一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置及方法，所述裝置采用雙層容器，其中上層容器(A)可以用于收集羊糞、接收降塵、降水等，上下層容器間加液體可以通過但固體不能通過的濾膜，下層容器(B)接收下滲物質(zhì)，從而保證可計(jì)算出羊糞的殘留及淋溶；上層容器(A)與下層容器(B)通過環(huán)扣固定為一體，置于容器(C)中。取樣時(shí)，把環(huán)扣打開，分開上層容器(A)和下層容器(B)，分別在兩個(gè)容器中取樣，完成后固定上層容器(A)和下層容器(B)并用鎖扣固定，重新置入容器(C)中。
【專利說明】一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]放牧草地有5%的面積被家畜糞覆蓋，其一般用于調(diào)節(jié)元素的平衡，但是管理不當(dāng)則容易導(dǎo)致元素流失，不僅破壞生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，而且通過淋溶和揮發(fā)污染環(huán)境。研究表明，糞斑在排泄后I?2個(gè)月內(nèi)養(yǎng)分釋放量最大，排泄物的分布是導(dǎo)致土壤營養(yǎng)異質(zhì)性和植被異質(zhì)性的重要原因；家畜排泄物對放牧生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)很大，幾乎是所有種類溫室氣體排放的主要來源。因此,排泄物的分解規(guī)律對放牧家畜的管理及其對環(huán)境的影響備受:關(guān)注。
[0003]目前，普遍采用的是糞堆法和尼龍網(wǎng)袋法測定家畜排泄物的分解，其中糞堆法是將排泄物完全置于自然條件下測定其分解，但是存在風(fēng)沙吹散、淋溶無法確定等缺點(diǎn)，而尼龍網(wǎng)法雖然可以避免風(fēng)沙但仍然無法確定淋溶的量。實(shí)際上，家畜排泄物不僅包括物質(zhì)的分解，還有淋溶、排放等過程，鑒于此，本發(fā)明以放牧地羊糞為例，采用雙層容器疊放法測定排泄物的分解。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置，所述裝置采用雙層容器，其中上層容器(A)可以用于收集羊糞、接收降塵、降水等，上下層容器間加液體可以通過但固體不能通過的濾膜，下層容器(B)接收下滲物質(zhì)，從而保證可計(jì)算出羊糞的殘留及淋溶；上層容器(A)與下層容器(B)通過環(huán)扣固定為一體,置于容器C中。
[0005]所述容器(C)的上口密封。
[0006]本發(fā)明還提供一種使用如上所述的裝置測定放牧家畜排泄物分解的方法，
[0007]收集已知干重(Hi1)和鮮重(mfl)的羊糞，置于上層容器⑷內(nèi)的濾膜上；將8-10011厚已知重量(Hl2)的干燥細(xì)砂至于下層容器(B)中，以收集上層容器中下滲的液體；以細(xì)砂土替代羊糞做空白對照，物質(zhì)沉降量為對照容器中物質(zhì)的增加量(Hl3);
[0008]供試容器埋入樣地，并分別于埋樣當(dāng)日及之后每隔一定天數(shù)(t)取樣；所取樣品包括糞樣和對應(yīng)的細(xì)砂樣，并105°c烘干至恒重分別測定糞樣(Hl4)和細(xì)砂樣(Hl5)干重。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0010]圖1為本發(fā)明的一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為放牧草地羊糞C、N、P元素的轉(zhuǎn)移模式示意圖；
[0012]圖3為不同放牧強(qiáng)度草地羊糞C、N、P元素的轉(zhuǎn)移示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0014]在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0015]采用雙層容器疊放法研究羊糞的分解(圖1)，上層容器可以用于收集羊糞、接收降塵、降水等，上下層容器間加液體可以通過但固體不能通過的濾膜，下層容器接收下滲物質(zhì)，從而保證可計(jì)算出羊糞的殘留及淋溶。上層容器(A)高30cm，上口外徑20cm，下口徑5cm,且容器A底部有直徑Icm圓孔5個(gè)，并鋪3層僅可以過液體的濾膜，以便淋溶物質(zhì)下滲；下層容器(B)高30cm，上口內(nèi)徑20cm，容器底外徑60cm，容器體密封無洞，容器A鑲嵌于容器B中，且在接口處加一環(huán)扣(直徑4cm)固定(圖1)。另，為方便取樣，容器A與容器B固定為一體，至于容器C中，容器C上下口內(nèi)徑一致，均為60cm，高47cm，并將容器C埋入土中。取樣時(shí)，把環(huán)扣打開，分開容器A和容器B，分別在兩個(gè)容器中取樣，完成后重新安裝并鎖扣固定，并重新置入容器C中。
[0016]將該圖1裝置分別置于不同放牧強(qiáng)度下的放牧小區(qū)內(nèi)。
[0017]放牧地羊糞量調(diào)查，每個(gè)放牧小區(qū)沿對角線設(shè)置10個(gè)ImX Im樣方，每次輪牧結(jié)束后收集樣方中羊糞并將其分為兩部分，一部分置于容器中用于分解試驗(yàn)，稱量獲取其干重(ml)和鮮重(mfl);另一部分帶回實(shí)驗(yàn)室分析成分。部分烘干稱重并測定其干重和鮮重，置于容器A內(nèi)的尼龍紗布上；將8-10011厚已知重量(m2)的干燥細(xì)砂至于容器B中，以收集上層容器中下滲的液體。以細(xì)砂土替代羊糞做空白對照，物質(zhì)沉降量為對照容器中物質(zhì)的增加量(m3)。供試容器埋入樣地，并分別于埋樣當(dāng)日及之后每隔一定天數(shù)(t)取樣。所取樣品包括糞樣和對應(yīng)的細(xì)砂樣，取樣時(shí)測定總重量后將羊糞與細(xì)砂各分兩份，一份并105°C烘干至恒重分別測定糞樣(m4)和細(xì)砂樣(m5)干重，另一份自然風(fēng)干留存用于測定成分。每個(gè)處理小區(qū)內(nèi)放置6個(gè)裝置，其中3個(gè)為對照，3個(gè)為處理。
[0018]羊糞碳、氮、磷轉(zhuǎn)移模式如圖2所示。
[0019]放牧期間單位面積氮沉降量(SN，g.m-2):SN =對照容器中氮素的增加量/容器A 口徑面積。碳和磷的沉降量同理計(jì)算。
[0020]羊糞的分解率(DRF，%):DRF = (l_ml/m4) X 100%。
[0021]羊糞日均分解速率(DDRF，% /d):DDRF = DRF/t。這個(gè)指標(biāo)一定程度上可以指示不同季節(jié)樣品分解的快慢。
[0022]羊糞殘留量(RF，g):RF = ml_m3。碳、氮、磷的殘留量同理計(jì)算。
[0023]單位面積放牧地羊糞中以水溶性形態(tài)歸還于草地的量定義為淋溶的量(LF，g):LF = m5-m2。碳、氮、磷的淋溶量同理計(jì)算。
[0024]羊糞揮發(fā)量(VF，g):VF = ml-RF-LF。
[0025]N排放量=NE還量+N沉降量-N殘留草地的量-N淋溶量。碳排放量同理計(jì)算。
[0026]為反映不同放牧強(qiáng)度下羊糞的量及其變化，以上計(jì)算過程均可以把面積換算進(jìn)去。
[0027]本發(fā)明在草地農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)8和16羊.hm-2兩個(gè)放牧強(qiáng)度，根據(jù)以上方法得到如下結(jié)果(圖3)。
[0028]不同放牧強(qiáng)度下，羊糞及其成分的轉(zhuǎn)移量有很大差異，這在一定程度上反映了放牧管理確實(shí)可以影響土壤等環(huán)境條件。雙層容器疊放法可以完整地模擬出羊糞分解的物質(zhì)循環(huán)過程:以空白對照測量大氣中元素的沉降，利用上下層容器模擬了羊糞分解過程的淋溶，用上層容器測定羊糞的殘留量；將羊糞的分解途徑分為殘留草地、淋溶以及排放，更易從物質(zhì)平衡的角度探討適宜的放牧率。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置，其特征在于: 所述裝置采用雙層容器，其中上層容器(A)可以用于收集羊糞、接收降塵、降水等，上下層容器間加液體可以通過但固體不能通過的濾膜，下層容器(B)接收下滲物質(zhì)，從而保證可計(jì)算出羊糞的殘留及淋溶；上層容器(A)與下層容器(B)通過環(huán)扣固定為一體，置于容器(C)中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置，其特征在于: 所述容器(C)的上口密封。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種測定放牧家畜排泄物分解的裝置，其特征在于: 取樣時(shí)，把環(huán)扣打開，分開上層容器(A)和下層容器(B)，分別在兩個(gè)容器中取樣，完成后固定上層容器(A)和下層容器(B)并用鎖扣固定，重新置入容器(C)中。
4.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置測定放牧家畜排泄物分解的方法，其特征在于: 收集已知干重(Hi1)和鮮重(mfl)的羊糞，置于上層容器(A)內(nèi)的濾膜上；將8-10(^厚已知重量(m2)的干燥細(xì)砂至于下層容器(B)中，以收集上層容器中下滲的液體；以細(xì)砂土替代羊糞做空白對照，物質(zhì)沉降量為對照容器中物質(zhì)的增加量(m3)； 供試容器埋入樣地，并分別于埋樣當(dāng)日及之后每隔一定天數(shù)(t)取樣；所取樣品包括糞樣和對應(yīng)的細(xì)砂樣，并105°C烘干至恒重分別測定糞樣(m4)和細(xì)砂樣(m5)干重。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于: 羊糞的分解率(DRf, % ):DRf = (1-1n1Ai4) X 100% ； 羊糞日均分解速率(DDRf, % /d) =DDRf = DRf/t ；； 羊糞殘留量(Rf，g):RF = m「m3 ；
羊糞淋溶量(Lf, g):LF = m5-m2 ； 羊糞揮發(fā)量(VF，g):VF = m1-RF-LF。
【文檔編號】G01N1/28GK104132864SQ201410338981
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】武艷培, 顏才玉, 侯扶江 申請人:蘭州大學(xué)