具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，一种农田土壤动物活性生物传感器野外实验装置，包括生态箱和供电装置；所述生态箱由上层生态箱4、中层生态箱5和下层生态箱6组成，所述上层生态箱4、中层生态箱5和下层生态箱6均为上下贯通结构，所述上层生态箱4、中层生态箱5和下层生态箱6由上向下依次通过连接圈7可拆卸连接；

所述供电装置包括太阳能电池板10、支撑杆12、电线管15和备用电源9，所述电线管15由竖直段和水平段组成，且竖直段底端通过弯头16和水平段一端连接，所述电线管15竖直段的顶端通过固定螺旋11连接支撑杆12，所述支撑杆12上设置有太阳能电池板10；所述备用电源9作为太阳能电池板10供电的备用电源9；

所述上层生态箱4顶口部的连接圈7内设置有上层纱网1；所述中层生态箱5顶口部的连接圈7内设置有中层纱网2；所述下层生态箱6顶口部的连接圈7内设置有下层纱网3；

所述上层生态箱4内设置有高清摄像头19、声音记录仪20；所述高清摄像头19、声音记录仪20上连接的电线21穿过电线管15和太阳能电池板10连接；所述高清摄像头19内置芯片和SD存储卡，且用于实时自动监测和记录生态箱内绿色生态浮标23与土壤环境因子复杂的生态作用过程；所述声音记录仪20内置芯片和SD存储卡，且用于实时自动监测和记录生态箱内、生态箱外的所有声音，包括绿色生态浮标23(土壤动物)发出的声音、土壤中渗水的声音、生态箱外鸟鸣、虫鸣、路过的车辆等声音；

所述中层生态箱5内设置有土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27、土壤电导率传感器28；所述土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27、土壤电导率传感器28上连接的电线21穿过电线管15和太阳能电池板10连接；所述土壤温湿度传感器25用于实时自动监测和记录土壤温度和湿度数据；所述土壤pH值传感器26用于实时自动监测和记录土壤pH值；所述土壤氮磷钾传感器27用于实时自动监测和记录土壤中的氮、磷、钾含量；所述土壤电导率传感器28用于实时自动监测和记录土壤电导率。

所述上层纱网1为直径20cm的圆形纱网；耐腐蚀、结实耐用、环境友好的纱网，可以在野外农田中长期使用，对农田土壤环境无负面的影响；上层纱网1筛孔直径为2mm，有效防止生态箱外部地表土壤动物进入，同时防止生态箱内部土壤动物(绿色生态浮标23)逃出；上层纱网1的筛孔可以保证生态箱内的土壤、土壤动物与外界近地表大气层进行正常的物质和能量交换过程，保证畅通的信息传递过程，保持生态箱内土壤动物生存土壤环境的自然状态。

所述中层纱网2为直径20cm的圆形纱网；耐腐蚀、结实耐用、环境友好的纱网，可以在野外农田中长期使用，对农田土壤环境无负面的影响；中层纱网2筛孔直径为2mm，有效防止中层生态箱5土壤动物进入上层生态箱4，同时防止上层生态箱4土壤动物(绿色生态浮标23)进入中层生态箱5；中层纱网2的筛孔可以保证上层生态箱4和中层生态箱5之间正常的土壤物理、化学等过程，保持生态箱内土壤动物生存环境的自然状态。

所述下层纱网3为直径20cm的圆形纱网；耐腐蚀、结实耐用、环境友好的纱网，可以在野外农田中长期使用，对农田土壤环境无负面的影响；下层纱网3筛孔直径为2mm，有效防止下层生态箱6土壤动物进入中层生态箱5，同时防止中层生态箱5土壤动物进入下层生态箱6；下层纱网3的筛孔可以保证中层生态箱5和下层生态箱6之间正常的土壤物理、化学等过程，保持生态箱内土壤动物生存环境的自然状态。

所述上层生态箱4为土壤动物活性生物传感器的绿色生态浮标23(土壤动物)生存、繁殖和活动的空间；高度为2cm；材质为透明PVC板；该上层生态箱4同时包含未铺设土壤区域22、高清摄像头19、声音记录仪20、电线21；未铺设土壤区域22厚度约0.5cm，不填充过2mm筛的农田土壤，便于安装的仪器设备对生态箱内绿色生态浮标23(土壤动物)和土壤等进行监测和记录；

所述绿色生态浮标23(土壤动物)为筛选出的土壤动物活性生物传感器的绿色生态浮标23(土壤动物)；

所述中层生态箱5为放置土壤传感器的空间；

所述下层生态箱6不放置绿色生态浮标23(土壤动物)和任何仪器设备，被过2mm筛的土壤充满，对中层生态箱5和上层生态箱4起支撑作用，也是中层生态箱5和上层生态箱4仪器设备所需的布设电线21的通道；

所述连接圈7可拆卸，耐腐蚀，结实耐用，轻便，易安装；起到上下层之间的连接和安装作用，便于检修、更换生态箱内仪器设备，便于投入和提取生态箱内绿色生态浮标23(土壤动物)和土壤样品等；

所述原状土壤8为实验样地原状农田土壤；

所述备用电源9为工业用电，作为太阳能电池板10供电的备用电源9；

所述太阳能电池板10为生态箱提供电源，是生态箱的主要电源；

所述固定螺旋11能够调整和固定支撑杆12的高度；

本生态箱底部14无底板或纱网，和下层原位土壤直接连通；

所述电线管15安装和保护电线21，为生态箱内仪器设备提供电源；

所述过2mm筛土壤为放置在生态箱内的土壤，是将原位土壤取回实验室，在室内自然风干后过2mm筛，然后将过2mm筛的土壤均匀的平铺到生态箱内；

所述土壤地表为实验样地农田土壤的地表。

所述农作物13为实验农田当季种植的农作物13。

本野外实验装置的工作步骤如下：

步骤1，选择安置太阳能电池板10、备用电源9和生态箱的空间位置。在野外实验农田中，根据样地的形状、大小、距离工业电源或农业电源的远近、周围农作物13高度、田间树木特征等实际情况来选择和设置太阳能电池板10、备用电源9和生态箱的空间位置。

步骤2，安置太阳能电池板10和备用电源9。将太阳能电池板10、电线管15、弯头16、固定螺旋11安置到农田土壤中合适的位置。

步骤3，安置生态箱的位置。用铁锹等工具挖出一个直径为20cm、深度为22cm的土柱，用来安置整个生态箱。

步骤4，安置下层生态箱6。包括以下步骤：

第一步，将下层生态箱6轻轻的插入挖出的土柱内，保持生态箱的完整性，尽量保持下层生态箱6的圆柱形，使生态箱的外壁与土壤紧密的贴在一起；

第二步，在下层生态箱6内铺上过2mm筛的厚度为10cm的农田土壤，当农田土壤的厚度达到10cm的时候，用铁锹或者带一次性手套的手轻轻拍打，使土壤表面保持水平；

第三步，通过连接圈7将下层纱网3与下层生态箱6连接好，连接的过程中须小心仔细，保证连接处紧密、结实。

步骤5，安置中层生态箱5。包括以下步骤：

第一步，将中层生态箱5轻轻插入挖取的土柱，通过连接圈7与下层筛网连接好，注意保持生态箱的完整性，尽量保持下层生态箱6的圆柱形，使生态箱的外壁与土壤紧密的贴在一起；

第二步，布置安置在中层生态箱5中的土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27和土壤电导率传感器28所需电线21，电线21上部与中层生态箱5顶部持平，电线21下部穿过下层纱网3，通过电线管15与太阳能电池板10和备用电源9连接；

第三步，布置安置在上层生态箱4中的高清摄像头19和声音记录仪20所需电线21，电线21上部与农田土壤地表18(即上层生态箱4顶部)持平，电线21下部穿过下层生态箱6纱网，通过电线管15与太阳能电池板10和备用电源9连接；

第四步，在中层生态箱5内铺上过2mm筛的厚度为10cm的农田土壤，当农田土壤的厚度达到10cm的时候，用铁锹或者带一次性手套的手轻轻拍打，使土壤表面保持水平；

第五步，将土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27和土壤电导率传感器28轻轻埋置在中层生态箱5的表层土壤中，以传感器最上部覆盖一层薄薄的过2mm筛的农田土壤为宜；

第六步，将土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27和土壤电导率传感器28与前述安置好的电线21相连接，通电检测前述传感器是否可以正常工作，待这些传感器可以正常工作后，再进行下一步操作，如果前述传感器不能正常工作，需重新检查电线21连接是否正确；

第七步，布置安置在上层生态箱4中的高清摄像头19和声音记录仪20所需电线21，将高清摄像头19和声音记录仪20的电线21穿过中层纱网2，将这些仪器设备的电线21上部保留在上层生态箱4的空间位置；

第八部，通过连接圈7将中层纱网2与中层生态箱5连接好，连接的过程中须小心仔细，保证连接处紧密、结实。

步骤6，安置上层生态箱4。包括如下步骤：

第一步，将上层生态箱4轻轻插入挖取的土柱，通过连接圈7与中层筛网连接好，注意保持生态箱的完整性，尽量保持上层生态箱4的圆柱形，使生态箱的外壁与土壤紧密的贴在一起；

第二步，在上层生态箱4内铺上过2mm筛的厚度为1.5cm的农田土壤，当农田土壤的厚度达到1.5cm的时候，用铁锹或者带一次性手套的手轻轻拍打，使土壤表面保持水平；

第三步，将高清摄像头19和声音记录仪20轻轻安置在未铺设土壤区域22；

第四步，将高清摄像头19和声音记录仪20与前述安置好的电线21相连接，通电检测高清摄像头19和声音记录仪20是否可以正常工作，待高清摄像头19和声音记录仪20可以正常工作后，再进行下一步操作，如果高清摄像头19和声音记录仪20不能正常工作，需重新检查电线21连接是否正确；

第五步，将筛选和培养出的绿色生态浮标23轻轻的放在过2mm筛的农田土壤表面，尽量不去干扰这些绿色生态浮标23，让这些绿色生态浮标23慢慢的进入过2mm筛的农田土壤中；

第五步，待这些绿色生态浮标23都进入到过2mm筛的农田土壤中之后，轻轻的盖上上层纱网1，通过连接圈7将上层纱网1与上层生态箱4连接好，连接的过程中须小心仔细，保证连接处紧密、结实，而且动作要轻，避免对刚刚放入的绿色生态浮标23造成影响。

步骤7，农田土壤动物活性生物传感器野外实验装置开始工作。具体步骤如下：

第一步，打开电源，让野外实验装置开始工作。

第二步，打开随身携带的便携式笔记本电脑，开始接收高清摄像头19、声音记录仪20、土壤温湿度传感器25、土壤pH值传感器26、土壤氮磷钾传感器27和土壤电导率传感器28实时传输的数据，并对数据进行初步分析。

第三步，如果一切正常，则可以进行下一步骤，如果发现个别仪器设备数据有异常，则需要重复步骤5和步骤6，对电线21进行调整，待到所有仪器设备正常之后，再进行下一步骤；

第四步，远程控制室内数据管理中心，监测室内数据管理中心是否可以实时接收绿色生态浮标23和土壤环境因子数据，如果一切正常，则可以进行下一步骤；如果不能正常接收前述实时数据，则需要请室内工作人员调试室内数据管理中心的仪器设备，待室内数据管理中心仪器设备可以正常接收实时传输的绿色生态浮标23和土壤环境因子数据后，才可以进行下一步操作；

第五步，回到室内数据管理中心正式接收实时自动传输的绿色生态浮标23和土壤环境因子数据。

本发明的设计针对土壤动物活性生物传感器而设计，针对性强，在野外农田为土壤动物活性传感器的存活、生长与繁殖提供实验场所；针对使用土壤动物活性生物传感器进行农田土壤健康诊断这一目的而设计，是土壤动物活性生物传感器和农田土壤健康诊断的重要设备和组成部分；结实耐用，易于安装，方便携带，环境友好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。