[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

说明书

本发明公开了一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集的方法及装置，步骤：A、制作土样采集装置；B、制作U型集气管；C、采集原状土柱；D、U型集气管装入各土层预留孔中，组合安装土样培养装置；E、制作气体通量采集装置；F、向各处理土柱土壤表层外源添加尿素，淹水培养后落干处理，连续培养；G、培养期间按时进行培养土柱氧化亚氮排放通量气体样品收集，从分层硅胶管中由上往下采集体积气样，测定氧化亚氮气体浓度。包括土样培养装置、气体通量采集装置、不锈钢方盘底座。PVC底板设置在该装置的最底端，PVC管位于PVC底板上方，二者衔接处用硅胶密封。方法易行，操作方便。结构简单，成本低廉，操作性强、携带、运输、拆装方便观测方便。

技术领域

本发明属于模拟淹水落干条件下稻田土壤氧化亚氮(排放的技术领域，更具体涉及一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集方法，同时还涉及一种U型分层式土壤氧化亚氮气体采集的装置。

背景技术

氧化亚氮(N₂O)是一种重要的温室气体，对全球变暖的贡献率高达6％，其全球变暖的潜力在100年内是二氧化碳的300倍。大气氧化亚氮(N₂O)浓度大约每年以0.3％的速率在增加，氧化亚氮(N₂O)大量排放也促使臭氧层的耗竭(Braker,2011)。稻田土壤是我国主要的农田土壤类型之一，更是重要的氧化亚氮(N₂O)排放来源，其氧化亚氮(N₂O)排放量占陆地总量22％(白仁朴，2013)。研究表明稻田节水灌溉管理模式中的烤田、干湿交替等措施可导致稻田土壤氧化亚氮(N₂O)的大量排放(Cai et al.,1997)。

由于氧化亚氮(N₂O)排放通量主要测定土气界面氧化亚氮(N₂O)释放动态，反映的是单位面积的氧化亚氮(N₂O)气体总量，但缺乏对土体不同剖面部位氧化亚氮(N₂O)产生、转化以及对氧化亚氮(N₂O)排放的贡献认识。原位采集土壤剖面氧化亚氮(N₂O)气体是准确测定、计算土壤氧化亚氮(N₂O)排放通量的关键技术。因此，本发明将通过采集水稻原土土柱(0-20cm)，置于室内恒温培养，外源向土壤添加尿素后，并施以淹水落干处理，利用U型分层式土壤氧化亚氮(N₂O)气体采集装置系统监测不同土层内氧化亚氮(N₂O)排放量，探究氧化亚氮(N₂O)排放与土壤剖面氧化亚氮(N₂O)浓度的内在联系规律。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是在于提供了一种U型分层式土壤氧化亚氮(N₂O)气体采集的方法，方法易行，操作方便。有利于模拟田间原状水稻土氧化亚氮(N₂O)排放过程，克服了常规的静态箱气体采集法因受温度、箱体大小等因素的影响而导致测量结果出现偏差的缺陷，同时也克服了在采用定位埋植采样瓶方法收集土壤气体时，不能随时随地采集土壤气体的缺陷。该方法可以在恒温条件下，在不需要埋植的情况下实现对土体不同剖面部位氧化亚氮(N₂O)产生、转化以及对氧化亚氮(N₂O)排放的准确检测，确保后续气象色谱仪可以实现精确测定氧化亚氮(N₂O)的排放量。

本发明的另一个目的在于提供了一种U型分层式土壤氧化亚氮(N₂O)气体采集的装置，克服了一般静态箱隔热效果不好，易引起测量误差，且大多设备体积较大、质量较重，携带、运输及安装不便的缺陷，也克服了开放式动态箱在使用时，气流压力难以控制、操作困难，从而可能会导致数据波动的缺陷，同时也克服了整个系统精密度要求高，价格昂贵，不易开展大面积监测的缺陷，该装置结构简单，体小质轻，成本低廉，适用广，操作性强、携带、运输、拆装方便且观测方便。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种U型分层式土壤氧化亚氮(N₂O)气体采集方法，其步骤是：