[發明專利]一種生物質炭改良紅壤抬田的模擬實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 201910085746.X
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109669025A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 潘延鑫;井思媛
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N27/04;G01N25/00;G01N15/08;G01N13/00
• 代理公司: 鄭州慧廣知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 朱廣存

本發明涉及一種生物質炭改良紅壤抬田的模擬實驗裝置及其實驗方法，所述模擬實驗裝置包括支架、供水裝置、柱筒、地下水水位模擬機構和數據監測系統，所述的柱筒包括上柱筒、中柱筒和下柱筒，所述的上柱筒和中柱筒的結構一樣，包括彈性塑料外筒、彈性塑料內筒、固定環、法蘭、若干根彈簧和自動伸縮機構，所述的彈簧的兩端固定在固定環內，所述的固定環設置在彈性塑料外筒和彈性塑料內筒之間，所述的固定環與所述的法蘭安裝在一起，且把彈性塑料外筒和彈性塑料內筒固定，所述的自動伸縮機構的兩端分別固定法蘭。本發明可方便快捷的達到改變土柱高度的目的，操作方便，可以有效地進行耕作層和黏土層不同高度實驗。

技術領域

本發明涉及一種生物質炭改良紅壤抬田的模擬實驗裝置及其實驗方法，屬于農田生態環境實驗領域。

背景技術

興修大型水利工程往往會造成大面積的耕地淹沒和大量移民外遷，而抬田工程是保護耕地的新型技術措施，也是目前最經濟、最合理、最有效的減少耕地淹沒的保護措施。江西省峽江水利樞紐工程是鄱陽湖生態經濟區建設的重點工程，修于贛江上游，吉安市峽江縣境內，其投資與規模在江西省水利工程中均屬最大。由于該工程的興建，導致峽江流域不少農民生活用地以及耕地被淹，移民外遷以及耕地淹沒，不僅加重了工程投資，還嚴重影響著兩岸居民收入以及農業生產力等問題。為了有效的解決此問題，該工程須考慮采取抬田工程等措施減少耕地損失。抬田工程土層結構是指抬田工程中為避免耕地淹沒及作物澇漬災害，保持耕作土壤水肥，而進行的耕地土層結構設計，自下而上分為基礎料層、保水層和耕作層。抬田工程的施工工藝流程為:施工準備→耕作土層剝離與堆放→基礎料層土石方填筑與驗收→保水層填筑與驗收→耕作土回填、攤平→道路工程施工→田間工程施工→施工結束。耕作層利用剝離的原耕作層回填以保證作物較好的生長；保水層由防滲性能較好的黏土組成以防止灌溉水分過快產生深層滲漏，同時可以防止庫水上漲頂托對作物根部的浸泡；底部基礎料層采用當地風化料或砂礫石填筑。江西土壤多以紅壤多，因此研究生物質炭對紅壤的作用具有重要意義。抬田中耕作層和黏土層的厚度對于抬田的影響比較大，因此研究抬田厚度對于抬田的影響很重要。但是現有實驗室柱筒中沒有合適的柱筒應用研究不同厚度抬田的設備。

發明內容

本大明提供了一種生物質炭改良紅壤抬田的模擬實驗裝置及其實驗方法，解決了現有抬田研究中柱筒需要頻繁更換，無法自由改變高度等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種生物質炭改良紅壤抬田的模擬實驗裝置包括支架、供水裝置、柱筒、地下水水位模擬機構和數據監測系統，所述的供水裝置、柱筒和地下水水位模擬機構固定在支架上，所述的柱筒包括上柱筒、中柱筒和下柱筒，所述的上柱筒、中柱筒和下柱筒之間通過法蘭連接在一起，所述的下柱筒為透明有機玻璃柱，所述的上柱筒和中柱筒的結構一樣，包括彈性塑料外筒、彈性塑料內筒、固定環、法蘭、若干根彈簧和自動伸縮機構，所述的彈簧的兩端固定在固定環內，所述的固定環設置在彈性塑料外筒和彈性塑料內筒之間，所述的固定環與所述的法蘭安裝在一起，且把彈性塑料外筒和彈性塑料內筒固定，所述的自動伸縮機構的兩端分別固定在法蘭上，所述的上柱筒和中柱筒上分別設置有土壤墑情傳感器安裝口、土壤電導率傳感器安裝口和取樣口；

所述數據監測系統包括土壤墑情傳感器、土壤電導率傳感器、數據采集控制器、和上位機；所述數據采集控制器，用于采集土壤墑情傳感器安裝口和土壤電導率傳感器的數據，并對供水裝置、地下水水位模擬機構和自動伸縮機構進行控制；上位機與數據采集控制器連接，用于實現對土柱內土壤墑情和土壤電導率的數據的實時監測、記錄和顯示。

優選地：所述的供水裝置包括供水馬氏瓶、供水大氣連通管以及供水水管，所述供水大氣連通管的一端浸入在供水馬氏瓶的液態水中，其另一端延伸在供水馬氏瓶外而暴露于空氣中，所述供水水管的一端與噴水器連通，其另一端與供水馬氏瓶的底部連通，所述的供水水管上設置有供水電磁閥和流量計，所述的供水電磁閥和流量計分別與數據監控系統連接。