[發(fā)明專利]一種基于連續(xù)過(guò)程的沉積物氮循環(huán)速率測(cè)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710338794.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108872528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞慎;丁晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于連續(xù)過(guò)程的沉積物氮循環(huán)速率測(cè)定方法，應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的氮循環(huán)過(guò)程測(cè)定。其具體過(guò)程為：稱取10等份新鮮沉積物于相應(yīng)100mL血清瓶；加蓋密封后利用真空洗瓶系統(tǒng)將血清瓶頂空氣體置換為氦氣:氧氣比為2:1混合氣體；分別添加尿素和去離子水；25^oC恒溫培養(yǎng)120小時(shí)；分別測(cè)定頂空氣態(tài)氮含量和沉積物活性氮含量；根據(jù)處理組和對(duì)照組各形態(tài)氮含量，利用相應(yīng)公式計(jì)算沉積物反硝化、硝化和氨化過(guò)程活性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，減少了傳統(tǒng)分步測(cè)定方法帶來(lái)的時(shí)間成本；同時(shí)基于連續(xù)過(guò)程，精確測(cè)定沉積物氮循環(huán)各過(guò)程反應(yīng)速率，并反映了三個(gè)連續(xù)過(guò)程的協(xié)同關(guān)系，避免底物誘導(dǎo)法測(cè)定對(duì)沉積物氮循環(huán)速率的高估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域，具體涉及一種基于連續(xù)過(guò)程的沉積物氮循環(huán)速率測(cè)定方法。

背景技術(shù)

氮循環(huán)是與水環(huán)境質(zhì)量、大氣化學(xué)以及初級(jí)生產(chǎn)密切相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程，是重要的生態(tài)系統(tǒng)功能，關(guān)系到生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)服務(wù)。對(duì)氮循環(huán)及其相關(guān)微生物活性的測(cè)定被廣泛用于表征各生態(tài)系統(tǒng)功能及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外界干擾的適應(yīng)。目前，傳統(tǒng)土壤和沉積物氮循環(huán)速率測(cè)定是用分步底物誘導(dǎo)法完成的，即以尿素（或氨基酸）、氨態(tài)氮和硝酸鹽為底物，培養(yǎng)一定時(shí)間后測(cè)定其反應(yīng)終產(chǎn)物產(chǎn)量（氨化作用潛力測(cè)定NH₄⁺產(chǎn)量、硝化作用測(cè)定NO₃^-或者NO₃^-+NO₂^-產(chǎn)量、反硝化作用測(cè)定N₂或者N₂+N₂O產(chǎn)量）或底物消失量。或者不添加底物直接培養(yǎng)一定時(shí)間后測(cè)定各步反應(yīng)終產(chǎn)物產(chǎn)量或介質(zhì)原有底物消失量，即環(huán)境介質(zhì)氮循環(huán)本底速率測(cè)定。傳統(tǒng)方法分步測(cè)定，可能高估整體沉積物（或土壤）氮循環(huán)速率，并且無(wú)法體現(xiàn)不同過(guò)程的連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)氮循環(huán)速率分步測(cè)定方法存在的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種基于連續(xù)過(guò)程的沉積物氮循環(huán)速率測(cè)定方法。

本發(fā)明方法所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，稱取均質(zhì)的沉積物 鮮樣(大約相當(dāng)于10g干重)裝入100mL血清瓶，加蓋密封；將封閉血清瓶的頂空氣體置換為氦氣:氧氣比為2:1混合氣體，模擬環(huán)境大氣-水-沉積物體系的氧含量；將10mL尿素溶液(含1mg尿素氮)和10mL去離子水分別注射進(jìn)入處理組和對(duì)照組血清瓶；血清瓶在培 養(yǎng)箱中25℃培養(yǎng)120小時(shí)后立即利用氣相色譜儀測(cè)定血清瓶頂空氣體中N₂和N₂O濃度； 然后加入2M的KCl溶液振蕩60分鐘提取NH₄⁺-N和NO₃^-+NO₂^--N，用流動(dòng)注射分析儀測(cè) 定其濃度；并通過(guò)以下三個(gè)公式分別計(jì)算沉積物的反硝化作用、硝化作用和氨化作用連續(xù)反 應(yīng)速率：

反硝化作用活性(mg N kg^-1dw hr^-1)

＝[(N₂+N₂O)_處理組-(N₂+N₂O)_{對(duì)照組}]/T*DW

硝化作用活性(mg N kg^-1dw hr^-1)