一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，所述的取样装置包括土样管、原土层、第一吸附层、第二吸附层和悬空吸附层，所述的土样管从下向上依次设置有第二吸附层、第一吸附层、原土层和悬空吸附层，所述的悬空吸附层悬空设置在原土层的上方1.3~1.7cm处。本实用新型专利技术能够无损土壤结构进行取样，最大程度模拟土壤田间结构，其中的吸附层含有可交换阴阳离子（NO3‑与NH4+）的吸附颗粒，能够吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止土壤中无机态的N淋溶掉。本实用新型专利技术能够对田间当季或者在一段时间内对土壤供N能力进行实时监测取样，尤其适用于原状土或免耕土壤，取样精准，检测高效，结构简单，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置
本技术属于烟田土壤氮素测定与管理
，具体涉及一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置。
技术介绍
土壤氮素是土壤所有营养元素中最重要的元素。合理的施氮肥是提高烟草产量、质量和避免农田污染的重要措施。随着现代化农业的发展，烟农对氮肥的依赖程度太深，认为氮肥就是保障烟叶产量的重要利器，在这种心理与习惯的驱动下，往往造成烟田过量施氮。造这种现象的核心问题就是我们无法做好精准检测烟田供氮能力。植物主要吸收的是无机态氮（包括NO3-与NH4+两种形态），主要来源于化学氮肥投入与农田土壤的氮矿化。土壤中氮的主要存在形态是有机态的氮，它需要经过微生物的矿化作用后才形成能供植物吸收的无机态的氮。因此，如果能够精准监测烟田土壤氮素释放量，将更有利于烟田的氮肥管理。农田中氮的矿化是一个多因素综合性的过程，它受土壤水分、环境温度、有机质含量、微生物种群与数量的调节。目前，测定田间土壤供N能力主要有三类方法：经验估算法、试验室培养法、田间培养法。经验估算法主要采用测定土壤无机氮水平、土壤有机质水平，来测算其田间供氮能力，优点就是简便，缺点就是无法做到精准，因为土壤中氮的矿化过程受多种因素影响；试验室培养法主要是通过取土样的方式，将取好的土壤样品放在自封袋或者培养皿中，进行恒温恒湿培养，然后按一定时间间隔进行取样测定无机氮，优点是能够真实的测定土壤矿化出来的无机氮，缺点是很难模拟出田间水分与温度的瞬时变化，难以做到精准测定。田间培养法中目前主要包括以下两种主导方式：（1）半透膜掩埋法：用半透膜包裹一定质量的土样样品，埋在土层当中进行培养，在一定时间间隔内取样测定土壤中的氮素矿化量，优点是能够使水分与温度条件尽可能贴近田间真实情况，缺点是当降水丰沛时，田间土壤矿化出来的无机态氮就多，而丰沛的降雨会使土壤矿化出来的氮随雨水被淋溶到周围或者下部的土壤中，不能真实反应土壤实际的供氮水平，同时这种方法也无法保存原状土壤结构。（2）带盖土样管培养法：用管子取土插入在田间，为防止矿化出来的N因淋溶损失，用盖子将土样管盖住，在一定时间间隔内取样测定土壤中的氮素矿化量，优点是能够使温度条件尽可能贴近田间土壤，缺点是，模拟不了因降雨而导致的田间土壤正常的水分波动。另一方面，现有的土样管也存在明显的不足。1、由于自然降雨活动，土样管外土壤中所携带的含无机氮的水分易飞溅到管中，容易造成高估土壤实际氮素释放量；其次，由于大气会沉降部分氮素，也会导致高估土壤实际的氮素释放量。2、由于土样管埋置时其上部略高于地表平面，故在连续降雨季节容易形成表面积水，且雨水难以排出，进而使得取样管内的土壤发生反硝化作用，使得土壤中的氮易形成氧化态氮气体，形成逃逸，造成低估土壤实际氮素释放量。3、由于取样管底部长期放置吸附层，吸附层会吸收来自吸附层下部土壤中的氮素，使得测定的实验结果与真实结果相比偏高。4、由于土样管埋置的深度较深，经过一段时间后取样管外壁与土壤接触紧密，为后期取样管的取出造成一定的困难。鉴于精准监测烟田土壤氮素释放量的重要性，以及当前监测方法的局限性，研发一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置是非常必要的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置。本技术的目的是这样实现的，所述的取样装置包括土样管、原土层、第一吸附层、第二吸附层和悬空吸附层，所述的土样管从下向上依次设置有第二吸附层、第一吸附层、原土层和悬空吸附层，所述的悬空吸附层悬空设置在原土层的上方1.3~1.7cm处。与现有技术相比，本技术具有以下技术效果：1、本技术能够无损土壤结构进行取样，最大程度模拟土壤田间结构，以及田间土壤的温度变化和正常的水分波动，在田间直接培养取样，吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止其中无机态的N淋溶掉。本技术能够对田间当季或者在一段时间内对土壤供N能力进行实时监测取样，尤其适用于原状土或免耕土壤，取样精准，检测高效，结构简单，使用方便。2、本技术能够保持原状土壤结构，避免了原有方法破坏土壤原结构造成的微生物活跃无机氮释放量增加的问题，提高精准性，更进一步的，现有的方法仅能测量土壤，而对于免耕土壤来说，由于表层有植物残留，大多被直接忽略，而造成测量值不准，因此本技术能够更好的测定免耕条件下的氮素释放量。3、本技术操作简单高效，在监测土壤氮方面，安装和取出方便，无需进行挖土掩埋，测量数据精准，杜绝了因土层中的淋溶作用而导致测量不准的问题。4、本技术在田间直接进行培养取样，能够准确捕捉田间天气气候因素，准确反映出田间温度与降水对土壤N矿化的影响，取样检测出来的氮释放量与烟草产量的相关性好，能够反映作物生长规律。5、本技术的结构灵活，能够通过改动土样管长度、设置好取样间隔，对农业土壤中任意土层，任意时间段内土壤释放、矿化出来的有效氮进行实时监测取样。6、本技术通过悬空吸附层的设置，防止土样管外面的土壤由于降雨，将外面的土壤中的带无机氮的水分飞溅到管中，导致高估实际氮素释放量；同时防止大气沉降N导致高估土壤氮素释放量。7、本技术采用两层吸附层，第二吸附层置于第一吸附层下方，可以有效防止因第一吸附层吸收取样管外土壤中的氮素所造成的实际测定土壤氮素含量偏高的问题。通过第二吸附层的设置，吸收了土样管下部的土壤（非监测取样的土壤）中的氮以及当土样管底部积水时带来的外部土壤释放的氮素，避免了这些干扰氮素被第一吸附层吸收，提高了取样的准确性。8、本技术通过通孔的设置，形成土样管内正常的表面径流，大大降低了土样管内积水造成反硝化效应的可能性，提高取样准确性；另外通孔上可以连接勾状取管钳，避免了现有的取样容易造成金属管变形，或者PVC管破碎的问题，通过勾状取管钳的取管勾住对称的两个通孔，就可以将土样管轻易拔出。9、本技术的土样管直径不小于5cm，避免土样管太窄造成土壤与土样管壁之间形成空腔，导致的水分就直接流下的问题；本技术的土样管设置合适，取样区域为为植物主要根系所在，所以在这个深度测定的土壤供N能力，最为代表性，同时过长也不利于取样装置的田间操作。本技术的土样管为金属管或PVC管，材质具有一定硬度，在取样过程中不易破碎或者扭曲变形，在机械土钻（或者人工）的作用下，能够无损土壤结构取样，最大程度模拟土壤田间结构。本技术的橡胶垫圈能够有效解决土样管与外面土壤之间由于取样时可能造成空隙，而导致的有可能形成直径径流的问题。10、本技术的吸附层中，含有可交换阴阳离子（NO3-与NH4+）的阴阳离子交换树脂颗粒，能够吸收土壤矿化出来的无机态的N，特别是阻止这些无机态的N淋溶掉。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的勾状取管钳的结构示意图；图3为本技术的悬空吸附层的结构示意图；图中：1-土样管、2-原土层、3-第一吸附层、4-第二吸附层、5-悬空吸附层、6-通孔、7-橡胶垫圈、8-勾状取管钳、9-挂钩。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明，但不以任何方式对本技术加以限制，基于本技术教导所作的任何变换或替换，均属于本技术的保护范围。如附图1~图3所示本技术包括土样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的取样装置包括土样管（1）、原土层（2）、第一吸附层（3）、第二吸附层（4）和悬空吸附层（5），所述的土样管（1）从下向上依次设置有第二吸附层（4）、第一吸附层（3）、原土层（2）和悬空吸附层（5），所述的悬空吸附层（5）悬空设置在原土层（2）的上方1.3~1.7cm处。

【技术特征摘要】
1.一种用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的取样装置包括土样管（1）、原土层（2）、第一吸附层（3）、第二吸附层（4）和悬空吸附层（5），所述的土样管（1）从下向上依次设置有第二吸附层（4）、第一吸附层（3）、原土层（2）和悬空吸附层（5），所述的悬空吸附层（5）悬空设置在原土层（2）的上方1.3~1.7cm处。2.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的原土层（2）包括原状土层和表面植物残留层。3.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的原土层（2）的上方0.8~1.2cm处的土样管（1）管壁上对称设置有通孔（6）。4.根据权利要求3所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的通孔（6）设置有2~8个，所述的通孔（6）的直径为3~5mm。5.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土壤氮素释放量的取样装置，其特征在于所述的土样管（1）的长度为20-30cm，直径不小于5cm。6.根据权利要求1所述的用于精准监测烟田土...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹聪明，
申请(专利权)人：云南省烟草农业科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南,53