[实用新型]一种测定土壤氨基酸供应能力的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土壤科学领域，涉及土壤游离氨基酸分离装置，尤其涉及一种测定土壤氨基酸供应能力的装置及其应用。

背景技术

土壤中包含多种含氮化合物，如小分子的氨基酸、硝态氮、铵态氮，大分子物质如多肽及蛋白质，且无机氮与有机氮、大分子物质与小分子物质存在着复杂的动态转化。随着研究的深入，越来越多的研究表明植物具有吸收土壤中有机氮尤其是氨基酸的能力（2013，曹小闯），土壤有机氮无需转化为无机氮就可以作为植物生长的重要氮源。然而，之前的研究主要集中于土壤无机氮的研究，对土壤有机氮尤其是氨基酸的种类、含量、对植物的生物有效性、影响其生物有效性的生态环境因子等研究相对缺乏。

土壤溶液是指含有多种植物生长利用有效成分的土壤水溶液，其与土壤颗粒、植物根系之间相互作用，是影响植物吸收营养物质的重要因素。因此研究土壤溶液的成分、可溶性有机物质的含量对生态学、环境科学、植物营养学具有重要的意义。在有机氮的研究中，根据土壤溶液提取方法的不同可以分为溶解性有机氮（DON）和提取态有机氮（EON）。EON是指能被水、盐溶液（KCl、K₂SO₄、CaCl₂等）或者电超滤法提取出来的有机氮，由于震荡、离心、过滤等过程改变了土壤的原始结构，影响了土壤颗粒与溶液的的交换吸附，难以反映土壤溶液的真实情况。DON指原位土壤溶液或自然淋洗液中的有机氮，多采用真空杯法或者超速离心提取土壤孔隙溶液。DON能够更好地反映土壤溶液的氮素状况，但现在所采用的方法对同一土壤只采集测定一次，采集后土壤受到离心作用后质地改变。为更好地表征土壤氨基酸的潜在供应能力，定量评价土壤氨基酸的通量，应在培养条件下多次长时间测定土壤溶液中氨基酸的含量，研究氨基酸的动态变化，确定不同土壤蛋白质等大分子物质转化为氨基酸、氨基酸转变为无机氮的能力。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测定土壤氨基酸供应能力的装置，采用该装置及方法可以长时间的培养土壤，且可以在尽可能减少扰动土壤的前提下，多次测定土壤溶液中氨基酸的含量，根据氨基酸的变化规律评价土壤氨基酸的供应能力。

本实用新型测定土壤氨基酸供应能力的装置，包括阀门、第一漏斗、土壤样品管、进气管、托盘、第二漏斗、空气过滤器、圆底烧瓶、真空泵、支撑架、固定圈，第一漏斗倒扣于土壤样品管上部，土壤样品管下部连接第二漏斗，托盘固定于土壤样品管底部，托盘上连接诸多根进气管，托盘除与进气管连接处通气外，其他位置均密封，第二漏斗连接一空气过滤器，空气过滤器下部连接一圆底烧瓶，圆底烧瓶左上部连接真空泵，支撑架通过固定圈固定土壤样品管。

托盘除与进气管连接处通气外，其他位置均密封，进气管材质为聚乙烯，管壁及上部密集分布着0.1mm的微孔，在外侧管壁及上部包裹一层醋酸纤维滤膜，孔径为0.45微米，空气过滤器内置两层孔径为0.22微米的醋酸纤维滤膜。

本实用新型提供的装置可在测定土壤游离氨基酸通量中应用，通过以下步骤实现：

（1）确定待测定样品的最大持水量，具体步骤如下：在环刀取土器底端放大小合适滤纸2张，用纱布包好后用橡皮筋扎好，将采集后过2-4mm筛的土壤加入到环刀取土器中，稍稍压实，将装满土壤的环刀取土器放在玻璃皿中，玻璃皿中事先放2～3层滤纸，用滴管不断地滴加水于滤纸上，使滤纸经常保持湿润状态，至水份沿毛管上升而全部充满达到恒重为止，取出环刀取土器，去掉滤纸，取出一部分土壤放入已知重量的铝盒内称重，放入105℃～110℃烘箱中，烘至恒重，取出称重，计算得到某一土壤样品的最大持水量，因后续测定氨基酸通量的需要，该方法测定的最大持水量与田间持水量存在较大的差异；

（2）取下阀门、第一漏斗、土壤样品管、进气管、托盘、第二漏斗称重，先在托盘上连接进气管，再将托盘固定于土壤样品管底部，称取土壤样品，装入土壤样品管中至4/5高度，缓慢的向土壤中加入纯净水至上述计算的最大持水量，将第二漏斗、第一漏斗与土壤样品管连接，第二漏斗底部连接空气过滤器，空气过滤器下连接一圆底烧瓶，在连接前在圆底烧瓶中添加0.1-1ml100mM的氨苄青霉素溶液，以防止采集到圆底烧瓶的土壤溶液中有机物质尤其是氨基酸被微生物分解；

（3）关闭阀门，将该装置放置于室温恒定25℃的黑暗环境下，将土壤在最大持水量条件下恒温培养24h，关闭阀门，可以防止土壤中水分蒸发，而第一漏斗中贮存的氧气足够土壤在24h内的呼吸作用；