详情

原文传递一种旱作农田氮磷迁移转化的试验方法及装置

专利名称：	一种旱作农田氮磷迁移转化的试验方法及装置
摘要：	本发明公开了一种旱作农田氮磷迁移转化试验方法及装置，所述装置包括接头、排水管、缓冲取样装置、样品装置、至少一个土壤溶液取样装置以及控制系统，所述接头和排水管用于引出径流和统计径流流量，所述缓冲取样装置用于取出水质样品；所述土壤溶液取样装置的数量可以自行设置，用于送入土壤指定位置提取土壤溶液，样品装置用于整体存放整个试验周期内的样品瓶，可以在实验室、野外原始土地、试验小区多种环境中，实现长周期、多点同时自动取样监控以代替试验人员的人工取样，可以在一次灌溉和降水中采集多种数据，然后建模得到氮磷迁移转化规律。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	生态环境部华南环境科学研究所
发明人：	魏东洋;安坤;王龙乐;郭志鹏;白洁琼;黄春荣;蒋晓璐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910875598.1
公开号：	CN110501476A
代理机构：	北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡颖
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	510655 广东省广州市员村西街7号
主权项：	1.一种旱作农田氮磷迁移转化试验方法，其特征在于：在降雨/灌溉过程前，将待测农田/试验小区根据土质进行垂直分层，获取不同层次土壤中氮、磷的种类和含量，分别为第一层{NA01}、{PA01}；第二层{NA02}、{PA02}…… 在降雨/灌溉期间及之后，设定周期X，在第t个周期内，测定径流量M，根据垂直分层获取同一径向长度上的不同层次的样品水，分别测定其氮、磷的种类和含量，分别为第一层{NAt1}、{PAt1}；第二层{NAt2}、{PAt2}……；在第t周期内，获取待测农田/试验小区的径流出口处的流量M，收集径流的样品水质，测定其氮、磷的种类和含量，分别为{NMt}、{PMt}；固定垂直深度，将待测农田/试验小区根据土质进行径向分段，在第t周期内，获取不同层次的样品水，分别测定其氮、磷的种类和含量，分别为第一段{NBt1}、{PBt1}，第二段{NBt2}、{PBt2}……；对于原始数据的处理方法如下： (1)根据每一周期的径流量M和径流水的N含量{NMt}，计算N径流流失负荷，多个数据可组成径流量和氮流失量的模型； (2)选定径流量M最大的周期中，在径向分层中，利用第一段{NBt1}、第二段{NBt2}……和初始{NB01}、{NB02}……的数据对比，模拟出径向流失模型；在垂直分层中，利用第一层{NAt1}、第二层{NAt2}……和初始{NA01}、{NA02}……的数据对比，模拟出淋溶流失模型； (3)利用初始{NA01}、{NA02}……求得平均土壤氮含量{N平均}，利用不同周期的径流样品水中{NMt}/{N平均}可得不同周期的氮流失比，以周期为横坐标作图可得整个降雨/灌溉期的氮流失曲线；所述对于磷的数据处理与氮的相同。 2.根据权利要求1所述的一种旱作农田氮磷迁移转化试验方法，其特征在于：所述氮的测定指标有总氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、颗粒氮；所述磷的测定指标有总磷、磷酸盐、水溶性磷、颗粒磷。 3.一种如权利要求1所述的旱作农田氮磷迁移转化实验方法的实验装置，其特征在于：包括接头(1)、排水管(2)、缓冲取样装置(3)、样品装置(4)、至少一个土壤溶液取样装置(5)以及控制系统，所述接头(1)用于将农田/试验小区径流排水口与所述排水管(2)相接，所述排水管(2)为标准制式的圆形管道，其上设有流量计(21)；所述缓冲取样装置(3)包括缓冲罐(31)和取样件(32)，所述缓冲罐(31)的底部设有排水口(311)和排水阀(312)，所述排水口(311)外接排水管道(313)；所述取样件(32)设置在排水管道(313)的侧面，所述取样件(32)包括取样器(321)、取样瓶(322)、漏斗(323)，所述取样瓶(322)通过管道连接到漏斗(323)且所述管道上具有电泵(324)；所述样品装置(4)包括外壳(41)、样品盘(42)、旋转轴(43)、底座(44)、电机(45)，所述外壳(41)顶端设有活动的挡板(411)，所述底座(44)安装在外壳(41)的内部空腔中，所述样品盘(42)通过旋转轴(43)安装在底座(44)上，所述底座(44)内部设有齿轮组(441)，所述齿轮组(441)的动力端为电机(45)，其输出端为旋转轴(43)；所述样品盘(42)为一大型圆盘，从内向外设有n圈样品孔(421)，n不小于取样器(321)和土壤溶液取样装置(5)的数量之和；任一圈的样品孔(421)设置多个且数量相同，每一圈中的样品孔(421)相对于圆心的间隔角度相同，所述样品孔(421)内部放置有样品瓶(422)；所述土壤溶液取样装置(5)包括取样端(51)、输送管(52)、存样室(53)、气泵(54)，所述取样端(51)包括取样头(511)和气室(512)，所述存样室(53)一端连接气泵(54)，另一端通过密封管路连接到取样端(51)，所述存样室(53)的顶端还设有液面感应计(532)，所述存样室(53)的底部设有垂直的出口管(531)，所述出口管(531)上设有微量截止阀(532)；所述漏斗(323)、出口管(531)的出口对应在不同圈样品孔(421)的正上方；所述控制系统与流量计(21)、排水阀(312)、取样器(321)、电泵(324)、电机(45)、气泵(54)、微量截止阀(532)通讯连接；包括径流取样控制模块和土壤溶液取样模块；所述径流取样控制模块用于在预设的周期内，记录流入缓冲罐(31)的径流流量以及从径流中取样至取样瓶(322)以备检测；所述土壤溶液取样模块用于在预设的周期内，听过土壤溶液取样装置(5)进行特定土壤溶液的取样，以备检测。 4.根据权利要求3所述的旱作农田氮磷迁移转化的实验装置，其特征在于：所述取样器(321)包括管道接口(3211)、取样出口(3212)、取样腔(3214)、驱动杆(3213)、压缩弹簧(3215)、电推杆(3216)；所述取样出口(3212)设置在取样腔(3214)的后部侧面且管道接口(3211)设置在正前端，所述驱动杆(3213)的前端形状刚好对应管道接口(3211)。 5.根据权利要求3所述的旱作农田氮磷迁移转化的实验装置，其特征在于：所述样品孔(421)为一圆柱形空腔，其内部设有固定垫(4211)，所述固定垫(4211)与样品孔(421)的孔壁通过弹簧(4212)连接。 6.根据权利要求3所述的旱作农田氮磷迁移转化的试验装置，其特征在于：所述取样头(511)设有多孔亲水性滤膜(5111)和加固件(5112)，直径为2-4mm，平均孔径为0.10-1.20μm。 7.根据权利要求3所述的旱作农田氮磷迁移转化的试验装置，其特征在于：所述旋转轴(43)的内部套接立柱(46)，所述立柱(46)不随旋转轴(43)进行旋转，所述立柱(46)贯穿样品盘(42)且穿出部分设有一可折叠的盖体(47)，所述盖体(47)位于漏斗(323)、出口管(531)和样品瓶(422)之间，且在漏斗(323)、出口管(531)对应位置开有贯通孔。 8.根据权利要求3所述的旱作农田氮磷迁移转化的试验装置，其特征在于：所述电泵(324)为蠕动泵，所述电机(45)为步进电机或伺服电机。
所属类别：	发明专利