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    SoilLab土壤呼吸實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于干旱區(qū)土壤研究

    發(fā)布時(shí)間: 2022-04-06  點(diǎn)擊次數(shù): 1815次

         SoilLab多通道實(shí)驗(yàn)室土壤呼吸實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)由土壤呼吸測(cè)量室、氣流抽樣控制系統(tǒng)、CA-10氣體分析儀等組成,用于多通道實(shí)驗(yàn)室土壤呼吸、土壤動(dòng)物呼吸、根系呼吸、土壤微生物活性評(píng)估、地表生物結(jié)皮光合呼吸、土壤污染呼吸響應(yīng)、土壤種子庫(kù)活力評(píng)估等測(cè)量研究分析,適用于各類土壤包括耕地、旱地土壤、濕地土壤、工業(yè)污染土壤、固廢等的呼吸測(cè)量和Microcosm-test(微生態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)M觀測(cè)),還可進(jìn)行土壤不同干擾條件下(如水分、養(yǎng)分、污染、溫度等)的呼吸動(dòng)態(tài)。

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    SoilLab系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)如下:

    1.模塊式配置,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求靈活配置、擴(kuò)展,如配置4通道、8通道、16通道乃至24通道測(cè)量系統(tǒng),或組配用于土壤、凋落物、植物、昆蟲(chóng)、土壤動(dòng)物、甚至嚙齒類動(dòng)物的呼吸等;

    2.高精度氧氣分析儀和CO2分析儀,還可選配O2分析儀、甲烷分析儀、水汽分析儀等;

    3.根據(jù)需求可選配便攜式測(cè)量系統(tǒng),分析儀、氣體抽樣系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集器等都集成在一個(gè)便攜箱內(nèi),便于野外原位測(cè)量土壤呼吸等;

    4.可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選配不同類型的土壤呼吸室或微生態(tài)模擬室(Microcosm chamber),或與FytoScope植物生長(zhǎng)室組合,以觀測(cè)不同實(shí)驗(yàn)控制模擬條件下土壤呼吸、群落光合呼吸、土壤微生物活性等;

    5.可根據(jù)SIR底物誘導(dǎo)呼吸法(ISO 14240-1 Soil quality Determin

    應(yīng)用案例:干旱地區(qū)土壤生物結(jié)皮與土壤地化循環(huán)

    旱地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤養(yǎng)分和有機(jī)碳(C)的循環(huán)通常是由被稱為生物土壤結(jié)皮(biocrusts)的土壤表面群落介導(dǎo)的,這些生物結(jié)皮在土壤頂部約02厘米處循環(huán)C和養(yǎng)分。然而,尚不清楚生物結(jié)皮在多大程度上影響了深層地下礦質(zhì)土壤中的土壤肥力和生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)(biogeochemical cycles)。人們猜測(cè),土壤滲漏液中的溶質(zhì)從生物結(jié)皮轉(zhuǎn)移到更深的土壤層,可能是生物結(jié)皮肥力物質(zhì)向下轉(zhuǎn)移到礦質(zhì)土壤中更深的微生物群落和植物根系的主要機(jī)制之一。美國(guó)德克薩斯大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院(Biological Sciences, University of Texas)的Kristina E. Young,研究了生物結(jié)皮滲漏液在促進(jìn)地下?tīng)I(yíng)養(yǎng)和可溶性碳庫(kù)以及地下微生物循環(huán)中的作用。研究結(jié)果發(fā)表在20221月的《Geoderma》上。

    Kristina收集了處于三個(gè)演替階段的生物結(jié)皮,并在多個(gè)土壤深度采集原狀土樣本,進(jìn)行培養(yǎng)后使用SoilLab土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量土壤樣本的呼吸速率,用于評(píng)估土壤微生物的生物量和其活性。同時(shí)收集滲漏液,測(cè)量每個(gè)演替階段的養(yǎng)分和有機(jī)C濃度以及代謝物組成。研究發(fā)現(xiàn),生物結(jié)皮和地下礦質(zhì)土壤之間的養(yǎng)分和C連通性程度取決于生物結(jié)皮演替階段和其養(yǎng)分元素,生物結(jié)皮演替階段對(duì)礦質(zhì)土壤CO2通量的影響可能與長(zhǎng)期資源積累有關(guān)。在較長(zhǎng)的時(shí)間段和后期演替階段,可以通過(guò)對(duì)養(yǎng)分的可利用性和CO2通量的反饋,來(lái)評(píng)估旱地土壤的生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)狀況。

    ation of soil microbial biomass, Part 1: Substrate-induced respiration method),評(píng)估測(cè)定土壤微生物生物量;

    6.可選配EasyChem全自動(dòng)離子分析儀,勇于分析土壤營(yíng)養(yǎng)與土壤呼吸的關(guān)系等。



    應(yīng)用案例:干旱區(qū)土壤水分與營(yíng)養(yǎng)對(duì)C循環(huán)的影響

    ECOLOGY202231日刊登了美國(guó)猶他州立大學(xué)荒地資源系和猶他州洛根生態(tài)中心(Department of Wildland Resources, Utah State University and the Ecology Center, Logan, UT, USA)的Ryan T. Choi等的論文,Ryan T. Choi認(rèn)為目前人們對(duì)于干旱地區(qū)土壤碳循環(huán)過(guò)程中土壤水分、土壤C、N、P之間的相互作用的理解還明顯不足,于是展開(kāi)了研究。Ryan把來(lái)自科羅拉多高原的旱地生態(tài)系統(tǒng)的土壤進(jìn)行不同水分含量處理,和施加不同C肥(葡萄糖)、氮肥、磷肥的處理,使用SoilLab土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量土壤的呼吸速率。研究發(fā)現(xiàn),雖然水、C N 都可以通過(guò)一系列復(fù)雜作用影響土壤的碳循環(huán),但單獨(dú)的水處理對(duì)土壤生物的呼吸影響極小,而水 + C的處理會(huì)導(dǎo)致土壤碳循環(huán)顯著增加,這表明水處理和C處理在一定程度上的功能共限作用(co-limitation)。單獨(dú)添加氮不會(huì)導(dǎo)致土壤碳循環(huán)發(fā)生變化,但是當(dāng)?shù)c水和碳一起添加時(shí),相對(duì)于不加氮(只添加水和碳),氮大大增加了土壤碳循環(huán)速率。磷添加對(duì)碳循環(huán)沒(méi)有影響。結(jié)果表明資源之間的相互作用令人驚訝,這有助于我們理解生態(tài)學(xué)中的關(guān)鍵理論,比如瞬時(shí)極大值假說(shuō)(Transient Maxima Hypothesis),支持多資源處理比單獨(dú)水分處理能夠更好地解釋旱地脈沖動(dòng)態(tài)C循環(huán)(pulse-dynamic C cycling)這一現(xiàn)象。

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    參考文獻(xiàn)

    Ryan T. Choi, et al. 2022. Multiple resource limitation of dryland soil microbial carbon cycling on the Colorado Plateau, Ecology ( IF 5.499 ) Pub Date : 2022-03-01 , DOI: 10.1002/ecy.3671

    Kristina E. Young, et al. 2022. Vertical movement of soluble carbon and nutrients from biocrusts to subsurface mineral soils, Geoderma 405 (2022) 115495




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