專利名稱：一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤氣體采樣裝置，更具體的涉及一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置。適合于科學(xué)研究和環(huán)境檢測部門測定水田土壤向外界排放的氧化亞氮?dú)怏w時取樣。
背景技術(shù)：
溫室氣體是指地球大氣中導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體。在所有排放源中，土壤是溫室氣體產(chǎn)生的重要排放源。氧化亞氮是土壤排放的重要溫室氣體，氧化亞氮對全球氣候變化的影響越來越大，它的增溫效應(yīng)是C02的298倍，它在大氣中不僅滯留時間長(平均壽命約為150年)，而且破壞大氣臭氧層。由于人類活動的增加，大氣中的N20的濃度正在以每 0. 2%-0. 3%的速率增加，按此速率發(fā)展，到2050年大氣中N20濃度將從2001年的314ppb增加到350-400ppb，將給全球氣候和環(huán)境帶來嚴(yán)重的威脅。深入了解氧化亞氮的土壤排放機(jī)制以及影響因素，對控制土壤溫室氣體排放、遏制地球溫室效應(yīng)有重要意義。土壤氧化亞氮的產(chǎn)生主要與土壤微生物活動密切相關(guān)，土壤溫度的變化能顯著改變土壤氧化亞氮的產(chǎn)生，以往利用有機(jī)玻璃和不銹鋼鐵皮制作而成的收集裝置由于在氣體收集時不能有效地控制裝置內(nèi)的溫度，導(dǎo)致裝置內(nèi)的溫度上升過快， 在這種情況下收集到的氧化亞氮?dú)怏w量不能等同于自然條件下土壤產(chǎn)生的氧化亞氮?dú)怏w。 并且采用有機(jī)玻璃，制作成本比較高，同時在利用過程中容易破損。利用不銹鋼鐵皮制作氣體采集箱體，外圍包一層5mm厚絕熱材料和一層鋁箔紙，以限制采樣箱內(nèi)空氣溫度的變化， 這種方式生產(chǎn)的裝置不但溫度控制不理想，并且在使用過程中裝置外表容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出了一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置。適合于科學(xué)研究和環(huán)境檢測部門測定水田土壤向外界排放的氧化亞氮?dú)怏w時取樣。為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置，它包括溫濕度計(jì)、注射器、三通閥門、硅橡膠管、箱體、底座，其特征在于
底座由PVC材料焊接而成，底座包括一個基座和一個回形槽，基座由長X寬X高為 60cmX60cmX 15cm的方框組成，回形槽由兩個連成一體的正方形方框組成，其中內(nèi)正方體長X寬X高為60cmX60cmX6cm，外正方體長X寬X高為70cmX70cmX5cm。箱體為長方體，由彩鋼板和鋁合金三角柱制成，側(cè)面長X寬為90cmX60cm，頂長X寬為70cmX 70cm，箱體10四個側(cè)面通過鋁合金三角柱結(jié)合，箱體四個側(cè)面與頂面通過不銹鋼片固定，四根三角柱上各裝有一個把手，箱體與底座的回形槽嵌合，形成一個封閉空間。機(jī)箱風(fēng)扇內(nèi)置在箱體頂?shù)膬?nèi)面，機(jī)箱風(fēng)扇的電源線伸出箱體與箱體外的蓄電池連接。鐵網(wǎng)為盒狀，長X寬X高為20cmX20cmX5cm，網(wǎng)孔大小0. 4cm,固定在箱體頂?shù)膬?nèi)面，罩住機(jī)箱風(fēng)扇。內(nèi)徑為0. 5cm的硅橡膠管穿過箱體頂面，一部分插入箱體，一部分留在箱體外。位于箱體外的硅橡膠管末端連接上三通閥門的一個出口，三通閥門其它兩個出口分別連接50毫升注射器和采氣瓶。溫濕度計(jì)的探頭線穿過箱體頂面，探頭懸于箱體中央，溫濕度計(jì)數(shù)顯部分平放于箱體頂部。保存箱由容積IL樂扣盒制成，平放于箱體頂面。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1.本裝置能夠避免靜態(tài)箱溫度因?yàn)樘栞椛涠仙^快。在樣品采集的SOmin內(nèi)，箱體內(nèi)部溫度變化在士2°C，利用本裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最大溫度變幅為從0時的32. 5°C上升到第SOmin時的34.2°C，溫度上升幅度為1. 7°C。上升的原因推測是由于植物呼吸作用產(chǎn)生的熱量使內(nèi)部氣溫上升，而不是因?yàn)樘栞椛涞淖饔?。而用有機(jī)玻璃制成的收集裝置在強(qiáng)烈的太陽輻射下箱體內(nèi)的氣溫能上升5°C左右，這時采集的氣體與自然條件下有很大的差異。利用此裝置研究中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站長期施肥制度晚稻田氧化亞氮排放規(guī)律，試驗(yàn)持續(xù)4個月，在樣品采集的SOmin內(nèi)最大的溫度變化為1.8°C。利用此收集裝置研究中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站晚稻田土壤氧化亞氮排放規(guī)律，晚稻田土壤在水稻生育期內(nèi)氧化亞氮排放速率在0. 7 43. 3 (ug-m-2-h-l)之間，晚稻田土壤在水稻曬田前后有氧化亞氮的排放高峰。2.本裝置制作材料便宜，造價相對較低。該套裝置取材十分方便，制作成本相對便宜，質(zhì)量小，移動方便。由于都是采用不銹鋼材料和鋁合金材料，本裝置外表美觀，并且經(jīng)久耐用，能夠在田間經(jīng)歷日曬雨淋而保持外觀不發(fā)生變化。


圖1為一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-保存箱2-溫濕度計(jì)(DT-2)、3-蓄電池(6-DZM-20)、4-注射器(50毫升)、 5-三通閥門(CT III型)、6_機(jī)箱風(fēng)扇、7-硅橡膠管、8-鐵網(wǎng)、9_把手、10-箱體、11-底座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置，它包括溫濕度計(jì)3、注射器(4)、三通閥門5、硅橡膠管7、箱體10、底座11，其特征在于由PVC材料焊接而成的底座11，包括一個基座和一個回形槽，基座由長X寬X高為60CmX60CmX15Cm的方框組成，基座能夠嵌入土壤，罩住一定面積的土壤表面，回形槽由兩個連成一體的正方形方框組成，其中內(nèi)正方體長X寬X高為 60cmX60cmX6cm，外正方體長X寬X高為70cmX 70cmX 5cm，回形槽能夠與箱體10嵌合。由彩鋼板和鋁合金三角柱制成長方體箱體10，箱體10包括四個長方形側(cè)面和一個正方形頂，側(cè)面長χ寬為90CmX60Cm，頂長*寬為70CmX70Cm，箱體10四個側(cè)面通過鋁合金三角柱結(jié)合，箱體10四個側(cè)面與頂面通過不銹鋼片固定，四根三角柱上各裝有一個把手9，把手9為外力的著力點(diǎn)，箱體10能與底座11回形槽嵌合，形成一個封閉空間。機(jī)箱風(fēng)扇6 (旋風(fēng)F-122)內(nèi)置在箱體10頂?shù)膬?nèi)面，機(jī)箱風(fēng)扇6的電源線伸出箱體與箱體外的蓄電池2 (6-DZM-20)連接，蓄電池2為風(fēng)扇6提供動力，風(fēng)扇6攪拌箱體10 內(nèi)的氣體使氣體混合均勻；盒狀鐵網(wǎng)8長X寬X高為20cmX20cmX5cm，網(wǎng)孔大小0. 4cm 左右，固定在箱體10頂?shù)膬?nèi)面，罩住機(jī)箱風(fēng)扇6，在機(jī)箱風(fēng)扇6和植株間形成屏障；硅橡膠管7 (內(nèi)徑0.5cm)穿過箱體10頂面，一部分插入箱體10，一部分留在箱體10外，硅橡膠管 7將箱體10內(nèi)的氣體導(dǎo)出箱體10外；箱體10外那部分硅橡膠管7末端連接上三通閥門5 (CT III型)的一個出口，三通閥門5其它兩個出口分別連接注射器4 (50毫升)和采氣瓶，通過改變?nèi)ㄩy門5的方位改變氣體流向，方便氣體收集；溫濕度計(jì)3 (DT-2)探頭線穿過箱體10頂面，探頭懸于箱體10中央，溫濕度計(jì)3數(shù)顯部分平放于箱體10頂部，箱體10內(nèi)部的溫度通過溫濕度計(jì)3的感應(yīng)探頭，在面板上顯示；保存箱1由容積IL樂扣盒制作而成，平放于箱體10頂面，氣體收集完畢后用于保存蓄電池2、溫濕度計(jì)3、注射器4、三通閥門5。
使用時，箱體10放入已插入土壤15cm深處的PVC底座11外緣四周的凹槽中，并用蒸餾水密封；采集氣體之前將機(jī)箱風(fēng)扇6與蓄電池3用機(jī)箱風(fēng)扇6自帶導(dǎo)線連接，機(jī)箱風(fēng)扇6運(yùn)轉(zhuǎn)五分鐘左右，使由箱體10、底座11組成的密閉體系內(nèi)氣體混合均勻，由于鐵網(wǎng)8 的存在，水稻植株不會因?yàn)榕龅綑C(jī)箱風(fēng)扇6頁片而損壞，同時機(jī)箱風(fēng)扇6運(yùn)轉(zhuǎn)也不會受植株的干擾；在蓋箱體10之初及之后的0min、20min、40min、60min、80min用注射器4通過連接在硅橡膠管7上的三通閥門5從由箱體10、底座11組成的密閉體系中抽取氣體，通過旋轉(zhuǎn)三通閥門5把注射器4中的氣體轉(zhuǎn)移到氣體采樣瓶備測；溫濕度計(jì)2具有記時器和測定溫度的功能，利用溫濕度計(jì)可以獲得各采樣時間點(diǎn)由箱體10、底座11組成的密閉體系中的氣溫；氣體收集完畢后，將溫濕度計(jì)2、蓄電池3、注射器4和三通閥門5裝入保存箱1中，防止這些器材受到太陽和雨水的腐蝕。
權(quán)利要求
1. 一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置，它包括溫濕度計(jì)(3)、注射器(4)、三通閥門(5)、 硅橡膠管(7)、箱體(10)、底座(11)，其特征在于底座(11)由PVC材料焊接而成，底座(11)包括一個基座和一個回形槽，基座由長X 寬X高為60CmX60CmX 15cm的方框組成，回形槽由兩個連成一體的正方形方框組成，其中內(nèi)正方體長X寬X高為60cmX60cmX6cm，外正方體長X寬X高為70cmX70cmX5cm ； 箱體(10)為長方體，由彩鋼板和鋁合金三角柱制成，側(cè)面長X寬為90CmX60Cm，頂長X寬為70CmX70Cm，箱體10四個側(cè)面通過鋁合金三角柱結(jié)合，箱體(10)四個側(cè)面與頂面通過不銹鋼片固定，四根三角柱上各裝有一個把手(9)，箱體(10)與底座(11)的回形槽嵌合，形成一個封閉空間；機(jī)箱風(fēng)扇(6)內(nèi)置在箱體(10)頂?shù)膬?nèi)面，機(jī)箱風(fēng)扇(6)的電源線伸出箱體與箱體外的蓄電池(2)連接；鐵網(wǎng)(8)為盒狀，長X寬X高為20cmX20cmX5cm，網(wǎng)孔大小0. km，固定在箱體(10) 頂?shù)膬?nèi)面，罩住機(jī)箱風(fēng)扇(6);內(nèi)徑為0. 5cm的硅橡膠管(7)穿過箱體(10)頂面，一部分插入箱體(10)，一部分留在箱體(10)外；位于箱體(10)外的硅橡膠管(7)末端連接上三通閥門(5)的一個出口，三通閥門(5) 其它兩個出口分別連接50毫升注射器(4)和采氣瓶；溫濕度計(jì)(3)的探頭線穿過箱體(10)頂面，探頭懸于箱體(10)中央，溫濕度計(jì)(3)數(shù)顯部分平放于箱體(10)頂部；保存箱(1)由容積IL樂扣盒制成，平放于箱體(10)頂面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水田土壤氧化亞氮采樣裝置，底座包括一個基座和一個回形槽，箱體為長方體，箱體與底座的回形槽嵌合，機(jī)箱風(fēng)扇內(nèi)置在箱體頂?shù)膬?nèi)面，機(jī)箱風(fēng)扇的電源線與蓄電池連接；鐵網(wǎng)固定在箱體頂?shù)膬?nèi)面，罩住機(jī)箱風(fēng)扇；硅橡膠管穿過箱體頂面，一部分插入箱體，一部分留在箱體外；位于箱體外的硅橡膠管末端連接上三通閥門的一個出口，三通閥門其它兩個出口分別連接50毫升注射器和采氣瓶；溫濕度計(jì)的探頭線穿過箱體頂面，探頭懸于箱體中央，溫濕度計(jì)數(shù)顯部分平放于箱體頂部；該裝置能夠在采樣過程中避免因?yàn)樘栞椛鋵?dǎo)致的氣溫急劇上升，保持裝置內(nèi)溫度穩(wěn)定，同時該裝置體積適中，質(zhì)量輕便十分適合田間操作。
文檔編號G01N1/22GK102519759SQ20111038271
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者侯海軍, 張振興, 朱亦君, 魏文學(xué) 申請人:中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所