[实用新型]一种土壤微生物呼吸测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤测量技术领域，尤其涉及一种土壤微生物呼吸测定装置。

背景技术

土壤呼吸是表征土壤质量和肥力的重要生物学指标，它反映了土壤生物活性和土壤物质代谢的强度。在生态演替过程中，植被的变化通过吸收养分和归还有机物等，以影响土壤的物理、化学和生物学性状，土壤呼吸亦随之变化，指示着生态系统演替的过程与方向。此外，从小气候学角度看，土壤释放的CO₂改变了近地面的微气象条件，为植物下部冠层提供了更丰富的碳源。便携式土壤呼吸测量系统由主机和手持式双通道数据采集显示器组成，用于野外土壤呼吸/CO₂通量测量。

现阶段的测量方法主要为静态碱液吸收法和密闭气室法：

静态碱液吸收法：人们利用碱液吸收法研究森林、草原和农田生态系统的土壤呼吸。有些研究者用碱液(NaOH或者KOH溶液)，也有研究者用固体碱粒。他们的原理是一样的，即碱吸收CO₂形成碳酸根，再用重量法或者中和滴定法计算出剩余的碱量，根据公式计算得出一定时间内土壤排放的CO₂总量。以碱液法为例，具体的操作过程如下：在样地内选定直径为25厘米的圆形测定点，将圆内的绿色植物齐地剪掉后，将一高2厘米左右的小三角架固定在圆心，其上放置事先已经注入20ml NaOH溶液的玻璃广口瓶，迅速用镀锌金属圆桶(直径25厘米，高30厘米，一端密闭)扣在选定的样圆上，为隔绝外界空气避免大气CO₂的干扰，圆桶下缘压入土中2厘米，确保桶与外界无气体交换。一段时间后取出碱液瓶，迅速盖好盖子带回实验室内分析，可得到该时间内的土壤呼吸速率。

密闭气室法：密闭气室法包括气相色谱法和红外CO₂分析法两种。此法是将一无底无盖的管状容器一端插入土壤中，经过一段时间内的稳定后，加盖，用一针状连接器以一定的时间间隔抽取气体样品进入真空容器内，用气相色谱仪或红外分析仪测定其中CO₂的浓度，计算得出CO₂排放的速率。

这两种方法分别存在不足之处，主要体现为：(1)碱液法改变了地面微气象条件；(2)密闭法取样间隔不可过短；需要补充同体积空气；(3)密闭法需采样泵，测量环境因气流导致的气压变化而产生影响；(4)碱液法的局限性在于测定的精度不理想，在土壤呼吸速率低的情况下，测定的结果比真实值高，在土壤呼吸速率高的情况下，测定结果比真实值偏低。

实用新型内容

针对上述问题，本实新型提供一种土壤微生物呼吸测定装置，包括测量室、测量室密封盖、红外CO₂分析仪、空气泵、碱石灰柱、空气过滤器和流量调节总阀，所述的测量室由壳体、金属插入筒和方形的金属插入板组成，金属插入筒与壳体密封连接，壳体侧壁设置侧壁支颈，侧壁支颈与橡胶帽密封连接，金属插入筒内壁三面设置有凹槽，剩余一面设置有条形开口，金属插入板由一金属平板与金属挡板呈T型焊接而成，金属平板由条形开口插入且与金属插入筒凹槽嵌合，金属挡板可密封覆盖金属插入筒内壁条形开口，所述的测量室密封盖上设置有进气管与通气管，测量室密封盖通过螺纹接口密封连接在壳体上端，壳体下端与金属插入筒的上端密封连接，所述空气泵、碱石灰柱、空气过滤器和流量调节总阀通过管道依次连接，并经由测量室密封罐上的进气管与测量室连通，红外CO₂分析仪通过通气管与测量室密封罐连通。

优选的，金属插入筒的底部沿外壁向内径方向制成锥形尖端。

优选的，测量室壳体内部设置有温控装置。

优选的，测量室壳体为银色铝合金材质，降低了辐射热吸收，且提高了测量室的散热，减少了地面微气象对测量结果的影响。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过预先将空气中的CO₂去除，将无CO₂空气导入空气过滤器去除气体中的微小颗粒物质，排空土壤测量室内原有空气，减少了原有环境的CO₂浓度对呼吸测量的影响。

2、本实用新型测量室使用封闭式结构，测量环境为野外环境，无土壤扰动，不影响地面微气象条件，红外CO₂分析仪扩散式测量分析，减少了采样泵，减轻了系统的重量，方便了携带。

3、用于生态测量的红外CO₂分析仪，单光束双波长红外技术，测量精确，数据实时传输记录。

附图说明