申请日2016.02.23
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号G01N1/28
摘要
本发明提供一种土壤渗滤液有机氮分级的装置，由输液瓶、流速控制阀门、土体柱、滤纸、第一集液瓶、开关、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、抽气泵、第二集液瓶、支撑架组成，输液瓶、土体柱、第一集液瓶、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第二集液瓶从上到下依次排列，由支撑架固定。本发明采用控制滤纸及过滤器中滤膜孔径，将滤液中物质孔径大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、0.01-0.22微米四级，实现分级测定有机氮含量及组成，可在土壤渗滤液有机氮分级中应用。该方法操作简便，能快速有效的分析土壤渗滤液中有机氮的含量组成。
摘要附图
权利要求书
1.一种土壤渗滤液有机氮分级装置，其特征在于，由输液瓶(1)、流速控制阀门(2)、土体柱(3)、滤纸(4)、第一集液瓶(5)、开关(6)、第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器(9)、抽气泵(10)、第二集液瓶(11)、支撑架(12)组成;输液瓶(1)、土体柱(3)、第一集液瓶(5)、第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器(9)、第二集液瓶(11)从上到下依次连接，并由支撑架(12)固定，抽气泵(10)与第二集液瓶(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤液有机氮分级装置，其特征在于，第一集液瓶5下方设置开关(6)，滤纸(4)放置土体柱(3)底部。
3.一种土壤渗滤液有机氮分级的方法，通过以下步骤实现：
(1)装置准备：利用权利要求1的装置，先在输液瓶(1)中放置纯净水，调节pH=7.0，其出水速率通过流速控制阀门(2)进行调节，土体柱(3)底部放置孔径为3微米的滤纸(4)，在土体柱(3)中添加过2mm筛的粉碎土壤样品，第一集液瓶(5)下方设置开关(6)，第一过滤器(7)中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤膜，第二过滤器(8)中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第三过滤器(9)中放置孔径为0.22微米的醋酸纤维滤膜;
(2)准确称量第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器(9)中滤膜的质量，之后将装置各部分按权利要求1连接起来，取待测土壤样品风干磨碎后过2mm筛，取已粉碎土壤放入土体柱(3)中，向土体柱(3)中加入纯净水，以湿润土壤，将此土壤静置24h;
(3)土壤静置24h后，关闭开关(6)，通过调节流速控制阀门(2)控制输液瓶(1)中纯净水的流出速度为0.05-0.5ml/min，流出速度根据土体中渗出液的流出速度而定，向第一集液瓶(5)中添加1ml1M盐酸，避免微生物分解渗出液中的有机氮;
(4)待第一集液瓶(5)中液体达到20-100ml后，关闭流速控制阀门(2)，打开开关(6)、抽气泵(10)，缓慢抽气，待第一集液瓶(5)中液体抽干后，再抽5min，关闭开关(6)、抽气泵(10);
(5)将第一过滤器(7)、第二过滤器(8)、第三过滤器(9)拆下，保留于第一过滤器(7)中滤膜上的物质的孔径介于1.0-3.0微米之间，保留于第二过滤器(8)中滤膜上的物质的孔径介于0.45-1.0微米之间，保留于第三过滤器(9)中滤膜上的物质的孔径介于0.22-0.45微米之间，而留存于第二集液瓶(11)中的物质则0.01-0.22微米，采用烘干滤膜及第二集液瓶(11)中液体，测定滤液中不同大小物质的含量，测定滤膜上氮素含量，计算有机氮的含量，通过质谱、氨基酸分析仪、核磁共振仪准确得知不同质量有机氮的组成及含量。
4.根据权利要求3所述的一种土壤渗滤液有机氮分级的方法，通过以下步骤实现：步骤(2)中向土体柱(3)中加入的纯净水不能超过土体的最大含水量。
说明书
一种土壤渗滤液有机氮分级装置及应用
技术领域
本发明属于植物营养和土壤科学研究领域，涉及一种土壤渗滤液有机氮分级的装置及其应用。
背景技术
近三十年以来，随着同位素质谱仪、核磁共振仪、气相色谱与同位素质谱联用仪的广泛应用，诸多研究在无菌条件下及自然环境下，发现了土壤中有机氮可以作为植物生长的重要氮源，且对植物品质具有重要的影响。土壤有机氮主要包括难分解、周转速度慢的大分子物质如腐殖质，易分解的、周转速度快的蛋白质、核酸及游离氨基酸等。研究土壤渗滤液有机氮组成有利于深入了解土壤有机氮的迁移转化规律，为有机营养调控、避免有机养分流失、防止环境污染具有重要的意义。
然而，渗滤液中有机氮的分级测定方法尚不完善。现在的分类方法均为将有机氮分为蛋白质、氨基糖、氨基酸等，根据不同组分化学性质差异而检测含量。然而，有机氮成分复杂，分子量变异很大，目前为止尚缺乏将不同大小有机氮分离开后再进行成分检测的方法。本发明旨在通过多级过滤系统，将渗滤液中有机氮首先通过分子量大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、<0.22微米四级，再通过相应的检测技术研究不同分级中有机氮的组成，为渗滤液中有及氮素形态及含量提供了深入且细致的分析方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种土壤渗滤液有机氮分级装置，本发明提供的装置由输液瓶、流速控制阀门、土体柱、滤纸、第一集液瓶、开关、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、抽气泵、第二集液瓶、支撑架组成，输液瓶、土体柱、第一集液瓶、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、第二集液瓶从上到下依次排列，由支撑架固定，抽气泵与第二集液瓶连接，第一集液瓶下方设置开关。
本发明的另一个目的是提供土壤渗滤液有机氮分级的方法，通过以下步骤实现：
1.装置准备：利用上述土壤渗滤液有机氮分级装置，在输液瓶中放置纯净水，调节pH=7.0，其出水速率通过流速控制阀门进行调节，土体柱底部放置孔径为微米的滤纸，在土体柱中添加过2mm筛的粉碎土壤样品，第一集液瓶下方设置开关，第一过滤器中放置孔径为1.0微米的醋酸纤维滤膜，第二过滤器中放置孔径为0.45微米的醋酸纤维滤膜，第三过滤器中放置孔径为0.22微米的醋酸纤维滤膜;
2.准确称量第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器中滤膜的质量，之后将装置各部分按顺序连接起来，取待测土壤样品风干磨碎后过2mm筛，称取适量已粉碎土壤放入土体柱中，向土体柱中加入适量纯净水，以湿润土壤，但不能超过土体的最大含水量，将此土壤静置24h;
3.土壤静置24h后，关闭开关，通过调节流速控制阀门控制输液瓶中纯净水的流出速度为0.05-0.5ml/min，流出速度根据土体中渗出液的流出速度而定，向第一集液瓶中添加1ml1M盐酸，避免微生物分解渗出液中的有机氮;
4.待第一集液瓶中液体达到20-100ml后，关闭流速控制阀门，打开开关、抽气泵，缓慢抽气，待第一集液瓶中液体抽干后，再抽5min，关闭开关、抽气泵;
5.将第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器拆下，保留于第一过滤器中滤膜上的物质的孔径介于1.0-3.0微米之间，保留于第二过滤器8中滤膜上的物质的孔径介于0.45-1.0微米之间，保留于第三过滤器9中滤膜上的物质的孔径介于0.22-0.45微米之间，而留存于第二集液瓶中的物质则0.01-0.22微米，采用烘干滤膜及第二集液瓶中液体，可以测定滤液中不同大小物质的含量，测定滤膜上氮素含量，计算有机氮的含量，通过质谱、氨基酸分析仪、核磁共振仪等仪器就可以准确得知不同质量有机氮的组成及含量。
本发明提供的装置操作简单，分级范围准确且可调控，利用本发明装置拟合土壤渗滤过程，通过滤纸及不同孔径醋酸纤维滤膜的过滤及截留作用，将渗滤液中有机氮首先通过分子量大小分为1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、0.01-0.22微米四级，再通过相应的检测技术研究不同分级中有机氮的组成，为渗滤液中有及氮素形态及含量提供了深入且细致的分析方法。