培养装置：分别在管壁离土表层2.5、7.5、12.5.、17.5cm高度处沿水平方向并列打二个孔，将连接的U型集气管装入各土层预留孔口中，最后在外部用连接三通阀的2mm不锈钢针头插入硅胶管一侧，用于收集各土层气样；

E、制作气体通量采集装置：气体通量采集装置用相同尺寸的PVC管，将PVC板密封一端后作为顶部，在盖顶部向内安装风扇和不锈钢针头，向外连接电源及三通阀用于采气，外部用704硅胶密封各个接口，在土样培养装置上部安装固定气体通量采集装置的不锈钢方盘，采样前用水密封；

F、待桶壁完全密封后开始实验设置处理：施肥为200kg N·h-²，施肥方式为外源添加尿素，各处理土柱尿素添加为：培养开始第1天上午10:00时对各个土柱进行湿润处理，配置7.58g·L^-1的碳酰二胺溶液，于第4～6天后的上午9:00时将100mL碳酰二胺溶液缓慢均匀加入各土柱土壤表层，并使土表维持2cm自由水深；用高纯度的氦气置换各土层硅胶管中气体，连续重复置换3次；开始计时，以淹水24h代表淹水第1d，之后每24h为1d；淹水28d后于当天21:00进行落干处理，以落干12h代表落干第1d，之后每24h为1d，连续培养63d；

G、氧化亚氮的收集在培养过程的第1、4、7、9、11、14、16、19、21、24、28、30、32、35、38、40、42、44、46、48、50、53、55、58、61和63d分别收集氧化亚氮气体，每次气体收集时间为上午9：00开始，首先进行各处理1h氧化亚氮排放通量气体样品收集，采气时将气体通量采集装置放至用于气体采样的培养土柱凹槽上并用水密封，并接通电源使顶部风扇转动充分混匀气体通量采集装置内气体，使用注射器衔接装置顶部三通阀进行采气；分别在第0min和60min各采一次气体样品，每次收集30mL气样，在48h内测定所采气体样品；用注射器从分层硅胶管中由上往下分别采集5mL体积气样，测定氧化亚氮浓度。

2.权利要求1所述的一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集装置，该装置包括土样培养装置、气体通量采集装置、不锈钢方盘底座(8)，不锈钢方盘底座(8)与土样培养装置中的PVC管相接触区域用704胶密封，采集气体样品前罩在不锈钢方盘底座(8)上，衔接处用水密封，其特征在于：土样培养装置包括PVC底板(1)、第一PVC管(2A)、四组U型集气管、第一三通阀(7A)，所述的PVC底板(1)设置在该装置的最底端，第一PVC管(2A)位于PVC底板(1)上方，二者衔接处用704硅胶密封，第一PVC管(2A)内上下排列四组U型集气管，四组U型集气管分别于管壁离土表层2.5、7.5、12.5.、17.5cm高度处插入预留孔中与管壁连接，衔接处用704硅胶密封，所述的不锈钢方盘底座(8)覆盖在土样培养装置顶部，不锈钢方盘底座中间挖掉一个圆形，将土样培养装置放入圆形中，不锈钢方盘底座(8)和第一PVC管(2A)及第二PVC管(2B)相接触区域用704胶密封，气体通量采集装置包括第二PVC管(2B)、第二三通阀(7B)、不锈钢毛细管(9)、顶部PVC板(10)、电风扇(11)、电线(12)，将PVC板(10)密封一端后为顶部，不锈钢毛细管(9)一端穿过盖顶部小孔向内延伸，不锈钢毛细管(9)另一端朝外与第二三通阀(7B)连接，在盖顶部向内安装电风扇(11)，外部连接电线(12)。