一種土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)裝置及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于植物營(yíng)養(yǎng)和土壤科學(xué)研究領(lǐng)域，涉及一種土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)的裝 置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近三十年以來(lái)，隨著同位素質(zhì)譜儀、核磁共振儀、氣相色譜與同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀的 廣泛應(yīng)用，諸多研究在無(wú)菌條件下及自然環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)了土壤中有機(jī)氮可以作為植物生長(zhǎng) 的重要氮源，且對(duì)植物品質(zhì)具有重要的影響。土壤有機(jī)氮主要包括難分解、周轉(zhuǎn)速度慢的大 分子物質(zhì)如腐殖質(zhì)，易分解的、周轉(zhuǎn)速度快的蛋白質(zhì)、核酸及游離氨基酸等。研究土壤滲濾 液有機(jī)氮組成有利于深入了解土壤有機(jī)氮的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為有機(jī)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、避免有機(jī)養(yǎng) 分流失、防止環(huán)境污染具有重要的意義。
[0003] 然而，滲濾液中有機(jī)氮的分級(jí)測(cè)定方法尚不完善。現(xiàn)在的分類方法均為將有機(jī)氮 分為蛋白質(zhì)、氨基糖、氨基酸等，根據(jù)不同組分化學(xué)性質(zhì)差異而檢測(cè)含量。然而，有機(jī)氮成分 復(fù)雜，分子量變異很大，目前為止尚缺乏將不同大小有機(jī)氮分離開后再進(jìn)行成分檢測(cè)的方 法。本發(fā)明旨在通過(guò)多級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，將滲濾液中有機(jī)氮首先通過(guò)分子量大小分為1.0-3.0、 0.45-1.0、0.22-0.45、〈0.22微米四級(jí)，再通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)研究不同分級(jí)中有機(jī)氮的組 成，為滲濾液中有及氮素形態(tài)及含量提供了深入且細(xì)致的分析方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)裝置，本 發(fā)明提供的裝置由輸液瓶、流速控制閥門、土體柱、濾紙、第一集液瓶、開關(guān)、第一過(guò)濾器、第 二過(guò)濾器、第三過(guò)濾器、抽氣栗、第二集液瓶、支撐架組成，輸液瓶、土體柱、第一集液瓶、第 一過(guò)濾器、第二過(guò)濾器、第三過(guò)濾器、第二集液瓶從上到下依次排列，由支撐架固定，抽氣栗 與第二集液瓶連接，第一集液瓶下方設(shè)置開關(guān)。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)的方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)： [0006] 1.裝置準(zhǔn)備:利用上述土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)裝置，在輸液瓶中放置純凈水，調(diào)節(jié) pH=7.0,其出水速率通過(guò)流速控制閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，土體柱底部放置孔徑為微米的濾紙，在 土體柱中添加過(guò)2mm篩的粉碎土壤樣品，第一集液瓶下方設(shè)置開關(guān)，第一過(guò)濾器中放置孔徑 為1. 〇微米的醋酸纖維濾膜，第二過(guò)濾器中放置孔徑為〇. 45微米的醋酸纖維濾膜，第三過(guò)濾 器中放置孔徑為〇. 22微米的醋酸纖維濾膜；
[0007] 2.準(zhǔn)確稱量第一過(guò)濾器、第二過(guò)濾器、第三過(guò)濾器中濾膜的質(zhì)量，之后將裝置各部 分按順序連接起來(lái)，取待測(cè)土壤樣品風(fēng)干磨碎后過(guò)2mm篩，稱取適量已粉碎土壤放入土體柱 中，向土體柱中加入適量純凈水，以濕潤(rùn)土壤，但不能超過(guò)土體的最大含水量，將此土壤靜 置 24h;
[0008] 3. 土壤靜置24h后，關(guān)閉開關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)流速控制閥門控制輸液瓶中純凈水的流出 速度為〇. 05-0.5ml/min，流出速度根據(jù)土體中滲出液的流出速度而定，向第一集液瓶中添 加 lml 1M鹽酸，避免微生物分解滲出液中的有機(jī)氮；
[0009] 4.待第一集液瓶中液體達(dá)到20-100ml后，關(guān)閉流速控制閥門，打開開關(guān)、抽氣栗， 緩慢抽氣，待第一集液瓶中液體抽干后，再抽5min，關(guān)閉開關(guān)、抽氣栗；
[0010] 5.將第一過(guò)濾器、第二過(guò)濾器、第三過(guò)濾器拆下，保留于第一過(guò)濾器中濾膜上的物 質(zhì)的孔徑介于1.0-3.0微米之間，保留于第二過(guò)濾器8中濾膜上的物質(zhì)的孔徑介于0.45-1.0 微米之間，保留于第三過(guò)濾器9中濾膜上的物質(zhì)的孔徑介于0.22-0.45微米之間，而留存于 第二集液瓶中的物質(zhì)則0.01-0.22微米，采用烘干濾膜及第二集液瓶中液體，可以測(cè)定濾液 中不同大小物質(zhì)的含量，測(cè)定濾膜上氮素含量，計(jì)算有機(jī)氮的含量，通過(guò)質(zhì)譜、氨基酸分析 儀、核磁共振儀等儀器就可以準(zhǔn)確得知不同質(zhì)量有機(jī)氮的組成及含量。
[0011] 本發(fā)明提供的裝置操作簡(jiǎn)單，分級(jí)范圍準(zhǔn)確且可調(diào)控，利用本發(fā)明裝置擬合土壤 滲濾過(guò)程，通過(guò)濾紙及不同孔徑醋酸纖維濾膜的過(guò)濾及截留作用，將滲濾液中有機(jī)氮首先 通過(guò)分子量大小分為1.0-3.0、0.45-1.0、0.22-0.45、0.01-0.22微米四級(jí)，再通過(guò)相應(yīng)的檢 測(cè)技術(shù)研究不同分級(jí)中有機(jī)氮的組成，為滲濾液中有及氮素形態(tài)及含量提供了深入且細(xì)致 的分析方法。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014] 實(shí)施例1
[0015]參見圖1，土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)裝置由輸液瓶1、流速控制閥門2、土體柱3、濾紙 4、第一集液瓶5、開關(guān)6、第一過(guò)濾器7、第二過(guò)濾器8、第三過(guò)濾器9、抽氣栗10、第二集液瓶 11、支撐架12組成，輸液瓶1、土體柱3、第一集液瓶5、第一過(guò)濾器7、第二過(guò)濾器8、第三過(guò)濾 器9、第二集液瓶11從上到下依次排列，由支撐架12固定，抽氣栗10與第二集液瓶11連接。第 一集液瓶5下方設(shè)置開關(guān)6。
[0016] 使用裝置進(jìn)行土壤滲濾液有機(jī)氮分級(jí)方法：
[0017] (1)裝置準(zhǔn)備:在輸液瓶1中放置純凈水，調(diào)節(jié)pH = 7.0，其出水速率通過(guò)流速控制 閥門2進(jìn)行調(diào)節(jié)，土體柱3底部放置孔徑為3微米的濾紙4,在土體柱3中添加過(guò)2mm篩的粉碎 土壤樣品，第一集液瓶5下方設(shè)置開關(guān)6,第一過(guò)濾器7中放置孔徑為1.0微米的醋酸纖維濾 膜，第二過(guò)濾器8中放置孔徑為0.45微米的醋酸纖維濾膜，第三過(guò)濾器9中放置孔徑為0.22 微米的醋酸纖維濾膜；
[0018] (2)準(zhǔn)確稱量第一過(guò)濾器7、第二過(guò)濾器8、第三過(guò)濾器9中濾膜的質(zhì)量，之后將裝置 各部分按順序連接起來(lái)，取待測(cè)土壤樣品風(fēng)干磨碎后過(guò)2mm篩，稱取適量已粉碎土壤放入土 體柱3中，向土體柱3中加入適量純凈水，以濕潤(rùn)土壤，但不能超過(guò)土體的最大含水量，將此 土壤靜置24h;
[0019] ⑶土壤靜置24h后，關(guān)閉開關(guān)6,通過(guò)調(diào)節(jié)流速控制閥門2控制輸液瓶1中純凈水的 流出速度為0.05-0.5ml/min，流出速度根據(jù)土體中滲出液的流出速度而定，向第一集液瓶5 中添加 lml 1M鹽酸，避免微生物分解滲出液中的有機(jī)氮；
[0020] (4)待第一集液瓶5中液體達(dá)到20-100ml后，關(guān)閉流速控制閥門2,打開開關(guān)6、抽氣 栗10,緩慢抽氣，待第一集液瓶5中液體抽干后，再抽5min，關(guān)閉開關(guān)6、抽氣栗10;
[0021] (5)將第一過(guò)濾器7、第二過(guò)濾器8、第三過(guò)濾器9拆下，保留于第一過(guò)濾器7中濾膜 上的物質(zhì)的孔徑介于1.0-3.0微米之間，保留于第二過(guò)濾器8中濾膜上的物質(zhì)的孔徑介于 0.45-1.0微米之間，保留于第三過(guò)濾器9中濾膜上的物質(zhì)的孔徑介于0.22-0.45微米之間， 而留存于第二集液瓶11中的物質(zhì)則0.01-0.22微米，采用烘干濾膜及第二集液瓶11中液體， 可以測(cè)定濾液中不同大小物質(zhì)的含量，測(cè)定濾膜上氮素含量就可以計(jì)算有機(jī)氮的含量，通 過(guò)質(zhì)譜、氨基酸分析儀、核磁共振儀等儀器就可以準(zhǔn)確得知不同質(zhì)量有機(jī)氮的組成及含量。 [0022] 實(shí)施例2
[0023] (1)裝置準(zhǔn)備:在輸液瓶1中放置純凈水，調(diào)節(jié)pH = 7.0，其出水速率通過(guò)流速控制 閥門2進(jìn)行調(diào)節(jié)，土體柱3底部放置孔徑為3微米的濾紙4,在土體柱3中添加過(guò)2mm篩的粉碎 土壤樣品，第一集液瓶5下方設(shè)置開關(guān)6,第一過(guò)濾器7中放置孔徑為1.0微米的醋酸纖維濾 膜，第二過(guò)濾器8中放置孔徑為0.45微米的醋酸纖維濾膜，第三過(guò)濾器9中放置孔徑為0.22 微米的醋酸纖維濾膜；
[0024] (2)準(zhǔn)確稱量第一過(guò)濾器7、第二過(guò)濾器8、第三過(guò)濾器9中濾膜的質(zhì)量，之后將裝置 各部分按順序連接起來(lái)，取浙江大學(xué)紫金港校區(qū)西區(qū)濕地土壤樣品風(fēng)干磨碎后過(guò)2mm篩，稱 取200g已粉碎土壤放入土體柱3中，向土體柱中加入140ml純凈水，以濕潤(rùn)土壤，但不超過(guò)土 體的最大含水量，將此土壤靜置24h;
[0025] (3) 土壤靜置24h后，關(guān)閉開關(guān)6,通過(guò)調(diào)節(jié)流速控制閥門2控制輸液瓶1中純凈水的 流出速度為〇. 1 〇ml/min，流出速度根據(jù)土體中滲出液的流出速度而定，向第一集液瓶5中添 加 lml 1M鹽酸，避免微生物分解滲出液中的有機(jī)氮；
[0026] (4)待第一集液瓶5中液體達(dá)到100ml后，關(guān)閉流速控制閥門2,打開開關(guān)6、抽氣栗 10，緩慢抽氣，待第一集液瓶5中液體抽干后，再抽5min，關(guān)閉開關(guān)6、抽氣栗10;<