一种秸秆氮吸附测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于测量技术领域，公开了一种秸秆氮吸附测定装置，秸秆氮吸附测定方法包括：通过动态吸附装置模拟田间流动水冲刷秸秆，进行秸秆对铵态氮的吸附量动态测定。本实用新型专利技术从秸秆本身对氮素的吸附性能出发，采用动态吸附的方法，分析秸秆吸附氮素前后的微观表面形态和表面官能团变化，讨论了两种秸秆对铵态氮的吸附的影响因素以及秸秆对氮素的吸附热力学及吸附动力学分析，建立了吸附热力学模型和适宜的动力学模型并推测了其吸附机制。明确秸秆对铵态氮的吸附特征，以及评价两种秸秆在水肥结合初期对铵态氮肥的保肥能力，并初步揭示两种秸秆吸附铵态氮的机理。步揭示两种秸秆吸附铵态氮的机理。步揭示两种秸秆吸附铵态氮的机理。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆氮吸附测定装置


[0001]本技术属于测量
，尤其涉及一种秸秆氮吸附测定装置。

技术介绍

[0002]目前，根据联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization,FAO)统计的主要农作物收获指数及其年度农业生产统计资料数据表明，2012年全球秸秆总产量为51亿吨，世界第一秸秆生产大国——中国，秸秆总干物质量近10亿吨，约占全世界农作物秸秆总量的20％。秸秆的元素组成主要包括氮、磷、钾、碳以及一些微量元素等，农作物秸秆还田可以使秸秆各种元素养分释放到土壤从而补充土壤元素库存，同时农作物可以获取还田秸秆储存在土壤中的养分，从而促进自身生长发育和产量形成，为农业生态圈元素生物地球化学循环及其可持续发展作出重大贡献。
[0003]氮(N)是作物生长所必需的大量元素之一，也是限制产量形成的最重要的营养元素。人们普遍追求作物产量更高的目标，而土壤氮库一般不能满足作物对氮素的需求，习惯上采用增大化学氮肥投入的方式达到增产目的。从1980年到2012年，施用氮肥量逐年上升，2012～2016年氮肥用量保持平稳趋势略有降低，2016年我国农用氮肥施用量达2310.5万吨，虽较2015年下降51.1万吨，但是我国的年均氮肥用量依旧很大，每年氮肥消耗量约占全球的1/3，氮肥利用率却仅为30％～40％。过量施用氮肥不仅浪费矿产资源，而且，使一部分氮素径流、淋溶流入水中，导致水体富营养化、地下水硝酸盐超标；使另一部分氮素以氧化亚氮、氨气的形式挥发，导致大气雾霾、PM2.5超标等，致使农田土壤肥力和土壤环境质量下降，威胁大气水体安全及人民健康。
[0004]根据统计数据，全世界范围内各类农作物秸秆年均总量数字巨大，中国的秸秆资源总量十分丰富，约占到全球总量的1/5。不同秸秆纤维素、半纤维素和木质素的化学成分的含量有所不同，但是其结构上存在有羟基和羧基等各种功能基团。施入土壤时，既能当做肥料，也能直接作为吸附剂或者改良后用作吸附剂；既有经济效益，也有环境效益。农业秸秆含有氮、磷、钾和微量元素，属于可再生性资源。目前，秸秆还田是解决秸秆综合利用问题最重要、最有效的手段和途径。在发达国家，如美国、英国、加拿大和日本，秸秆还田措施已经成为一项基本农作制度。近年来，国家逐渐重视起来，惩罚焚烧秸秆的行为，鼓励秸秆还田，科研人员秸秆还田技术的相关分析提高了农民的认知水平，农业部不断推广应用秸秆还田措施，使秸秆还田措施也逐渐成为我国的一项基本农作制度。现有技术分析表明秸秆与化肥配施不但可以提高作物产量、改善土壤结构，在保水、保肥方面也具有重要作用，在农业生产和农业生态系统中，分析油菜地田间条件稻草还田的腐解及养分释放规律，明确不同碳氮比秸秆还田对土壤氮素的影响，并初步探索秸秆对氮素的吸附机理，为秸秆还田前期高碳氮比秸秆吸附固定无机氮现象做出合理分析解释，进一步推动秸秆还田条件下氮素养分高效利用的可持续发展。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术并无针对秸秆对氮吸附的相关测定方法。
[0006]解决以上问题及缺陷的难度为：缺乏科学评估秸秆对氮素保持能力的有效评估方法。
[0007]解决以上问题及缺陷的意义为：评估秸秆还田对化肥及土壤活性氮的保持能力，能够为科学施用氮肥、提高氮肥利用效率，减少氮素的环境污染提供科学依据。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种秸秆氮吸附测定装置。
[0009]本技术是这样实现的，一种秸秆氮吸附测定装置，所述秸秆氮吸附测定装置设置有吸附装置；
[0010]所述吸附装置通过管道连通第一蠕动泵；所述第一蠕动泵通过管道连通初始溶液盛放装置；
[0011]所述吸附装置通过管道连通第二蠕动泵；所述第二蠕动泵通过管道连通自动收集器。
[0012]进一步，所述吸附装置下层为石英砂挡板，上层覆盖有玻璃珠。
[0013]所述初始溶液盛放装置填充有不同浓度的初始溶液层。
[0014]所述管道为硅胶细软管。
[0015]所述秸秆氮吸附测定装置进一步包括:
[0016]用于初始溶液层配制中保持恒温的培养箱。
[0017]所述秸秆氮吸附测定装置进一步包括：
[0018]对自动收集器收集的液体进行分析的连续流动分析仪。
[0019]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：
[0020]本技术采用室内培养分析手段明确秸秆吸附铵态氮的影响因素、动力学吸附特征和热力学吸附特征，对于理解秸秆对氮素的吸附行为具有较为重要的意义，可以为秸秆还田氮素高效利用技术提供科学依据。
[0021]本技术从秸秆本身对氮素的吸附性能出发，采用静态吸附和动态吸附相结合的方法，分析秸秆吸附氮素前后的微观表面形态和表面官能团变化，讨论了两种秸秆对铵态氮的吸附的影响因素以及秸秆对氮素的吸附热力学及吸附动力学分析，建立了吸附热力学模型和适宜的动力学模型并推测了其吸附机制。明确秸秆对铵态氮的吸附特征，以及评价两种秸秆在水肥结合初期对铵态氮肥的保肥能力，并初步揭示两种秸秆吸附铵态氮的机理。
[0022]本技术用静态吸附作为对比材料。本技术采用动态吸附法，能够更为贴合田间实际情况。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本技术实施例提供的秸秆氮吸附测定装置示意图。
[0025]图中：1、吸附装置；1
‑
1、石英砂挡板；1
‑
2、玻璃珠；2、管道；3、第一蠕动泵；4、初始溶液盛放装置；5、第二蠕动泵；6、自动收集器。
[0026]图2是本技术实施例提供的秸秆氮吸附测定原理图。
[0027]图3是本技术实施例提供的秸秆用量对铵态氮吸附量的影响示意图。
[0028]图4是本技术实施例提供的初始浓度对铵态氮吸附量的影响示意图。
[0029]图5是本技术实施例提供的温度对铵态氮吸附量的影响示意图。
[0030]图6是本技术实施例提供的pH对秸秆吸附量(a)和表面电位(b)的影响示意图。
[0031]图7是本技术实施例提供的吸附时间对铵态氮释放量(a)和铵态氮吸附量(b)的影响示意图。
[0032]图8是本技术实施例提供的秸秆吸附前后表面结构图；图中：a:吸附前原状水稻秸秆b:水稻秸秆纯水浸泡4h后c:水稻秸秆20mg/L氯化铵浸泡4h后；d:吸附前原状油菜秸秆e:油菜秸秆纯水浸泡4h后f: 油菜秸秆20mg/L氯化铵浸泡4h后。
[0033]图9是本技术实施例提供的油菜秸秆(a)和水稻秸秆(b)吸附铵态氮前后红外光谱图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆氮吸附测定装置，其特征在于，所述秸秆氮吸附测定装置设置有吸附装置；所述吸附装置通过管道连通第一蠕动泵；所述第一蠕动泵通过管道连通初始溶液盛放装置；所述吸附装置通过管道连通第二蠕动泵；所述第二蠕动泵通过管道连通自动收集器。2.如权利要求1所述的秸秆氮吸附测定装置，其特征在于，所述吸附装置下层为石英砂挡板，上层覆盖有玻璃珠。3.如权利要求1所述的秸秆氮吸附测定装置，其特征在于，所述初...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛日环，鲁剑巍，张洋洋，廖世鹏，李小坤，任涛，陆志峰，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：新型
国别省市：