CN101126753B - 一种原位测定根系呼吸的方法 - Google Patents

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Abstract

一种原位测定根系呼吸的方法，包括设置一个按供水瓶、接水瓶、CO2过滤装置、根箱和CO2吸收装置顺序装配的开放式水驱“根箱”系统。将所述的待测活根系在原位置于所述的根箱之中，由供水瓶向接水瓶输水形成水动力驱动，将接水瓶中的气体通过CO2过滤装置后压入根箱之中，再使混有根系呼吸的气体通入CO2吸收装置的碱液之中，被碱液吸收，然后分析测定CO2吸收装置中碱液所吸收的因根系呼吸所产生的CO2的排放量。本发明巧妙利用水能，对根际呼吸进行原位测定，可减少传统根切除法中的误差，为生物环保型的根际呼吸测定技术。

Description

一种原位测定根系呼吸的方法
技术领域
本发明涉及一种利用开放式水驱“根箱”系统测定根系呼吸的方法。
背景技术
目前测定根际呼吸的方法主要有断根法、离体根测定法、同位素法和“电驱根箱法”。但前两者对土壤和正常的呼吸环境干扰较大，误差大；同位素法又有放射性危险，不易操作，且成本高；“电驱根箱法”在边远地区使用困难且操作比较复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提出一种成本低廉、简单易行的原位测定根系呼吸的方法。
本发明所提出的原位测定根系呼吸的方法，包括设置一个开放式水驱“根箱”系统，该系统包括：
一供水瓶，悬吊于系统的高位，该供水瓶的底部设有一排水口，上部设有通气口；
一接水瓶，置于地面或接近地面的低位，该接水瓶的瓶口有胶塞封口，封口上开有进水口和排气口，其进水口通过虹吸管与供水瓶的排水口连接；
一CO2过滤装置，为一装有碱石灰的管形件，管的一端有进气口，通过通气软管与接水瓶的排气口连接，另一端有排气口；
一用于使活根系伸装入其中的根箱，该根箱为一PVC管件，管件的两端设有封口的胶塞，其中一端胶塞开有进根口和进气口，该进气口通过通气软管与CO2过滤装置的排气口连接，根箱的另一端胶塞开有排气口；
一CO2吸收装置，为一碱吸收瓶，其瓶口有胶塞封口，封口上设有进气口和排气口，根箱的排气口通过通气软管连接到碱吸收瓶的进气口。
在系统的各部分，供水瓶、接水瓶、CO2过滤装置、根箱和CO2吸收装置之间安装有开关控制阀门，以控制系统的运作。
系统的开端和末端都和大气是相通的，因此本系统是一个测定根系呼吸的开放式“根箱”系统。
上述所设置的开放式水驱“根箱”系统实际上包括四大部分：
1)水驱动装置，由供水瓶和接水瓶构成，主要用来控制和驱动系统的气体循环；
2)根箱，用于放置活根和土壤；
3)CO2过滤装置，用于吸收水驱动装置所排空气中的CO2。
4)CO2吸收装置，用于吸收根箱中根和土壤微生物呼吸排放出的CO2；
通过这个系统进行根系呼吸原位测定的思路是多次利用水的虹吸作用驱动“水驱动装置”内的气体将“根箱”中所有排放气体排挤至碱液瓶中，其中的CO2气体被“CO2吸收装置”吸收并用于室内分析测定。
进行根系呼吸原位测定的具体方法如下：
将所述的待测活根系连其所附土壤在原位放置于所述的根箱之中，由供水瓶向接水瓶输水形成水动力驱动，将接水瓶中的气体通过CO2过滤装置后压入根箱之中，再使混有根系呼吸的气体通入CO2吸收装置的碱液之中，被碱液吸收，然后分析测定CO2吸收装置中碱液所吸收的因根系呼吸所产生的CO2的排放量。
由供水瓶和接水瓶构成的水驱动装置的水的流速一般控制在100～150毫升/分钟的效果较好；而“根箱”的体积可在400～1000毫升左右，以500毫升左右为佳。
本发明具有以下优点：
1、材料易于获取，成本低；
2、操作简单易学，劳动强度低；
3、采用的材料无污染，巧妙利用水能，为生物环保型的根际呼吸测定技术，不破坏环境，节能且洁净。
4、在偏僻边远没有电源的地方也适合；
5、由于对根际呼吸进行原位测定，减少了传统根切除法中的误差。
本发明适合测定各种树种的细根呼吸。
附图说明
图1为本发明用于原位测定根系呼吸的开放式水驱“根箱”系统的示意图。
具体实施方式
实施例
开放式水驱“根箱”系统的设置
将一个容积为2升的玻璃蒸馏瓶1作为供水瓶，该供水瓶的瓶口处与瓶底处各有一开口，两开口分别用可拆卸式硅胶塞封口，瓶口处的胶塞开启1个口用于通气，瓶底处的胶塞开启1个口用于排水，该供水瓶悬吊于整个系统上方；
将一容积2升的玻璃蒸馏瓶2作为接水瓶，该接水瓶置于地面上。该接水瓶的瓶口用可拆卸式硅胶塞封口，胶塞开启2个口分别用于进水和排气，供水瓶的底部排水口与接水瓶进水口之间用虹吸管连接，在虹吸管上设有通水阀门11控制水流速度，从而组成水动力驱动系统，；
用一个容积为100ml，其中装有碱石灰，两端开口的管件3作为CO2过滤装置，该CO2过滤装置的一端通过通气软管与接水瓶的排气口连接；
用一根长37cm，直径4.5cm的PVC管4制成根箱(根据不同根系的大小，也可制作不同大小的根箱)，其两端各有一个可拆卸式硅胶塞，其中一端胶塞开有进根口和进气口，该进气口通过通气软管与CO2过滤装置(3)的排气口连接，在该CO2过滤装置(3)的排气口处设有通气阀门31，根箱的另一端胶塞开有排气口；
用一个容积为100ml的装有0.3mol NaOH溶液的广口瓶(碱吸收瓶)5作为CO2吸收装置，其瓶口有胶塞封口，封口上设有进气口和排气口，根箱的排气口有通气软管经通气阀门51连接到碱吸收瓶的进气口，再伸入该碱吸收瓶的碱液之中。碱吸收瓶的排气口经通气阀门52连接有另一个装有碱石灰的100ml的CO2过滤装置6。
进行原位测定根系呼吸的操作方法如下：
将待测活根系连其所附土壤在原位安置于所述的根箱之中，按系统连接顺序设置好开放式水驱“根箱”系统，将将阀门按照从头到尾开启，启动系统。待水流停止后将阀门按照从尾到头的顺序关闭，然后将接收瓶的水倒入供水瓶，塞紧系统，再次按照从头到尾的顺序打开系统开关，等水流再次停止后将开关按照从尾到头的顺序关闭。一般如此反复两次(可视根箱大小，调整次数)，共只需4升水即可以将根箱中的气体赶出来，其中的CO2即并被碱液吸收，样品的浓度和总量均在实验室进行分析测定。

Claims (3)

1.一种原位测定根系呼吸的方法，其特征在于设置一个开放式水驱“根箱”系统，该系统包括：
一供水瓶，悬吊于系统的高位，该供水瓶的底部设有一排水口，上部设有通气口；
一接水瓶，置于地面或接近地面的低位，该接水瓶的瓶口有胶塞封口，封口上开有进水口和排气口，其进水口通过虹吸管与供水瓶的排水口连接；
一CO2过滤装置，为一装有碱石灰的管形件，管的一端有进气口，通过通气软管与接水瓶的排气口连接，另一端有排气口；
一用于使活根系伸装入其中的根箱，该根箱为一PVC管件，管件的两端设有封口的胶塞，其中一端胶塞开有进根口和进气口，该进气口通过通气软管与CO2过滤装置的排气口连接，根箱的另一端胶塞开有排气口；
一CO2吸收装置，为一碱吸收瓶，其瓶口有胶塞封口，封口上设有进气口和排气口，根箱的排气口通过通气软管连接到碱吸收瓶的进气口；
进行根系呼吸原位测定的方法如下：
将待测活根系在原位置于所述的根箱之中，由供水瓶向接水瓶输水形成水动力驱动，将接水瓶中的气体通过CO2过滤装置后压入根箱之中，再使混有根系呼吸的气体通入CO2吸收装置的碱液之中，被碱液吸收，然后分析测定CO2吸收装置中碱液所吸收的因根系呼吸所产生的CO2的排放量。
2.根据权利要求1所述的原位测定根系呼吸的方法，其特征在于由供水瓶向接水瓶输水的流速控制在100～150毫升/分钟。
3.根据权利要求1所述的原位测定根系呼吸的方法，其特征在于所述根箱的体积为400～1000毫升。
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