一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種在自然降雨條件下研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，屬于非點(diǎn)源污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】；所述模擬裝置包括徑流槽和可調(diào)節(jié)鐵架臺組成；徑流槽為上方開口的長方體結(jié)構(gòu)，徑流槽頂端和底端對應(yīng)設(shè)置有隔板固定軌，活動的塑料隔板和尼龍網(wǎng)隔板通過固定軌固定在徑流槽內(nèi)，將徑流槽縱向分隔開，把間作植物間的根系分隔開，也將不同的間作植物帶狀分離；可調(diào)節(jié)鐵架臺的可調(diào)節(jié)滑塊，通過支撐斜面板的位置來調(diào)整斜面板與地面之間的夾角，從而模擬不同坡度；本實(shí)用新型是一種在自然降雨條件下研究間作（豆科/禾本科）對土壤表層養(yǎng)分遷移削減的徑流模擬裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、堅(jiān)固耐用、實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，屬于非點(diǎn) 源污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源已經(jīng)成為全球水體污染的主要方式之一，尤其是在坡耕地上進(jìn) 行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，使得大量養(yǎng)分流失進(jìn)入河流、湖泊，進(jìn)而造成水體的富營養(yǎng)化。農(nóng)作物 間套作是我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植模式之一，一方面能夠充分利用光、熱、水、土資源，提高體系 中的農(nóng)作物產(chǎn)量；另一方面通過發(fā)揮協(xié)同作用，有利于間作植物對養(yǎng)分的吸收和累積，從而 減少土壤中養(yǎng)分的積累。此外，間作系統(tǒng)尤其是豆科/禾本科間作系統(tǒng)不僅能夠增加地表 覆蓋面積，直接減少雨水對地面的沖刷，減緩徑流強(qiáng)度而減少土壤養(yǎng)分的損失，還可增加植 物對土壤養(yǎng)分的吸收利用，間接減少耕層土壤養(yǎng)分的流失。因此，近年來間作技術(shù)已逐漸開 始應(yīng)用到坡耕地種植系統(tǒng)中，以期能夠削減土壤養(yǎng)分流失造成的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。
[0003] 為此，需要一種廉價、實(shí)用、簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，來模擬間作植物根系相互作用的差 異，對表層土壤養(yǎng)分損失的影響。有模擬研究采用可活動的塑料薄板為模擬容器，對降 雨-徑流過程中養(yǎng)分遷移過程進(jìn)行了研究，如申請公布號為CN 103616495 A的一種模擬土 壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的模擬裝置，僅提及了對一般種植作物土壤的養(yǎng)分遷移進(jìn)行研究，而對間 作系統(tǒng)內(nèi)土壤養(yǎng)分徑流遷移過程研究缺乏針對性，尤其是無法對間作模擬技術(shù)中的根系分 隔技術(shù)所研究的間作植物根系相互作用與土壤養(yǎng)分流失關(guān)系進(jìn)行比較研究。另外，雨水沖 刷土壤經(jīng)出水孔流入徑流管而沒有經(jīng)過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾，容易造成大土塊隨徑流進(jìn)入徑流管 造成堵塞。
[0004] 因此，為了更好地研究不同根系分隔下間作(豆科/禾本科）植物對土壤表層養(yǎng)分 遷移的削減作用，亟待對上述模擬裝置所用材料與設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬 裝置，用于模擬研究豆科、禾本科作物的間作種植結(jié)構(gòu)對土壤養(yǎng)分表層損失影響及削減貢 獻(xiàn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)用性目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：一種研究間作系統(tǒng)削減土壤 養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，所述模擬裝置包括徑流槽1和可調(diào)節(jié)鐵架臺2,所述的徑流槽1 為上方開口的長方體結(jié)構(gòu)，由石子層3、底出水孔4、固定軌5、塑料隔板6、尼龍網(wǎng)隔板7、尼 龍網(wǎng)8、不銹鋼圓管9、PVC螺紋塑料軟管10、鐵絲11和構(gòu)成；徑流槽1的縱向兩端設(shè)置有 兩道固定軌5,兩道固定軌5上一道設(shè)置有塑料隔板6,另一道設(shè)置有尼龍網(wǎng)隔板7,將徑流 槽縱向分隔成3部分，兩個隔板均高出土面lcm左右，3個底出水孔4對應(yīng)平行設(shè)置于沿徑 流槽1的長方體底部橫側(cè)面上部2(T23 cm處，底出水孔4的外側(cè)焊接不銹鋼圓管9, PVC螺 紋塑料軟管套10在不銹鋼圓管9外緣，并用鐵絲11固定，在底出水孔4與土壤接觸界面間 設(shè)置有用尼龍網(wǎng)8封住的石子層3 ;所述的可調(diào)節(jié)鐵架臺2由底板12、斜面板13、滑塊14、 滑軌15、固定塊16和角度測量裝置17組成，可調(diào)節(jié)鐵架臺2的底板12的頂端和斜面板13 的頂端為同軸可活動連接，可調(diào)節(jié)鐵架臺2的底板上設(shè)有滑軌15,滑塊14通過角度測量裝 置17上的固定塊16緊鎖與底板12連接，滑塊14支撐斜面板13構(gòu)成斜面，斜面板13和底 板12的頂端連接處設(shè)有角度測量裝置17。
[0007] 所述的塑料隔板6中所用的塑料為市場上常見的塑料布，可隔斷根系之間的交互 作用，尼龍網(wǎng)隔板7采用的尼龍網(wǎng)為30 μ m尼龍網(wǎng)，可以阻隔根系，但兩邊可進(jìn)行物質(zhì)交換。
[0008] 所述的徑流槽1由不銹鋼鐵皮構(gòu)成。
[0009] 所述的徑流槽1的長方體型裝置長、寬、高分別為200 cm、50 cm、25 cm。
[0010] 所述的PVC螺紋塑料軟管10直徑為約為3 cm，直徑大小剛好能套在圓筒上為宜。 [0011] 所述的3個底出水孔4離徑流槽1底邊的高度依次約為20 cm。
[0012] 所述的底水孔4最佳直徑為3 cm。
[0013] 所述的PVC螺紋塑料軟管10可由其他軟管替代，其長度以實(shí)際需求來定；所述的 PVC螺紋塑料軟管直徑為3 cm，長為30 cm，長度可根據(jù)需要來調(diào)整。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型是一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失 的模擬裝置，尤其適用于豆科/禾本科，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、堅(jiān)固耐用、實(shí)用性 強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為活動隔板的塑料隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3為活動隔板的尼龍網(wǎng)隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4為可調(diào)節(jié)鐵架臺的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019] 圖中：1_徑流槽，2-可調(diào)節(jié)鐵架臺、3-石子層、4-底出水孔、5-固定軌、6-塑料隔 板、7-尼龍網(wǎng)隔板、8-尼龍網(wǎng)、9-不銹鋼圓管、10- PVC螺紋塑料軟管、11-鐵絲、12-底板、 13-斜面板、14-滑塊、15-滑軌、16-固定塊、17-角度測量裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0021] 如圖1、2、3所示，一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，模擬裝 置包括徑流槽1和可調(diào)節(jié)鐵架臺2,所述的徑流槽1為上方開口的長方體結(jié)構(gòu)，由底出水孔 4、固定軌5、塑料隔板6、尼龍網(wǎng)隔板7、尼龍網(wǎng)8、不銹鋼圓管9、PVC螺紋塑料軟管10、鐵絲 11和石子層3構(gòu)成；徑流槽1的縱向兩端設(shè)置有兩道固定軌5,兩道固定軌5上一道設(shè)置有 塑料隔板6,另一道設(shè)置有尼龍網(wǎng)隔板7,將徑流槽縱向分隔成3列，對作物采用3列式作物 種植，中間是禾本科植物如玉米，兩邊為豆科植物如大豆，玉米與大豆之間一邊設(shè)有尼龍網(wǎng) 隔板7,雖然將作物根系隔開，但根系間可進(jìn)行物質(zhì)交換，另一邊設(shè)塑料隔板6將根系進(jìn)行 分隔，杜絕根系間的相互作用，因而可以比較出兩種根系分隔方式下間作植物，對土壤養(yǎng)分 吸收利用的相互作用差異，兩個隔板均高出土面lcm左右，便于徑流收集和減少各列土壤 間的橫向遷移，塑料隔板6和尼龍網(wǎng)隔板7為可拆卸結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要對裝置進(jìn)行調(diào)整，通 過增減隔板來達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)M效果；3個底出水孔4對應(yīng)平行設(shè)置于沿徑流槽1的長 方體底部橫側(cè)面的上部2(T23 cm處，底出水孔4的外側(cè)焊接不銹鋼圓管9, PVC螺紋塑料軟 管套10在不銹鋼圓管9外緣，并用鐵絲11固定，通過PVC螺紋塑料軟管收集不同作物種植 列的徑流水，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究檢測，在底出水孔4與土壤接觸界面間設(shè)置有用尼龍網(wǎng)8 封住的石子層3,防止較大的泥塊進(jìn)入出水孔，造成阻塞。
[0022] 所述的徑流槽1由不銹鋼鐵皮構(gòu)成。
[0023] 所述的塑料隔板6中所用的塑料為市場上常見的塑料布，可隔斷根系之間的交互 作用，尼龍網(wǎng)隔板7采用的尼龍網(wǎng)為30 μ m尼龍網(wǎng)，可以阻隔根系，但兩邊可進(jìn)行物質(zhì)交換。
[0024] 所述的徑流槽1的長方體型裝置長、寬、高分別為200 cm、50 cm、25 cm。
[0025] 所述的PVC螺紋塑料軟管10直徑為3 cm，直徑大小剛好能套在圓筒上為宜。
[0026] 所述的3個底出水孔離徑流槽1底邊的高度依次約為20 cm。
[0027] 所述的底水孔4最佳直徑為3 cm。
[0028] 所述的PVC螺紋塑料軟管10可由其他軟管替代，其長度以實(shí)際需求來定；所述的 PVC螺紋塑料軟管直徑為3 cm，長為30 cm，長度可根據(jù)需要來調(diào)整。
[0029] 如圖4所示，可調(diào)節(jié)鐵架臺2由底板12、斜面板13、滑塊14、滑軌15、固定塊16和 角度測量裝置17組成，可調(diào)節(jié)鐵架臺2的底板12的頂端和斜面板13的頂端為同軸可活動 連接，可調(diào)節(jié)鐵架臺2的底板上設(shè)有滑軌15,滑塊14通過滑軌15上的固定塊16緊鎖與底 板12連接，滑軌15支撐斜面板13構(gòu)成斜面，斜面板13和底板12的頂端連接處設(shè)有角度 測量裝置17,通過調(diào)節(jié)滑塊14的位置來調(diào)整斜面板13與地面間的夾角而模擬不同坡度，研 究不同坡度下的徑流養(yǎng)分流失。
[0030] 本實(shí)用新型的工作原理：
[0031] 本實(shí)用新型在使用時宜于用在野外自然降雨情況，把長方體形徑流槽1放置在野 夕卜，內(nèi)裝入未經(jīng)破壞的土壤，其長、寬約與長方體一致，裝入土壤的高度約為20 cm，，為了防 止?jié)B漏，在土壤與徑流槽1接觸面之間的孔隙處填充碎土壤使其無縫隙，在長方體形徑流 裝置中以行列式分別種植玉米/大豆間作，玉米/大豆間作處理采用帶狀間作，間作帶通過 固定軌和活動隔板進(jìn)行隔離，寬度方向上兩側(cè)分別留出5 cm空隙，長度方向上兩側(cè)也分別 留出5 cm空隙，中間列種植1行玉米，兩邊列各種植1行大豆，玉米與大豆間的行間距為20 cm，株距均為15 cm。在所種植的作物行列空隙之間的土壤中，撒入相同量的少量肥料作為 底肥，再向模擬裝置中澆灌自來水，保持自然狀態(tài)下的生長，塑料隔板6和尼龍網(wǎng)隔板7將 不同間作植物隔離形成3列不同的區(qū)域，通過PVC螺紋塑料軟管及廣口瓶收集每列的徑流 水，并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測。
[0032] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型是一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失 的模擬裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、堅(jiān)固耐用、實(shí)用性強(qiáng)。
[0033] 本實(shí)用新型通過附圖進(jìn)行說明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對 本實(shí)用新型專利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型專利不局限于所公開的具體 實(shí)施過程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
【權(quán)利要求】
1. 一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特征在于：所述模擬裝置 包括徑流槽和可調(diào)節(jié)鐵架臺，所述的徑流槽為上方開口的長方體結(jié)構(gòu)，由石子層、底出水 孔、固定軌、塑料隔板、尼龍網(wǎng)隔板、尼龍網(wǎng)、不銹鋼圓管、PVC螺紋塑料軟管和鐵絲構(gòu)成；徑 流槽的縱向兩端設(shè)置有兩道固定軌，兩道固定軌上一道設(shè)置有塑料隔板，另一道設(shè)置有尼 龍網(wǎng)隔板，將徑流槽縱向分隔成3列，徑流槽內(nèi)土層厚度20 cm，兩個活動隔板均高出土面1 cm，3個底出水孔對應(yīng)每列，且平行設(shè)置于沿徑流槽的長方體底部橫側(cè)面上部2(T23 cm處， 底出水孔的外側(cè)焊接不銹鋼圓管，PVC螺紋塑料軟管套在不銹鋼圓管外緣，并用鐵絲固定， 在底出水孔與土壤接觸界面間，設(shè)置有用尼龍網(wǎng)封住的石子層；所述的可調(diào)節(jié)鐵架臺由底 板、斜面板、滑塊、滑軌、固定塊和角度測量裝置組成，可調(diào)節(jié)鐵架臺的底板的頂端和斜面板 的頂端為同軸可活動連接，可調(diào)節(jié)鐵架臺的底板上設(shè)有滑軌，滑塊通過滑軌上的固定塊緊 鎖與底板連接，滑塊支撐斜面板構(gòu)成斜面，斜面板和底板的頂端連接處設(shè)有角度測量裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：塑料隔板中所用的塑料為厚塑料布，尼龍網(wǎng)隔板采用的尼龍網(wǎng)為30 μ m尼龍網(wǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：徑流槽由不銹鋼鐵皮構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：徑流槽的長、寬、高分別為：200 cm、50 cm、25 cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：所述底出水孔離徑流槽底部為20 cm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：所述的PVC螺紋塑料軟管直徑為3 cm，長為30 cm，長度可根據(jù)需要來調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究間作系統(tǒng)削減土壤養(yǎng)分徑流流失的模擬裝置，其特 征在于：底出水孔直徑為3 cm。
【文檔編號】G01N33/24GK203849259SQ201420184060
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】夏運(yùn)生, 張乃明, 岳獻(xiàn)榮, 張麗, 褚素貞, 張仕穎, 賈廣軍 申請人:云南農(nóng)業(yè)大學(xué)