土箱径流与淋溶一体实验装置的制作方法

本实用新型属于土壤养分迁移研究领域，具体涉及一种土箱径流与淋溶一体实验装置。

背景技术：

土壤是农业发展的基本条件，土壤养分则是作物生长和获得产量的关键。研究养分在土壤中的迁移变化对了解土壤肥力特征和指导农业生产具有重要意义。

土壤养分的迁移变化与水分运动密不可分。土壤中的水分在很大程度上源自降水。降水会在一定程度上造成土表养分的径流损失和向下淋洗引起的淋溶损失。降水造成的土壤养分损失程度与土壤自身的养分固持性能有关，因而通过模拟降水过程对养分运移的影响了解土壤保肥性的研究较多。由于土壤的复杂性和研究手段的局限性，目前对土壤养分随水分运移的研究大多数集中于淋溶损失方面（徐仁扣，2007；刘俐，2007；徐华勤，2011）。近来也出现少部分对水平径流损失的研究（马德娣，2010）。但在田间，降水造成的径流发生过程中通常伴随着水分下渗，同样，水分向下运移的同时也不可避免会发生水平径流，降水造成的土壤径流损失和淋溶损失是相伴而生的。将土壤养分迁移规律分为径流和淋溶两方面进行独立研究很难如实反映自然界中的真实规律。因此，研究和设计土壤径流-淋溶一体装置更有必要，可以为更精确地研究土壤养分的迁移规律提供技术支持，并对指导农业生产施肥具有重要意义。

申请号为2016214573145的中国专利申请公开了一种原位土壤采集异位模拟土柱淋溶装置，该装置包括供水器、蠕动泵、降雨筛、土柱桶、底座盖、有孔塞、无孔塞、导管和集水器，蠕动泵两端通过软管分别与供水器和降雨筛相连，降雨筛置于土柱桶的上方，底座盖置于土柱桶的下方并可与土柱桶紧密盖合，底座盖的中心设置有渗漏口，土柱桶的侧壁上设置有多个不同高度的径流口，有孔塞和无孔塞与渗漏口或各径流口尺寸相适应，渗漏口通过有孔塞连接导管后与集水器相连，径流口分别通过有孔塞连接导管后与各个集水器相连，无孔塞设置于不使用的径流口处。采用该装置可容易地计算出单位时间、单位面积内的径流液或渗漏液的量，可以不破坏土壤结构，原位采集土壤异位批量进行土柱模拟，同时可以收集土壤径流液、渗漏液的原位土壤采集异位模拟土柱淋溶装置。但是由于自然环境中降雨有强有弱，不同深度的土壤淋溶液不同，该装置不能准确反映土壤中养分的迁移规律和土壤对养分的固持性能。

技术实现要素：

解决的技术问题：针对现有装置的不足，本实用新型提供一种土箱径流与淋溶一体实验装置，能够准确反映土壤中养分的迁移规律和土壤对养分的固持性能。

技术方案：土壤径流与淋溶一体实验装置，所述土壤径流与淋溶一体实验装置包括从上到下依次活动连接的布水器、升降杆和土箱，所述土箱包括土体装填箱、淋溶液暂存处、淋溶液排出口、径流液排出口和带孔底板，所述土体装填箱由至少两个内部中空、两端开口的腔体上下对应连接构成，所述带孔底板活动连接于土体装填箱底端，所述淋溶液暂存处活动连接于带孔底板底部，所述淋溶液排出口设于淋溶液暂存处底部，所述径流液排出口设于土体装填箱顶部，所述升降杆设于土体装填箱顶端。

作为优选，所述升降杆为两段式结构，升降杆上半段插设于下半段，并且上半段底端设有可伸缩凸起，下半段设有与可伸缩凸起对应的均匀分布的孔，升降杆两端分别与布水器和土箱拔插式接口连接。

作为优选，所述升降杆两端设有螺纹，所述布水器的底端设有与升降杆一端对应的螺纹，所述土箱顶端设有与升降杆另一端对应的螺纹。

作为优选，所述升降杆为内部中空的套管，升降杆底端与土箱的插拔式接口连接，升降杆顶部为螺纹结构且十字形开口，并且外侧套设旋紧螺母，所述布水器底端设有插管，所述插管插于套管内部。

作为优选，所述升降杆上设有刻度。

作为优选，所述布水器底部设有气泡水平仪。

作为优选，所述土箱还包括径流液收集器托，所述径流液收集器托设于土体装填箱外侧和径流液排出口的底部。

作为优选，所述土箱还包括土体装填线，所述土体装填线设于土体装填箱外侧，与径流液排出口水平。

作为优选，所述土箱还包括土箱支撑架，所述土箱支撑架设于土体装填箱底部和淋溶液暂存处的外侧。

有益效果：1.所述土体装填箱内土体可以根据土壤采样点土壤耕层厚度填装相应的土体厚度，从而可以使我国大部分农田耕层土壤养分的径流与淋溶模拟实验均可进行；

2.所述升降杆高度可以在5-45cm范围内调节，由此可使布水器高度调节范围为10-50cm，可在一定程度上模拟降雨强度或降雨对表层土壤的侵蚀强弱；

3.所述升降杆上设有刻度，通过升降杆上的刻度读出布水器和土箱之间的距离；

4.所述布水器底部设有气泡水平仪，为了平衡起见，升降杆不止一根，当同时调整两根升降杆高度的时候，可以通过气泡水平仪测出布水器是否水平。

5.所述土箱设有淋溶液排出口和径流液排出口，可以同时进行土壤的养分径流与淋溶模拟实验，更加真实地反映土壤中养分的迁移规律和土壤对养分的固持性能。

6.所述土箱外侧设有土体装填线，用于提醒土体装填位置。

附图说明

图1为所述土箱径流与淋溶一体实验装置结构示意图；

图2为所述土箱结构示意图；

图3为所述实施例1中升降杆结构示意图；

图4为所述实施例2中升降杆结构示意图；

图5为所述实施例3中升降杆和布水器连接关系示意图。

图中各数字标号代表如下：1.布水器；2.升降杆；3.土箱；4.土体装填箱；5.淋溶液暂存处；6.淋溶液排出口；7.土体装填线；8.径流液排出口；9.径流液收集器托；10.带孔底板；11.土箱支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

土壤径流与淋溶一体实验装置，参照图1和图2，所述土壤径流与淋溶一体实验装置包括从上到下依次活动连接的布水器1、升降杆2和土箱3。所述布水器1包括淋浴喷头和雨水模拟盒，所述淋浴喷头为矩形，所述雨水模拟盒为由pvc材料做成的方框形成的底部具有均匀小孔的容器，淋浴喷头设于雨水模拟盒上方。所述升降杆2用于调节布水器1与土箱3之间的距离，用于模拟雨滴对地表的冲击力度的强弱，本实施例中升降杆2调节高度为5-45cm。参照图3，所述升降杆2为两段式结构，升降杆2上半段插设于下半段，并且上半段底端设有可伸缩凸起，下半段设有与可伸缩凸起对应的均匀分布的孔，升降杆2两端分别与布水器1和土箱3拔插式接口连接。所述土箱3包括土体装填箱4、淋溶液暂存处5、淋溶液排出口6、径流液排出口8和带孔底板10，所述土体装填箱4由至少两个内部中空、两端开口的腔体上下对应连接构成，每个腔体高10cm，可以根据实验需要选择组合的个数，本实施例中为5个，可以满足我国大部分农田的耕层土壤的径流与淋溶模拟实验，所述带孔底板10活动连接于土体装填箱4底端，所述淋溶液暂存处5活动连接于带孔底板10底部，所述淋溶液排出口6设于淋溶液暂存处5底部，所述径流液排出口8设于土体装填箱4靠近顶端10cm处，所述升降杆2设于土体装填箱4顶端。

所述装置使用方法如下：将待检测的土壤装填至土体装填箱4，然后将升降杆2插设于土体装填箱4顶部，调节升降杆2顶端与土体装填箱4顶部的高度，然后将布水器1插设于升降杆2顶端，打开布水器1的开关，开始模拟降雨，淋溶液从土体装填箱4顶部通过带孔底板10流入淋溶液暂存处5，通过淋溶液排出口6获取淋溶液，进行淋溶模拟实验，径流液从土体装填箱顶部的径流液排出口8流出，进而进行径流模拟实验。

实施例2

同实施例1，区别在于，参照图4，所述升降杆2两端设有螺纹，所述布水器1的底端设有与升降杆2一端对应的螺纹，所述土箱3顶端设有与升降杆2另一端对应的螺纹。

所述装置使用方法如下：将待检测的土壤装填至土体装填箱4，然后将升降杆2一端与布水器1连接，另一端与土箱3顶端连接，通过旋转升降杆2来调节布水器1与土箱3之间的距离，距离调整好后，打开布水器1的开关，开始模拟降雨，淋溶液从土体装填箱4顶部通过带孔底板10流入淋溶液暂存处5，通过淋溶液排出口6获取淋溶液，进行淋溶模拟实验，径流液从土体装填箱顶部的径流液排出口8流出，进而进行径流模拟实验。

实施例3

同实施例1，区别在于，参照图5，所述升降杆2为内部中空的套管，升降杆2底端与土箱3的插拔式接口连接，升降杆2顶部为螺纹结构且十字形开口，并且外侧套设旋紧螺母，所述布水器1底端设有插管，所述插管插于套管内部。

所述装置使用方法如下：将待检测的土壤装填至土体装填箱4，然后将升降杆2一端土箱3顶端连接，然后将布水器1底端插管插于升降杆2顶端套管内部，调整好布水器1与土箱3之间的距离后，拧紧旋紧螺母，然后打开布水器1的开关，开始模拟降雨，淋溶液从土体装填箱4顶部通过带孔底板10流入淋溶液暂存处5，通过淋溶液排出口6获取淋溶液，进行淋溶模拟实验，径流液从土体装填箱顶部的径流液排出口8流出，进而进行径流模拟实验。

实施例4

同实施例3，区别在于，所述升降杆2上设有刻度，通过升降杆2上的刻度读出布水器1和土箱3之间的距离。所述布水器1底部设有气泡水平仪，为了平衡起见，升降杆2不止一根，当同时调整两根升降杆高度的时候，可以通过气泡水平仪测出布水器1是否水平。所述土箱3还包括径流液收集器托9，所述径流液收集器托9设于土体装填箱4外侧和径流液排出口8的底部，用于放置径流液收集器。所述土箱3还包括土体装填线7，所述土体装填线7设于土体装填箱4外侧，与径流液排出口8水平，用于提醒土体装填位置。所述土箱3还包括土箱支撑架11，所述土箱支撑架11设于土体装填箱4底部和淋溶液暂存处5的外侧，用于支撑土体装填箱4。