[實用新型]一種土壤微生物呼吸測定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721072364.6
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN206609782U
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓雪梅;郭麗;王曉軍;李合蓮;于修樂
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 王志坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤微生物呼吸測定裝置。

背景技術(shù)

土壤呼吸是表征土壤質(zhì)量和肥力的重要生物學(xué)指標(biāo)，它反映了土壤生物活性和土壤物質(zhì)代謝的強度。在生態(tài)演替過程中，植被的變化通過吸收養(yǎng)分和歸還有機物等，以影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀，土壤呼吸亦隨之變化，指示著生態(tài)系統(tǒng)演替的過程與方向。此外，從小氣候?qū)W角度看，土壤釋放的CO₂改變了近地面的微氣象條件，為植物下部冠層提供了更豐富的碳源。便攜式土壤呼吸測量系統(tǒng)由主機和手持式雙通道數(shù)據(jù)采集顯示器組成，用于野外土壤呼吸/CO₂通量測量。

現(xiàn)階段的測量方法主要為靜態(tài)堿液吸收法和密閉氣室法：

靜態(tài)堿液吸收法：人們利用堿液吸收法研究森林、草原和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸。有些研究者用堿液(NaOH或者KOH溶液)，也有研究者用固體堿粒。他們的原理是一樣的，即堿吸收CO₂形成碳酸根，再用重量法或者中和滴定法計算出剩余的堿量，根據(jù)公式計算得出一定時間內(nèi)土壤排放的CO₂總量。以堿液法為例，具體的操作過程如下：在樣地內(nèi)選定直徑為25厘米的圓形測定點，將圓內(nèi)的綠色植物齊地剪掉后，將一高2厘米左右的小三角架固定在圓心，其上放置事先已經(jīng)注入20ml NaOH溶液的玻璃廣口瓶，迅速用鍍鋅金屬圓桶(直徑25厘米，高30厘米，一端密閉)扣在選定的樣圓上，為隔絕外界空氣避免大氣CO₂的干擾，圓桶下緣壓入土中2厘米，確保桶與外界無氣體交換。一段時間后取出堿液瓶，迅速蓋好蓋子帶回實驗室內(nèi)分析，可得到該時間內(nèi)的土壤呼吸速率。

密閉氣室法：密閉氣室法包括氣相色譜法和紅外CO₂分析法兩種。此法是將一無底無蓋的管狀容器一端插入土壤中，經(jīng)過一段時間內(nèi)的穩(wěn)定后，加蓋，用一針狀連接器以一定的時間間隔抽取氣體樣品進入真空容器內(nèi)，用氣相色譜儀或紅外分析儀測定其中CO₂的濃度，計算得出CO₂排放的速率。

這兩種方法分別存在不足之處，主要體現(xiàn)為：(1)堿液法改變了地面微氣象條件；(2)密閉法取樣間隔不可過短；需要補充同體積空氣；(3)密閉法需采樣泵，測量環(huán)境因氣流導(dǎo)致的氣壓變化而產(chǎn)生影響；(4)堿液法的局限性在于測定的精度不理想，在土壤呼吸速率低的情況下，測定的結(jié)果比真實值高，在土壤呼吸速率高的情況下，測定結(jié)果比真實值偏低。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實新型提供一種土壤微生物呼吸測定裝置，包括測量室、測量室密封蓋、紅外CO₂分析儀、空氣泵、堿石灰柱、空氣過濾器和流量調(diào)節(jié)總閥，所述的測量室由殼體、金屬插入筒和方形的金屬插入板組成，金屬插入筒與殼體密封連接，殼體側(cè)壁設(shè)置側(cè)壁支頸，側(cè)壁支頸與橡膠帽密封連接，金屬插入筒內(nèi)壁三面設(shè)置有凹槽，剩余一面設(shè)置有條形開口，金屬插入板由一金屬平板與金屬擋板呈T型焊接而成，金屬平板由條形開口插入且與金屬插入筒凹槽嵌合，金屬擋板可密封覆蓋金屬插入筒內(nèi)壁條形開口，所述的測量室密封蓋上設(shè)置有進氣管與通氣管，測量室密封蓋通過螺紋接口密封連接在殼體上端，殼體下端與金屬插入筒的上端密封連接，所述空氣泵、堿石灰柱、空氣過濾器和流量調(diào)節(jié)總閥通過管道依次連接，并經(jīng)由測量室密封罐上的進氣管與測量室連通，紅外CO₂分析儀通過通氣管與測量室密封罐連通。

優(yōu)選的，金屬插入筒的底部沿外壁向內(nèi)徑方向制成錐形尖端。

優(yōu)選的，測量室殼體內(nèi)部設(shè)置有溫控裝置。

優(yōu)選的，測量室殼體為銀色鋁合金材質(zhì)，降低了輻射熱吸收，且提高了測量室的散熱，減少了地面微氣象對測量結(jié)果的影響。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過預(yù)先將空氣中的CO₂去除，將無CO₂空氣導(dǎo)入空氣過濾器去除氣體中的微小顆粒物質(zhì)，排空土壤測量室內(nèi)原有空氣，減少了原有環(huán)境的CO₂濃度對呼吸測量的影響。

2、本實用新型測量室使用封閉式結(jié)構(gòu)，測量環(huán)境為野外環(huán)境，無土壤擾動，不影響地面微氣象條件，紅外CO₂分析儀擴散式測量分析，減少了采樣泵，減輕了系統(tǒng)的重量，方便了攜帶。

3、用于生態(tài)測量的紅外CO₂分析儀，單光束雙波長紅外技術(shù)，測量精確，數(shù)據(jù)實時傳輸記錄。

附圖說明