CN2605571Y - 一种土壤基础呼吸测定装置 - Google Patents

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张璐
马强
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Abstract

本实用新型涉及土壤基础呼吸测定技术，具体地说是一种土壤基础呼吸测定装置。它包括密封容器，还包括吸收盘、托板、支杆，其中：支杆穿过容器盖在容器内与托板安装在一起，托板上放置吸收盘；所述吸收盘放位于密闭容器的中部或中部偏下位置。采用本实用新型土壤基础呼吸的测定结果重复性好、稳定性优。

Description

一种土壤基础呼吸测定装置
技术领域
本实用新型涉及土壤基础呼吸测定技术，具体地说是一种土壤基础呼吸测定装置。
背景技术
土壤基础呼吸方面的研究一直是土壤生物化学、农田小气候学、土壤微生物学和土壤环境生物学研究的重点(文献1：Pekka Vanhala，Seasonalvariation in the soil respiration rate in coniferous forest soils，Soil Biology&biochemistry，34(2002)：1375-1379)。近年来，由于全球CO2浓度升高，全球变暖的趋势越来越明显，气候异常年发生的频率越来越快，有关全球变化的研究越来越受到人们的重视(文献2：Lindsey E.Rustad，Thomas G.Huntington，&Richard D.Boone，Controls on soil respiration：Implications forclimate change，Biogeochemistry，48(2000)；1-6)。其中：土壤呼吸强度是受多种因素控制的(文献7：Reinke J.J.，Adriano D.C.and Mcleod K.W，Effects of litter alteration on carbon dioxide from a South Carolina pine forestfloor，Soil Sci.Soc.Am.J，1981，45；620～623)，如何准确地测定土壤基础呼吸强度成为人们普遍关注和探索的重点。目前，有关土壤基础呼吸强度的测定装置如下：
1.由静态箱法研究产生的包括避光型和透明型静态箱两种，是在不同的土地利用条件下，利用箱体收集土壤或植物排放的CO2，用注射器采集气体样，带回实验室利用气象色谱分析气样中的CO2浓度，据此推算土壤基础呼吸强度(文献9：Pajari B.，Soil respiration in a poor upland site of Scotspine stand subjected to elevated temperatures and atmospheric carbonconcentration，Plant and Soil，1995，168-169，STBZ II(10)：563-570)。这是目前应用较广的方法，其优点是结果稳定，重现性好，但使用过程中需要大量的人力、物力投入，经费不充足的地方很难利用。另外，目前国内具有气象色谱分析仪的单位也不是很多，尤其是一些基层单位，既无经费购置，也无能力维护和保养。同时，气象色谱的使用和维护也十分复杂，也正是由于昂贵的费用和精密的仪器反而限制了该方法的应用(文献8：P.J.Hanson，N.T.Edwards，C.T.Garten&J.A.Anderws，Separating root andsoil microbial contributions to soil respiration：A review of method andobservations，Biogeochemistry，48(2000)；115-146)。
2.室内培养法研究产生的装置，该方法是比较原始的一种方法，也是目前应用比较多的方法之一。它是先采集土壤样品，放入密闭容器中，然后在实验室培养，在培养期间用NaOH吸收土壤释放的CO2，然后利用稀酸滴定过量的NaOH，根据消耗的NaOH量求出培养期间土壤释放CO2的强度。该方法虽简单、易操作，不需要大型精密的仪器和昂贵的费用，但是不能反映土壤原始状态下基础呼吸强度，属于室内模拟的一种方法，因为在采用该方法时，要利用盛有NaOH的烧杯及土壤样品均置于容器的底部，烧杯及土壤样品的工作表面积均不足够大，所以，测定结果就不稳定，加之还有从烧杯到三角瓶的转移过程，重复性不理想。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种重复性好、稳定性优的土壤基础呼吸测定方法及其装置，它能反映土壤原始状态下基础呼吸强度。
本实用新型的技术方案如下：包括密封容器，其特征在于：还包括吸收盘、托板、支杆，其中：支杆穿过容器盖在容器内与托板安装在一起，托板上放置吸收盘；所述吸收盘放位于密闭容器的中部或中部偏下位置，将土壤样品置于密闭容器的底部；
加设一系带，其一端安装在支杆上，另一端绕吸收盘侧壁外围与系带或支杆相连接。
本实用新型原理是：利用可密闭容器，将CO2吸收盘放在容器的中间，即有利于CO2的吸收，也使吸收盘的表面积足够大，能够保证将土壤样品释放出来的CO2全部吸收到吸收盘NaOH之中，土壤样品放在容器的底部，CO2可以更好的释放出来；另外，滴定过程直接在吸收盘内进行，避免了液体转移带来的损失，使实验结果的重复性和稳定性都得到提高。
与现有技术相比，本实用新型继承了简单、省时、费用小的优点的同时，还具有如下优点：
1.便于操作，重复性、稳定性好。在测定土壤基础呼吸时，核心的问题是把接受CO2的装置放在密闭容器中何处的问题。在现有技术中是烧杯和土壤样品均放在容器的底部，操作时先放烧杯，再放土壤样品，一旦样品颗粒落入烧杯中实验就将前功尽弃，如先放土壤样品后放烧杯，又不知给烧杯留多大的空间，实验操作不便。本实用新型将CO2的吸收盘固定在密闭容器的中部或中部偏下位置，带来的好处分别是：1)可先放土壤样品，再放吸收盘，操作起来十分方便。2)吸收盘面积可控，不占底面积数，可大到小于密封容器内径大小，又由于吸收盘的表面积足够大，吸收CO2的能力比较强；另一方面，采用本实用新型采集的土壤样品可尽量薄的布局于密封容器底部，其表面积可为密封容器底面积大小，有利土壤释放CO2；所以使实验结果的重复性更好，变异系数减少，实验效果的稳定性更好。3)减少了实验的操作步骤，使实验过程更简捷。
2.测定数据可靠。采集的土壤样品在测定过程中避免了现有技术中室内培养法的从烧杯到三角瓶的转移过程，即增加了测定的稳定性；又由于本实用新型可以在吸收盘中直接滴定，减少了液体转移而对实验产生的不良影响，避免了液体转移过程带来的损失，测定数据可靠。
3.适用范围广。利用该装置测定土壤基础呼吸强度，适合各种土壤，包括一些浸水土壤，并适用于开展大面积的联网监测研究。
附图说明
图1为本实用新型方法所用装置结构示意图。
图2为本实用新型方法所用装置的另一个实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，本实用新型主要包括密封容器、吸收盘、托板、支杆，其中：支杆1穿过容器盖4、通过螺帽2、胶垫3在容器7内与托板6安装在一起，托板6上放置吸收盘5；所述吸收盘放5位于密闭容器7的中部或中部偏下位置，将土壤样品置于密闭容器的底部。
具体操作如下：
1.将从野外采集的土壤样品置于密闭容器7的底部；
2.在密封容器7中间部位固定用于接受CO2的吸收盘5，用托板6将其置于密闭容器7的中央；
3.吸收盘5中放入过量的NaOH，用于吸收土壤呼吸过程中释放的CO2，常规培养完毕后(放入恒温箱中，控制温度为28℃，时间为24小时)，将吸收盘5取出，在吸收盘5中加入指示剂，放在搅拌器上，并利用标定过的酸在吸收盘5中直接滴定过量的NaOH，根据NaOH实际消耗的量，求出在培养期间土壤释放出的CO2量，再转变成土壤基础呼吸强度；
利用原室内培养法所用装置和本实用新型改进装置测定不同时期土壤的基础呼吸强度，结果列于表1，通过表1可以看出，利用改进的装置测定土壤基础呼吸强度，其变异系数远远小于原室内培养法所用装置，说明实验结果更稳定和更可靠。
本实用新型吸收盘5这一关键装置使室内培养法测定CO2浓度变得更简捷和更易操作；可以在吸收盘5中直接滴定，简化了实验步骤，使该方法更易于操作。
另外，本实用新型所述用于接受CO2的吸收盘5可以置于密闭容器7的偏低于中部位置；为了使吸收盘5稳定置于托板6之上，本实施例可加设一系带8，其一端安装在支杆1上，另一端绕吸收盘侧壁外围与系带8或支杆1相扣合，或利用作为系带8的塑料带系在支杆上将CO2的吸收盘5固定在托盘上，参见图2。
比较例
将从野外采集的土壤样品置于密闭容器的底部，在小烧杯中加入过量的NaOH，也置于密闭容器的底部，用于吸收土壤呼吸过程中释放的CO2，培养完毕后，取出小烧杯，将其内部NaOH溶液移至三角瓶中，用蒸馏水冲洗小烧杯三次，并将冲洗液也移至三角瓶中，在三角瓶中加入指示剂，利用标定过的酸滴定过量的NaOH，根据NaOH实际消耗的量，求出在培养期间土壤释放出的CO2量，再转变成土壤基础呼吸强度。
表1利用不同方法测定土壤CO2呼吸强度结果对照表
重复数        耕作土壤         休闲土壤         林地土壤
    原室内培养法   本实用新型改进方法     原室内培养法  本实用新型改进方法     原室内培养法  本实用新型改进方法
  1     279.4     284.6     187.5     179.1     218.7     226.5
  2     298.7     258.7     135.8     164.3     251.6     240.1
  3     236.5     269.1     159.6     159.2     233.2     218.4
  4     223.2     297.2     148.2     169.5     148.4     229.6
  5     309.8     245.4     168.5     183.4     201.3     198.1
  平均值     269.52     277.40     159.92     171.10     210.64     222.54
  标准差     38.10     16.96     19.71     10.07     39.41     15.72
  变异系数％     14.14     6.11     12.32     5.89     18.71     7.06

Claims (2)

1.一种土壤基础呼吸测定装置，包括密封容器，其特征在于：还包括吸收盘、托板、支杆，其中：支杆(1)穿过容器盖(4)在容器(7)内与托板(6)安装在一起，托板(6)上放置吸收盘(5)；所述吸收盘放(5)位于密闭容器(7)的中部或中部偏下位置，将土壤样品置于密闭容器的底部。
2.按照权利要求1所述土壤基础呼吸测定方法所用装置，其特征在于：加设一系带(8)，其一端安装在支杆(1)上，另一端绕吸收盘侧壁外围与系带(8)或支杆(1)相连接。
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