[发明专利]一种研究油茶林土壤氧化亚氮排放的微区控制试验装置

说明书

本发明涉及土壤排放技术领域，具体为一种研究油茶林土壤氧化亚氮排放的微区控制试验装置，包括密封室，所述密封室内设有油茶栽培单元，所述油茶栽培单元的下端设有渗漏液采样支架，所述渗漏液采样支架的上端固定连接有环式称重传感器，所述油茶栽培单元的一侧设有径流液采样支架，所述密封室内还设有喷淋装置，所述密封室的顶端开设有换气口，所述密封室的侧壁设有气体检测仪和气体采样装置。

技术领域

本发明涉及土壤排放技术领域，具体为一种研究油茶林土壤氧化亚氮排放的微区控制试验装置。

背景技术

氧化亚氮是全球第三大温室气体，其百年尺度单分子增温潜势约为二氧化碳的298倍，对全球表面变暖的贡献约为6%。除此之外，氧化亚氮会与平流层中的臭氧发生反应，导致臭氧层的破坏。因此，未来的气候变化和平流层中臭氧分配将在很大程度上取决于氧化亚氮排放和大气中氧化亚氮的浓度变化。

树种类型对氧化亚氮的排放具有显著影响。油茶林土壤氧化亚氮排放量显著高于湿地松林土壤，主要原因是油茶林酸化现象更普遍，人为施肥导致的氮输入量较大。相较于湿地松林，油茶林土壤水分、游离态氨和可溶性有机碳含量更高，且两种人工林土壤之间硝化细菌和反硝化细菌的群落结构也存在显著差异。

土壤中的氧化亚氮主要通过一系列土壤微生物过程，由硝化作用和反硝化作用产生。硝化作用是将NH₄⁺或NH₃氧化为NO₂^-和NO₃^-的过程， NH₃氧化为NO₂^-的过程中产生氧化亚氮。反硝化作用是由微生物将NO₃^-经过NO₂^-、一氧化氮和氧化亚氮逐步还原为氮气的过程。而后在土壤剖面内迁移扩散，部分被截留在土壤水或土壤空隙中，部分被土壤反硝化微生物利用进一步转化为分子氮，剩余部分则以氧化亚氮的形式排出土壤。

因此，土壤不仅具有产生氧化亚氮的能力，同时还具有吸收和消耗氧化亚氮的能力。土壤-大气界面监测到的氧化亚氮排放通量实际上是土壤中氧化亚氮产生、截留和消纳综合作用后的净排放量。由于土壤产生氧化亚氮的速率往往高于其消纳速率，使得土壤成为氧化亚氮的排放源，而大部分研究仅关注氧化亚氮的净排放，忽略了土壤对氧化亚氮的消纳过程。

氧化亚氮排放量与土壤含水量、土壤微生物组成、油茶根际环境、土壤含肥量等均有联系，其中土壤的含水量是影响土壤氧化亚氮排放的关键因素，它通过影响土壤通气性、土壤氧化还原条件、土壤无机态氮的分布，影响参与硝化和反硝化过程的微生物的活性，进而影响土壤氧化亚氮的的产生和排放。而现有的针对于油茶林土壤的微区实验装置并没有针对土壤含水量进行研究，因此无法对油茶林土壤的氧化亚氮排放进行有效控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研究油茶林土壤氧化亚氮排放的微区控制试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种研究油茶林土壤氧化亚氮排放的微区控制试验装置，包括密封室，所述密封室内设有油茶栽培单元，所述油茶栽培单元的下端设有渗漏液采样支架，所述渗漏液采样支架的上端固定连接有环式称重传感器，所述油茶栽培单元的一侧设有径流液采样支架，所述密封室内还设有喷淋装置，所述密封室的顶端开设有换气口，所述密封室的侧壁设有气体检测仪和气体采样装置。

优选的，所述油茶栽培单元为三通管状，所述油茶栽培单元沿径向剖开，其径向剖面通过透明材质密封固定，所述油茶栽培单元的顶端开设有种植槽口，所述油茶栽培单元上端的一处开口固定连接有堵头，所述油茶栽培单元上端的另一处开口为径流液出口，所述径流液出口内设有滤网，所述油茶栽培单元的底端设有渗漏液出口，所述渗漏液出口的内部设有滤网。