[發明專利]一種確定稀土元素示蹤團聚體周轉速率的方法

在審

• 申請號: 201810438414.0
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108629128A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 彭新華;朱巧紅;潘艷斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種確定稀土元素示蹤團聚體周轉速率的方法，把土壤過篩，分成4份；各份土壤之間使用不同的稀土元素的來標記；標記好的土壤平衡后烘干過篩，收集4個粒級團聚體；從每個稀土元素標記的團聚體中選取一個粒級，重新組合成新的土壤；新組合的土壤培養一定時間后，利用稀土元素質量守恒定律計算該時間段的團聚體周轉速率。本發明不需要特殊儀器裝備，回收率高，重現性好，操作方便。

技術領域

本發明技術應用于實驗室和田間開展團聚體形成過程的研究，特別是從事土壤結構改良，定向培育土壤地力有重要作用。

背景技術

土壤結構是土壤肥力的物質基礎，反映土壤水分和養分儲存和運輸的能力。同時，土壤結構也是根系、土壤動物和微生物等土壤生物的活動場所。良好的土壤結構有利于水肥高效利用和作物生長，并提高了土壤抗侵蝕能力。土壤結構阻礙微生物對有機質的分解，對有機碳具有物理保護作用，成為土壤固碳重要機制之一。因此，在保障糧食安全，防治土壤侵蝕，應對全球變化等方面，土壤結構發揮重要作用，其形成穩定機制與功能的研究日益受到重視。

團聚體是土壤結構的核心單元，促進團粒結構形成一直為土壤學研究熱點。團聚體形成主要包括土壤動物、根系、微生物和有機質等生物因素和粘土礦物、三二氧化物和鈣鎂陽離子等非生物因素；團聚體破碎主要受耕作、干濕交替和凍融交替等外部環境因素的影響。因此，團聚體形成與破碎過程涉及土壤固碳、肥力和抗蝕等功能，是土壤學重要過程之一，對糧食安全保障與生態環境保護有重要意義。

然而，在過去幾十年里，由于缺乏合適的示蹤技術，團聚體周轉研究一直沒有突破，也無法建立團粒結構定向培育理論體系。

發明內容

解決的技術問題：針對上述技術空白，本發明提供一種團聚體周轉速率的計算方法，通過稀土元素示蹤團聚體周轉技術，可追蹤團聚體形成與破碎過程。

技術方案：一種確定稀土元素示蹤團聚體周轉速率的方法，步驟為：

第一步：把土壤過篩為<2mm樣品，分成4份；

第二步：各份土壤之間使用不同的稀土元素的來標記：將稀土氧化物溶于水中，通過噴灑方式把稀土氧化物于土壤表面，一邊噴灑一邊混勻，用于標記的稀土元素濃度設置為不低于土壤背景值的20倍；

第三步：標記好的土壤放置4℃冰箱中平衡7天，使土壤與稀土氧化物充分接觸，然后移至40℃烘箱中烘干24h，烘干后過5mm篩，再用Elliot’s方法濕篩，收集>2mm、0.25-2mm、0.053-0.25mm、<0.053mm四個粒級團聚體，對應的粒級分別記為A、B、C和D；

第四步：從每個稀土元素標記的團聚體中選取一個粒級，重新組合成新的土壤，在這個新組合的土壤中，不同粒級團聚體由不同稀土元素標記，利用標記的團聚體組合而成的土壤，通過計算稀土元素示蹤團聚體周轉速率，開展團聚體形成與破碎過程的研究，具體為：

粒徑由大到小和由小到大，共存在12條各級團聚體周轉路徑，分別記為a-f 6種破碎方向的路徑和g-l 6種形成方向的路徑，周轉起始時間t₁到周轉終止時間t₂，各團聚體的變化用轉移矩陣K(t₂-t₁)表示，如式1所示：