设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统及应用技术方案

本发明专利技术提供一种设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统及应用，所述检测系统包括蔬菜种植箱，以及嵌套在蔬菜种植箱内的阻控装置箱。所述蔬菜种植箱，上部种植蔬菜，下方的空腔内设有一个或多个阻控装置箱。多个阻控装置箱采用层层内嵌的方式，每个阻控装置箱内设有阻隔复合物层。空腔底部设有淋溶液收集管。收集管上安装阀门，隔一段时间打开收集淋溶液进行检测，每次取样将装置中的淋溶液抽净。本发明专利技术设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，可以方便的在同一装置、一次实验中完成对照组和试验组的氮磷淋溶损失的检测。实验结果更为准确、可靠，而且更方便快捷。本发明专利技术检测系统还可以用于其他与土壤相关的检测领域。

【技术实现步骤摘要】
设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统及应用
本专利技术涉及一种设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统及应用，属于农业面源污染防控中阻隔氮磷流失的过程阻断拦截

技术介绍
农业的快速发展，蔬菜需求量越来越大，我国设施生产面积2015年近575万公顷，其中设施菜地占93％左右。在蔬菜管理体系中，菜农为了提高蔬菜作物的产量而盲目过量施肥(尤其是氮肥)，加之设施蔬菜复种指数高的特点，氮肥的大量施用，造成土壤剖面硝态氮的过量累积，在强降雨和大水灌溉条件下，极易造成氮素淋失，给地下水带来极大的氮污染风险。因此，研究菜地土壤中氮磷养分的淋溶损失及其控制措施对保护地下水资源具有重要意义。目前研究较多的过程拦截技术是通过种植植物篱、绿肥植物形成植物拦截带，减少通过地表径流流失的氮磷。淋溶过程阻隔技术利用在土壤中的研究较少。因此，研究氮磷流失阻隔复合材料及构建设施菜地氮磷淋溶物阻控层并进行效果评价，具有现实意义。现有技术中对淋溶液进行收集检测的方法，或者是采用直接将淋洗液收集装置埋入土壤下方、田间取样的方法，或者是采用实验室土柱淋溶装置、进行模拟试验。上述两种方法均有一定的弊端，前者虽然可以获得土壤中真实数据，但是淋洗液收集装置使用非常不便，需要预先埋入土壤中，并且采集溶液样品时需要无负压条件抽取。后者则是实验室条件模拟，一般装置较小，不便进行蔬菜种植，不足以反映菜地的真实情况。
技术实现思路
由于目前尚未有在土壤下方埋设氮磷淋溶物阻隔复合物层，来达到减少氮磷流失的目的的相关报道。且现有的检测土壤淋溶液的装置均存在一定缺点，因而本申请人课题组为研究氮磷淋溶损失设计研发了本专利技术系统。本专利技术系统通过将对照的处理设置在同一装置内进行试验，既可以避免了常规方法中将对照和处理分开，从而不同装置之间存在的误差。而且直接在装置内参照大棚方法进行蔬菜种植、施肥、浇水等，因而可以完全反映出阻隔复合物对氮磷淋溶损失阻控的真实效果。同时又使用方便，便于实验室研究使用。本专利技术采用的技术方案是，一种设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，包括蔬菜种植箱，以及嵌套在蔬菜种植箱内的第一阻控装置箱。所述蔬菜种植箱，包括箱体、底座、耕作土层、第一不锈钢网、第一玻璃纤维纱网，所述第一不锈钢网位于箱体内的中上部，所述第一不锈钢网上铺设第一玻璃纤维纱网，所述耕作土层置于第一玻璃纤维纱网上，耕作土上种植蔬菜。耕作土层厚度在40-60厘米。所述第一不锈钢网和底座形成的第一空腔内设有第一阻控装置箱。第一阻控装置箱包括阻隔复合物层、阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第二玻璃纤维纱网、第三玻璃纤维纱网，第三玻璃纤维纱网下设第二不锈钢网。第二不锈钢网和底座形成第二空腔。阻隔复合物层的厚度为2-10厘米。第一空腔两侧底部各设有淋溶液收集管。第二空腔两侧底部也设有淋溶液收集管。收集管上安装阀门，隔一段时间打开收集淋溶液进行检测。每次取样将装置中的淋溶液抽净。采用本专利技术所述系统进行氮磷淋溶损失检测时，在蔬菜种植箱内铺上耕作土并种植蔬菜，按照设施大棚相同的管理方式进行施肥、浇水，淋溶液从耕作土中渗漏下来，一部分直接流入第一空腔，然后通过淋溶液收集管，收集获得的淋溶液，即为对照；一部分流入第一阻控装置，经过阻隔复合物的吸附后，进入第二空腔，从第二空腔底部的淋溶液收集管收集获得的淋溶液即为处理组；对照组和处理组采用同样的方法进行检测，对比二者淋溶液中的氮磷含量，即可获知所用阻隔复合物是否具备氮磷阻控效果及对氮磷的阻控程度如何。采用本专利技术氮磷淋溶物阻控检测系统可以方便的在同一装置、一次实验中完成对照组和试验组的氮磷淋溶损失的检测。实验结果更为准确、可靠，而且方便快捷。进一步地，为了更精确、方便的研究阻隔复合物层的厚度对氮磷淋溶损失的影响，本专利技术设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，设置2个以上阻控装置箱。优选地，阻控装置箱的数量为2-5个。各阻控装置箱内阻隔复合物层的厚度相同。以设置4个阻控装置箱为例，本专利技术设施菜地氮淋溶物阻控检测系统，包括蔬菜种植箱，以及层层嵌套在内的第一阻控装置箱、第二阻控装置箱、第三阻控装置箱和第四阻控装置箱；所述蔬菜种植箱，包括箱体、底座、耕作土层、第一不锈钢网，所述第一不锈钢网位于箱体内的中上部，所述第一不锈钢网上铺设第一玻璃纤维纱网，所述耕作土层置于第一玻璃纤维纱网上，耕作土上种植蔬菜；所述第一不锈钢网和底座形成的第一空腔内设有第一阻控装置箱；第一阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第二玻璃纤维纱网、第三玻璃纤维纱网，第三玻璃纤维纱网下设第二不锈钢网；所述第二不锈钢网和底座形成的第二空腔内设有第二阻控装置箱；第二阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第四玻璃纤维纱网、第五玻璃纤维纱网，第五玻璃纤维纱网下设第三不锈钢网；所述第三不锈钢网和底座形成的第三空腔内设有第三阻控装置箱；第三阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第六玻璃纤维纱网、第七玻璃纤维纱网，第七玻璃纤维纱网下设第四不锈钢网；所述第四不锈钢网和底座形成的第四空腔内设有第四阻控装置箱；第四阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第八玻璃纤维纱网、第九玻璃纤维纱网，第九玻璃纤维纱网下设第五不锈钢网；所述第五不锈钢网和底座形成的第五空腔，第一至第五空腔两侧底部均分别设有淋溶液收集管。收集管上安装阀门，隔一段时间打开收集淋溶液进行检测。每次取样将装置中的淋溶液抽净。本专利技术中所用玻璃纤维纱网规格为200-300目，不锈钢网为5-20目。本专利技术系统中所述阻隔复合物层厚度为2-10厘米。阻隔复合物层中所填充的阻隔复合物，按重量份计，包括如下组分：秸秆粉20-30份、凹凸棒粉22～28份，焦磷酸钠15～20份，活化风化煤20-30份，食用菌菌渣15～20份，铁粉2～4份，鸟粪石12～18份，蔗糖1-2份。所述阻隔复合物的制备方法是：(1)活化风化煤的制备：风化煤粉碎过2mm筛，将风化煤、碳酸氢铵和磷酸铵按照重量比100:15:4混合，调节湿度至含水量45％，混合均匀后室温下密封，放置10～24h，即获得腐殖酸含量为64.7％的活化风化煤；(2)按上述重量份称取秸秆粉、凹凸棒粉、焦磷酸钠、活化风化煤、食用菌菌渣、铁粉、鸟粪石、蔗糖，搅拌均匀，即得。经过本专利技术检测系统的检测，本专利技术中所采用的阻隔复合物具有很好的氮磷阻控效果。因而，本专利技术还提供所述阻隔复合物、及所述阻隔复合物在设施菜地内氮磷阻控中的应用。具体应用方法是，将该阻隔复合物用于设施大棚内。新建大棚设施菜地或需要客土的老棚设施菜地均可。使用时将阻隔复合物铺放于大棚设施菜地指定深度位置，压实，上覆耕层土壤，阻隔复合物在大棚设施菜地的深度为40～60cm，厚度为4～8cm。本专利技术阻隔复合物本身作为一种碳源，在土壤下层可提供一种缺氧环境，秸秆粉具有良好的吸附作用，菌渣作为生物载体，增强反硝化菌活性，通过反硝化作用以及铁粉的还原作用将硝酸盐转化为NH4+和N2，鸟粪石吸附和固定NH4+来减少铵态氮的挥发，凹凸棒粉具有固定NH4+和磷酸根的作用，氧化后的铁离子可以与阻隔层中的磷酸根结合生成磷酸盐沉淀，固定、截留磷酸根离子，焦磷酸钠可络合菌渣等带入的其他金属离子。各组分之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，其特征是，包括蔬菜种植箱，以及嵌套在蔬菜种植箱内的第一阻控装置箱；所述蔬菜种植箱，包括箱体、底座、耕作土层、第一不锈钢网、第一玻璃纤维纱网；所述第一不锈钢网位于箱体内的中上部，所述第一不锈钢网上铺设第一玻璃纤维纱网，所述耕作土层置于第一玻璃纤维纱网上，耕作土上种植蔬菜；所述第一不锈钢网和底座形成的第一空腔内设有第一阻控装置箱；第一阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有纤维纱网，即第二玻璃纤维纱网、第三玻璃纤维纱网，第三玻璃纤维纱网下设第二不锈钢网；第二不锈钢网和底座形成第二空腔；第一空腔及第二空腔两侧底部均设有淋溶液收集管。

【技术特征摘要】
1.一种设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，其特征是，包括蔬菜种植箱，以及嵌套在蔬菜种植箱内的第一阻控装置箱；所述蔬菜种植箱，包括箱体、底座、耕作土层、第一不锈钢网、第一玻璃纤维纱网；所述第一不锈钢网位于箱体内的中上部，所述第一不锈钢网上铺设第一玻璃纤维纱网，所述耕作土层置于第一玻璃纤维纱网上，耕作土上种植蔬菜；所述第一不锈钢网和底座形成的第一空腔内设有第一阻控装置箱；第一阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有纤维纱网，即第二玻璃纤维纱网、第三玻璃纤维纱网，第三玻璃纤维纱网下设第二不锈钢网；第二不锈钢网和底座形成第二空腔；第一空腔及第二空腔两侧底部均设有淋溶液收集管。2.如权利要求1所述的设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，其特征是，所述阻控装置箱数量为2个以上。3.如权利要求1所述的设施菜地氮磷淋溶物阻控检测系统，其特征是，所述阻控装置箱的数量为2-5个；各阻控装置箱内的阻隔复合物层的厚度相同。4.如权利要求3所述的设施菜地氮淋溶物阻控检测系统，其特征是，包括蔬菜种植箱，以及层层嵌套在内的第一阻控装置箱、第二阻控装置箱、第三阻控装置箱和第四阻控装置箱；所述蔬菜种植箱，包括箱体、底座、耕作土层、第一不锈钢网，所述第一不锈钢网位于箱体内的中上部，所述第一不锈钢网上铺设第一玻璃纤维纱网，所述耕作土层置于第一玻璃纤维纱网上，耕作土上种植蔬菜；所述第一不锈钢网和底座形成的第一空腔内设有第一阻控装置箱；第一阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第二玻璃纤维纱网、第三玻璃纤维纱网，第三玻璃纤维纱网下设第二不锈钢网；所述第二不锈钢网和底座形成的第二空腔内设有第二阻控装置箱；第二阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网，即第四玻璃纤维纱网、第五玻璃纤维纱网，第五玻璃纤维纱网下设第三不锈钢网；所述第三不锈钢网和底座形成的第三空腔内设有第三阻控装置箱；第三阻控装置箱包括阻隔复合物层，阻隔复合物层上下各设有玻璃纤维纱网...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄录吉，李彦，徐刚，张英鹏，井永苹，孙明，仲子文，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37