專利名稱：農(nóng)田原位土淋溶液收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，屬土壤監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景化肥對世界糧食的生產(chǎn)具有很重要的貢獻(xiàn)。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，發(fā)展中國家 施肥可使糧食作物單產(chǎn)提高35 % 57 %，總產(chǎn)提高30 % 50 %。目前，我國大部分耕地都 需補(bǔ)充氮素，1/2以上耕地需補(bǔ)充磷肥，1/3 1/4以上耕地需補(bǔ)充鉀肥。盡管化肥在糧食 增產(chǎn)方面取得了巨大成就，但同時也帶來了一系列的環(huán)境問題，尤以氮肥施用的環(huán)境問題 最為突出。農(nóng)田養(yǎng)分淋失是養(yǎng)分損失的重要途徑之一，全世界施入土壤中的氮肥，大約有 10% 40%經(jīng)土壤淋溶進(jìn)入地下水，農(nóng)田養(yǎng)分淋失影響農(nóng)田土壤和水環(huán)境質(zhì)量的演變，國 內(nèi)外很多研究均表明化肥施用與淺層地下水NO3-濃度升高具有明顯的相關(guān)性。近年來因農(nóng) 田不合理施肥造成土壤硝態(tài)氮淋溶而引起地下水污染已成為一個全球關(guān)注的問題。以往一般認(rèn)為，土壤中磷淋溶損失量極少，主要流失途徑是地表徑流和土壤侵蝕， 但近年來，許多學(xué)者報道出農(nóng)田土壤磷素以淋溶形式損失的量與以地表徑流和土壤侵蝕形 式損失量相當(dāng)或更大。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的估計，我國的太湖地區(qū)在農(nóng)田磷流失量中滲 漏量占到了 31 %。因此，作為水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵養(yǎng)分因素，磷元素的淋失問題也越來越受 到關(guān)注。此外，農(nóng)藥對于農(nóng)業(yè)是十分重要的。由于病、蟲、草害，全世界每年損失的糧食約占 總產(chǎn)量的一半，使用農(nóng)藥可以挽回總產(chǎn)量的15%左右。世界上化學(xué)農(nóng)藥年產(chǎn)量已達(dá)數(shù)百萬 噸，品種超過1000種，常用的有250種左右。據(jù)統(tǒng)計，中國每年農(nóng)藥使用面積達(dá)1. 8億公頃 次，50年代以來使用的666達(dá)到400萬噸、DDT 50多萬噸，受污染的農(nóng)田達(dá)1330萬公頃。 由于農(nóng)藥的施用通常采用噴霧的方式，農(nóng)藥中的有機(jī)溶劑和部分農(nóng)藥漂浮在空氣中，污染 大氣；農(nóng)田被雨水沖刷，農(nóng)藥則進(jìn)入江河甚至匯入海洋。這樣，農(nóng)藥就由氣流和水流帶到世 界各地，殘留土壤中的農(nóng)藥則可通過滲透作用到達(dá)地層深處，從而污染地下水。因此，由于 農(nóng)藥的大量和大面積使用、不當(dāng)濫用，以及農(nóng)藥的不可降解性，已對地球造成嚴(yán)重的污染， 并由此威脅著人類的安全。因此，為了保護(hù)水資源、水生生態(tài)系統(tǒng)以及人類飲用水源的安全，世界各國都在尋 求新方法和新途徑來監(jiān)測土壤中氮磷等養(yǎng)分以及殘留農(nóng)藥在土體中的運(yùn)移規(guī)律。目前，國 內(nèi)外對于土壤中氮、磷養(yǎng)分遷移的研究方法主要有室內(nèi)土柱模擬法、滲漏池法、田間土柱 法、陶土吸力杯法、集水槽法以及原位監(jiān)測法。其中國家發(fā)明專利CN 101246156A已經(jīng)對幾 種研究方法進(jìn)行了比較，而原位監(jiān)測法則在保證原來土層沒有被擾動的前提下，采樣過程 簡單快捷，降低了采樣難度。目前在國內(nèi)外還沒有確立土壤淋溶監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法的情況下，相 對精確、簡便、經(jīng)濟(jì)的農(nóng)田原位土淋溶液監(jiān)測方法將會在該研究領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。專利公開號為CN101246156A、名稱為“農(nóng)田地下淋溶原位監(jiān)測裝置”的發(fā)明專利雖 然具有采樣簡單快捷的優(yōu)點，但也存在明顯不足(1)工程量相對較大，造價較高，需要在 坑體內(nèi)砌防水水泥墻體；(2)淋溶裝置在農(nóng)田中間占據(jù)較大面積，不利于農(nóng)田的常規(guī)耕作；(3)取淋溶水樣時需下到坑內(nèi)抽取，操作有所不便。目前尚未發(fā)現(xiàn)類似原位農(nóng)田淋溶液收集 器的實用新型。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一些不足，從而提供一種農(nóng)田 原位土淋溶液收集器，通過安裝一種能準(zhǔn)確測算農(nóng)田原位土淋溶液收集裝置，使原位土的 淋溶液監(jiān)測具有成本低、結(jié)果可靠、制造與安裝方便、容易實施等特點。本實用新型的技術(shù)方案如下一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，由淋溶盤、連接管、收液器以及抽水管組成，其特 征在于淋溶盤是一個敞口式長方形不透水容器，淋溶盤下面位于拐角處設(shè)有出水口，出水 口上固定有水嘴，淋溶盤內(nèi)的出水口上覆加一層尼龍網(wǎng)；收液器為圓桶狀容器，由圓桶和桶 蓋組成，圓桶和桶蓋上帶有絲紋，桶蓋能旋緊在圓桶上對其進(jìn)行密封；桶蓋上帶有進(jìn)水口和 抽水口，分別固定有進(jìn)水口水嘴和抽水口水嘴，通過連接管將淋溶盤出水口上的水嘴和桶 蓋上的進(jìn)水口水嘴相連接；桶蓋上的抽水口水嘴連接抽水管，抽水管的另一端帶有管帽，能 對抽水管進(jìn)行封蓋；抽水管內(nèi)帶有內(nèi)抽水管。所述的淋溶盤的長、寬、高分別為50-70Cm、30-50Cm、6-10Cm，使用硬質(zhì)塑料制成。所述的收液器的圓桶和桶蓋由耐壓不透水的硬質(zhì)塑料制成；圓桶體積在30-40L。所述的內(nèi)抽水管的長度等于收液器的桶高加上抽水管的長度，外徑小于抽水管的 內(nèi)徑。所述的連接管為耐壓抗腐的硬質(zhì)塑料管制成。所述的抽水管為PVC管制成。一種上述收集裝置的使用方法，步驟如下(1)選擇大田實驗小區(qū)的中央位置，在地表確定出長為1-1. 5m、寬為1_1. 5m的水 平方形或矩形占地范圍，并開始垂直向下挖坑；挖掘一個深為1. 2-1. 5m的坑，坑的四周保 持垂直平整，挖掘出的土壤要分層堆放，以方便能按原來的土體結(jié)構(gòu)回填；(2)在坑的一立面上距地表90-120cm的深處橫向挖一高度、進(jìn)度、寬度都略大于 淋溶盤的高度、寬度、長度的內(nèi)坑，保證內(nèi)坑的上下表面平整；(3)將石英砂平鋪在淋溶盤上，石英砂的厚度以略低于淋溶盤的高度，用尼龍網(wǎng)覆 好淋溶盤的上表面后，慢慢將淋溶盤塞到挖好的內(nèi)坑中，淋溶盤出水口上水嘴一端靠內(nèi)坑 的外側(cè)；把收液器的圓桶安裝到淋溶盤下方的坑中，四周用土固定壓實，然后將桶蓋旋緊在 圓桶上對其進(jìn)行密封，圓桶安裝位置應(yīng)使得桶蓋低于出水口水嘴處15cm，以保證淋溶盤中 的淋溶液在重力作用下能自動進(jìn)入收液器中；然后用連接管將淋溶盤出水口上的水嘴和桶 蓋上的進(jìn)水口水嘴相連接，連接處用PVC密封膠密封固定；(4)在收液器桶蓋的抽水口水嘴上安裝抽水管，安裝連接處涂上密封膠，保證不漏 水不漏氣；抽水管以高出地面15cm為宜，然后蓋上管帽，防止降雨或其它雜物直接進(jìn)入收 液器中；(5)在內(nèi)坑與淋溶盤之間的空隙中用原內(nèi)坑中的取土泥漿密封填實，在放置淋溶 盤的內(nèi)坑外側(cè)開口處用防側(cè)滲塑料布豎直隔離，然后往坑內(nèi)逐層回填土壤，逐層夯實并灌 水，使坑內(nèi)的土壤基本恢復(fù)原狀，這樣收液器能夠收集淋溶盤上方農(nóng)田原位土的淋溶液，經(jīng)抽水管中的內(nèi)抽水管能將該淋溶液吸取出來進(jìn)行測量分析。本實用新型農(nóng)田原位土淋溶液收集器為了實現(xiàn)多點監(jiān)測，減小因局部肥力不均帶 來的實驗誤差，可以在坑的四周四個立面上挖幾個相同尺寸的內(nèi)坑，可安放多個淋溶盤，以 進(jìn)行多點監(jiān)測，從而可消除采樣誤差以及安裝過程中產(chǎn)生的誤差。本實用新型原位土淋溶液收集器的優(yōu)點是(1)本實用新型裝置的外形設(shè)計簡單，安裝與埋設(shè)過程工程量小，易于操作。(2)本實用新型裝置安裝使用后，僅有出水管露出地面，不占用農(nóng)田，不影響常規(guī) 耕作。(3)本實用新型原位土淋溶液收集器收到的淋溶液不 需外壓，在重力作用下自流 入收液器中，更能準(zhǔn)確模擬田間土壤淋質(zhì)淋溶損失的真實過程。(4)本實用新型原位土淋溶液收集器的淋溶盤采用的是扁平規(guī)則的無頂長方體， 安裝時從土壤剖面的側(cè)向埋入安裝，并在坑口安置了防側(cè)滲塑料布，既維持了淋溶盤上方 原位土的原狀，又保證了收集液的可靠性；另外淋溶盤的安裝深度可以不受限制，根據(jù)研究 的需要可以采集不同深度的土壤淋溶液。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型淋溶盤的縱剖圖；圖3是本實 用新型淋溶盤的俯視圖；圖4是本實用新型收液器的結(jié)構(gòu)圖。其中，1、淋溶盤；2、抽水管；3、管帽；4、連接管；5、防滲塑料布；6、收液器；7、尼龍 網(wǎng)；8、出水口 ；9、水嘴；10、抽水口水嘴；11、抽水口 ； 12、桶蓋；13、內(nèi)抽水管；14、圓桶；15、 絲紋；16、進(jìn)水口水嘴；17、進(jìn)水口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但不限于此。實施例1 本實用新型實施例1如附圖1-4所示，由淋溶盤1、連接管4、收液器6以及抽水管 2組成，其特征在于淋溶盤1是一個敞口式長方形不透水容器，淋溶盤1下面位于拐角處設(shè) 有出水口，出水口上固定有水嘴，淋溶盤1內(nèi)的出水口 8上覆加一層尼龍網(wǎng)7 ；收液器6為 圓桶狀容器，由圓桶14和桶蓋12組成，圓桶14和桶蓋12上帶有絲紋15，桶蓋12能旋緊 在圓桶14上對其進(jìn)行密封；桶蓋12上帶有進(jìn)水口 17和抽水口 11，分別固定有進(jìn)水口水嘴 16和抽水口水嘴10，通過連接管4將淋溶盤1出水口 8上的水嘴9和桶蓋12上的進(jìn)水口 水嘴16相連接；桶蓋12上的抽水口水嘴10連接抽水管2，抽水管2的另一端帶有管帽3， 能對抽水管2進(jìn)行封蓋；抽水管2內(nèi)帶有內(nèi)抽水管13。所述的淋溶盤1的長、寬、高分別為50Cm、30Cm、6Cm，使用硬質(zhì)塑料制成。所述的收液器的圓桶14和桶蓋12由耐壓不透水的硬質(zhì)塑料制成；圓桶14體積在 30L。所述的內(nèi)抽水管13的長度等于收液器的桶高加上抽水管的長度，為140cm ；外徑 小于抽水管的內(nèi)徑。所述的連接管4為耐壓抗腐的硬質(zhì)塑料管制成。[0036]所述的抽水管2為PVC管制成。實施例2 和實施例1相同，只是所述的淋溶盤1的長、寬、高分別為70Cm、50 Cm、8Cm ；所述的 圓桶14體積在40L ；所述的內(nèi)抽水管13的長度為150cm。
權(quán)利要求一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，由淋溶盤、連接管、收液器以及抽水管組成，其特征在于淋溶盤是一個敞口式長方形不透水容器，淋溶盤下面位于拐角處設(shè)有出水口，出水口上固定有水嘴，淋溶盤內(nèi)的出水口上覆加一層尼龍網(wǎng)；收液器為圓桶狀容器，由圓桶和桶蓋組成，圓桶和桶蓋上帶有絲紋，桶蓋能旋緊在圓桶上對其進(jìn)行密封；桶蓋上帶有進(jìn)水口和抽水口，分別固定有進(jìn)水口水嘴和抽水口水嘴，通過連接管將淋溶盤出水口上的水嘴和桶蓋上的進(jìn)水口水嘴相連接；桶蓋上的抽水口水嘴連接抽水管，抽水管的另一端帶有管帽，能對抽水管進(jìn)行封蓋；抽水管內(nèi)帶有內(nèi)抽水管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的淋溶盤的 長、寬、高分別為50-70cm、30-50cm、6-10cm，使用硬質(zhì)塑料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的收液器的圓 桶和桶蓋由耐壓不透水的硬質(zhì)塑料制成；圓桶體積在30-40L。
4.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的內(nèi)抽水管的 長度等于收液器的桶高加上抽水管的長度，外徑小于抽水管的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的連接管為耐 壓抗腐的硬質(zhì)塑料管制成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田原位土淋溶液收集器，其特征在于所述的抽水管為 PVC管制成。
專利摘要農(nóng)田原位土淋溶液收集器，屬土壤監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。收集器由淋溶盤、連接管、收液器以及抽水管組成，該裝置使用時，先挖一坑，坑內(nèi)再挖一內(nèi)坑，將裝有石英砂的淋溶盤塞到挖好的內(nèi)坑中，連接好連接管及抽水管，然后將土壤逐層回填，逐層夯實。并多次灌水，使坑內(nèi)的土壤基本恢復(fù)原狀，這樣收液器能夠收集淋溶盤上方農(nóng)田原位土的淋溶液。本實用新型裝置的外形設(shè)計簡單，安裝與埋設(shè)過程工程量小，易于操作。本裝置安裝使用后，僅有抽水管露出地面，不占用農(nóng)田，不影響常規(guī)耕作。
文檔編號G01N1/10GK201740672SQ201020289119
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者吳德敏, 孫明, 張英鵬, 李彥, 郜玉環(huán), 高新昊 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所