[發明專利]一種旱作農田氮磷遷移轉化的試驗方法及裝置

有效

• 申請號: 201910875598.1
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110501476B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 魏東洋;安坤;王龍樂;郭志鵬;白潔瓊;黃春榮;蔣曉璐
• 申請（專利權）人: 生態環境部華南環境科學研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N1/20;G01N1/14
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 胡穎

1.一種旱作農田氮磷遷移轉化試驗方法，其特征在于：在降雨/灌溉過程前，將待測農田/試驗小區根據土質進行垂直分層，獲取不同層次土壤中氮、磷的種類和含量，分別為第一層{N_A01}、{P_A01}；第二層{N_A02}、{P_A02}……

在降雨/灌溉期間及之后，設定周期X，在第t個周期內，測定徑流量M，根據垂直分層獲取同一徑向長度上的不同層次的樣品水，分別測定其氮、磷的種類和含量，分別為第一層{N_At1}、{P_At1}；第二層{N_At2}、{P_At2}……；

在第t周期內，獲取待測農田/試驗小區的徑流出口處的流量M，收集徑流的樣品水質，測定其氮、磷的種類和含量，分別為{N_Mt}、{P_Mt}；

固定垂直深度，將待測農田/試驗小區根據土質進行徑向分段，在第t周期內，獲取不同層次的樣品水，分別測定其氮、磷的種類和含量，分別為第一段{N_Bt1}、{P_Bt1}，第二段{N_Bt2}、{P_Bt2}……；

對于原始數據的處理方法如下：

(1)根據每一周期的徑流量M和徑流水的N含量{N_Mt}，計算N徑流流失負荷，多個數據可組成徑流量和氮流失量的模型；

(2)選定徑流量M最大的周期中，在徑向分層中，利用第一段{N_Bt1}、第二段{N_Bt2}……和初始{N_B01}、{N_B02}……的數據對比，模擬出徑向流失模型；在垂直分層中，利用第一層{N_At1}、第二層{N_At2}……和初始{N_A01}、{N_A02}……的數據對比，模擬出淋溶流失模型；

(3)利用初始{N_A01}、{N_A02}……求得平均土壤氮含量{N_平均}，利用不同周期的徑流樣品水中{N_Mt}/{N_平均}可得不同周期的氮流失比，以周期為橫坐標作圖可得整個降雨/灌溉期的氮流失曲線；

所述對于磷的數據處理與氮的相同；

所述氮的測定指標有總氮、銨態氮、硝態氮、亞硝態氮、顆粒氮；所述磷的測定指標有總磷、磷酸鹽、水溶性磷、顆粒磷；

所述的旱作農田氮磷遷移轉化試驗方法的實驗裝置，包括接頭(1)、排水管(2)、緩沖取樣裝置(3)、樣品裝置(4)、至少一個土壤溶液取樣裝置(5)以及控制系統，所述接頭(1)用于將農田/試驗小區徑流排水口與所述排水管(2)相接，所述排水管(2)為標準制式的圓形管道，其上設有流量計(21)；

所述緩沖取樣裝置(3)包括緩沖罐(31)和取樣件(32)，所述緩沖罐(31)的底部設有排水口(311)和排水閥(312)，所述排水口(311)外接排水管道(313)；所述取樣件(32)設置在排水管道(313)的側面，所述取樣件(32)包括取樣器(321)、取樣瓶(322)、漏斗(323)，所述取樣瓶(322)通過管道連接到漏斗(323)且所述管道上具有電泵(324)；

所述樣品裝置(4)包括外殼(41)、樣品盤(42)、旋轉軸(43)、底座(44)、電機(45)，所述外殼(41)頂端設有活動的擋板(411)，所述底座(44)安裝在外殼(41)的內部空腔中，所述樣品盤(42)通過旋轉軸(43)安裝在底座(44)上，所述底座(44)內部設有齒輪組(441)，所述齒輪組(441)的動力端為電機(45)，其輸出端為旋轉軸(43)；

所述樣品盤(42)為一大型圓盤，從內向外設有n圈樣品孔(421)，n不小于取樣器(321)和土壤溶液取樣裝置(5)的數量之和；任一圈的樣品孔(421)設置多個且數量相同，每一圈中的樣品孔(421)相對于圓心的間隔角度相同，所述樣品孔(421)內部放置有樣品瓶(422)；

所述土壤溶液取樣裝置(5)包括取樣端(51)、輸送管(52)、存樣室(53)、氣泵(54)，所述取樣端(51)包括取樣頭(511)和氣室(512)，所述存樣室(53)一端連接氣泵(54)，另一端通過密封管路連接到取樣端(51)，所述存樣室(53)的頂端還設有液面感應計(533)，所述存樣室(53)的底部設有垂直的出口管(531)，所述出口管(531)上設有微量截止閥(532)；

所述漏斗(323)、出口管(531)的出口對應在不同圈樣品孔(421)的正上方；

所述控制系統與流量計(21)、排水閥(312)、取樣器(321)、電泵(324)、電機(45)、氣泵(54)、微量截止閥(532)通訊連接；包括徑流取樣控制模塊和土壤溶液取樣模塊；

所述徑流取樣控制模塊用于在預設的周期內，記錄流入緩沖罐(31)的徑流流量以及從徑流中取樣至取樣瓶(322)以備檢測；

所述土壤溶液取樣模塊用于在預設的周期內，通過土壤溶液取樣裝置(5)進行特定土壤溶液的取樣，以備檢測。