[發(fā)明專利]基于不同途徑植物向土壤輸送有機(jī)碳的測(cè)定方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210135570.6
• 申請(qǐng)日: 2022-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN114544911A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐卓;闞海明;鄒俊亮;張國(guó)芳;陳超;張微微
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市農(nóng)林科學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

1.基于不同途徑植物向土壤輸送有機(jī)碳的測(cè)定方法，其特征在于，包括：

測(cè)定預(yù)設(shè)的監(jiān)測(cè)柱內(nèi)填充物的初始容重，其中，所述監(jiān)測(cè)柱包括根系生長(zhǎng)柱、枯落物降解柱和對(duì)照柱；

將所述監(jiān)測(cè)柱掩埋在目標(biāo)土壤中，經(jīng)過至少兩個(gè)生長(zhǎng)周期后取出所述監(jiān)測(cè)柱，以獲取目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱，并根據(jù)所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱分別測(cè)定目標(biāo)有機(jī)碳含量和目標(biāo)碳穩(wěn)定同位素比值；

將所述目標(biāo)有機(jī)碳含量、所述目標(biāo)碳穩(wěn)定同位素比值、所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的高度以及所述初始容重輸入到預(yù)存的同位素二元混合模型中進(jìn)行計(jì)算，以獲取植物通過不同途徑向所述目標(biāo)土壤中輸送有機(jī)碳的凈貢獻(xiàn)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于不同途徑植物向土壤輸送有機(jī)碳的測(cè)定方法，其特征在于，根據(jù)所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱分別測(cè)定目標(biāo)有機(jī)碳含量和目標(biāo)碳穩(wěn)定同位素比值，具體包括：

分別測(cè)定所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的根系生長(zhǎng)柱內(nèi)填充物的第一有機(jī)碳含量和第一碳穩(wěn)定同位素比值，并分別測(cè)定所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的枯落物降解柱內(nèi)填充物的第二有機(jī)碳含量和第二碳穩(wěn)定同位素比值以及所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的對(duì)照柱內(nèi)填充物的第三碳穩(wěn)定同位素比值；

分別測(cè)定所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的根系生長(zhǎng)柱內(nèi)細(xì)根的第四碳穩(wěn)定同位素比值和所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的枯落物降解柱上枯落物的第五碳穩(wěn)定同位素比值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于不同途徑植物向土壤輸送有機(jī)碳的測(cè)定方法，其特征在于，將所述監(jiān)測(cè)柱掩埋在目標(biāo)土壤中，經(jīng)過至少兩個(gè)生長(zhǎng)周期后取出所述監(jiān)測(cè)柱，以獲取目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱，具體包括：

將所述的根系生長(zhǎng)柱的側(cè)壁和上下底面均設(shè)置為孔徑為2mm的塑料紗網(wǎng)，分別將所述枯落物降解柱和所述對(duì)照柱的側(cè)壁設(shè)置為PVC管，并將所述枯落物降解柱和所述對(duì)照柱的下底面設(shè)置為孔徑為1μm的致密網(wǎng)；

將設(shè)置好的根系生長(zhǎng)柱、枯落物降解柱以及對(duì)照柱同時(shí)放置在對(duì)應(yīng)的坑洞中進(jìn)行掩埋，并分別在所述根系生長(zhǎng)柱和所述的對(duì)照柱上方設(shè)置孔徑為5mm的隔離罩；

按照預(yù)設(shè)的固定周期去除所述隔離罩上的枯落物，到達(dá)預(yù)設(shè)的生長(zhǎng)周期后取出所述監(jiān)測(cè)柱，以獲取目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于不同途徑植物向土壤輸送有機(jī)碳的測(cè)定方法，其特征在于，將所述目標(biāo)有機(jī)碳含量、所述目標(biāo)碳穩(wěn)定同位素比值、所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的高度以及所述初始容重輸入到預(yù)存的同位素二元混合模型中進(jìn)行計(jì)算，以獲取植物通過不同途徑向所述目標(biāo)土壤中輸送有機(jī)碳的凈貢獻(xiàn)量，具體包括：

將所述目標(biāo)碳穩(wěn)定同位素比值輸入到所述模型中，并根據(jù)如下公式獲取目標(biāo)比例：

F_rt＝(δ¹³C_ingrowth-δ¹³C_control)/(δ¹³C_rt-δ¹³C_control)

F_litter＝(δ¹³C_degradation-δ¹³C_control)/(δ¹³C_litter-δ¹³C_control)

其中，F(xiàn)_rt和F_litter分別表示土壤碳源自根系和枯落物的比例；δ¹³C_ingrowth、δ¹³C_degradation和δ¹³C_control分別表示所述根系生長(zhǎng)柱、所述枯落物降解柱和所述對(duì)照柱內(nèi)填充物的碳同位素比值；δ¹³C_rt和δ¹³C_litter分別表示所述根系生長(zhǎng)柱內(nèi)根系和所述枯落物降解柱上枯落物的碳同位素比值；

將所述目標(biāo)比例、所述目標(biāo)有機(jī)碳含量、所述目標(biāo)監(jiān)測(cè)柱的高度以及所述初始容重輸入到所述模型中，并根據(jù)如下公式獲取植物通過不同途徑向所述目標(biāo)土壤中輸送有機(jī)碳的凈貢獻(xiàn)量：

C_rd-net＝ρ×[C]_ingrowth×F_rt×h×10000

C_ld-net＝ρ×[C]_degradation×F_litter×h×10000

其中，C_rd-net和C_ld-net分別表示根系輸入和枯落物降解對(duì)土壤碳的凈貢獻(xiàn)量，ρ為所述監(jiān)測(cè)柱內(nèi)填充物的初始容重，[C]_ingrowth和[C]_degratation分別表示所述根系生長(zhǎng)柱和所述枯落物降解柱內(nèi)填充物取樣時(shí)的有機(jī)碳含量，h為所述監(jiān)測(cè)柱高度，10000為從有機(jī)碳含量到凈貢獻(xiàn)量的單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。