[发明专利]一种反硝化培养装置及反硝化速率测定的方法

说明书

本发明公开了一种反硝化培养装置及反硝化速率测定的方法，该反硝化培养装置包括一底座、若干直管和一转动单元；所述底座上绕底座中心设有一圈固定槽；所述直管底端开口设有可拆卸的橡胶塞，其顶端开口设有可拆卸的盖子；所述盖子内侧固定一金属线的一端，金属线的另一端连接一磁石；当盖子盖住直管顶端开口时，磁石位于直管内；所述转动单元包括一转子、一转动轴、以及一电机；所述转子以可拆卸方式安装于底座中心；所述转动轴垂直底座设置，其两端分别连接转子和电机的输出端。本发明结合了气体流动培养技术和¹⁵N同位素示踪技术，既保证了同位素示踪法较高的灵敏度，又保证了反硝化培养系统的密闭性和气体的扩散性。

技术领域

本属于反硝化测定技术领域，具体涉及一种反硝化培养装置及反硝化速率测定的方法。

背景技术

反硝化过程是氮生物地球化学循环的重要环节，被认为是氮损失最重要的途径之一，也是减轻环境氮负荷的重要手段。目前常用的反硝化测定方法主要有以下三种：

1)乙炔抑制法，基于高浓度乙炔能够抑制硝化作用以及N₂O向N₂的还原，从而使得N₂O成为反硝化的终产物，进而间接推算出反硝化速率。但乙炔抑制了硝化作用，低估了反硝化损失量，从而影响了测定结果的准确性。另外，在粘土或饱和沉积物中，乙炔扩散速率很慢，对硝化作用抑制不完全。长期反复使用乙炔会导致反硝化微生物对乙炔的适应，将乙炔作为一种碳源，消耗乙炔，从而导致浓度降低，抑制效果下降。

2)¹⁵N同位素示踪法，¹⁵N同位素示踪法是向土壤中添加¹⁵N标记的NO₃^-，然后测定产生的N₂O和N₂的¹⁵N来量化土壤的反硝化速率。这种方法具有较高的灵敏度，得到了广泛的应用，并推动了反硝化过程的研究；但也存在气体扩散受阻等缺点。

3)N₂直接量化法，N₂直接量化法是用密闭系统培养原状土、沉积物和土壤植物生长系统来直接测定反硝化产生的氮气。这种方法采用气体流动培养技术，即在密闭系统中，使用连续流动的He或Ar来清除N₂的背景含量，在不添加抑制剂的情况下，培养原位土柱来测定反硝化产生的N₂O和N₂。但是，这种密闭系统在设计上和建造过程上都非常复杂，系统中的氮气需要在一定时间内完全排除干净，很难保证系统的密闭性。

因此，需要一种更合适的方法来量化反硝化速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种反硝化培养装置及反硝化速率测定的方法。

本发明将气体流动培养技术和¹⁵N同位素示踪技术结合，基于气体流动培养技术，设计了一种反硝化培养实验装置，利用所设计的反硝化培养实验装置，再结合¹⁵N同位素示踪技术，来进行反硝化速率测定。

本发明提供的反硝化培养装置，包括一底座、若干直管和一转动单元；

所述底座上绕底座中心设有一圈固定槽，固定槽用来放置直管；

所述直管底端开口设有可拆卸的橡胶塞，其顶端开口设有可拆卸的盖子；所述盖子内侧固定一金属线的一端，金属线的另一端连接一磁石；当盖子盖住直管顶端开口时，磁石位于直管内；

所述转动单元包括一转子、一转动轴、以及一电机；所述转子以可拆卸方式安装于底座中心；所述转动轴垂直底座设置，其两端分别连接转子和电机的输出端；当电机启动，即可带动底座转动。

进一步的，转子通过螺纹连接方式安装于所述底座中心，具体来说：