土壤呼吸组分区分及其测定方法_1
土壤呼吸组分区分及其测定方法_1
第37卷第1期2009年1月东北林业大学学报
JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITYVo.l37No.1
Jan.2009
土壤呼吸组分区分及其测定方法
陈宝玉王洪君杨建刘世荣
1)
葛剑平
(中国农业科技东北创新中心农业环境与资源研究中心,长春,130124) (中国林业科学研究院) (北京师范大学)
摘要简要叙述了土壤呼吸在国内外的研究现状,综述了土壤呼吸测定方法,并对土壤呼吸组分区分方法做了详细介绍和评述,最后提出土壤呼吸研究中存在的问题和建议。
关键词土壤呼吸;测定方法;呼吸组分;问题;建议分类号 S714.2
SeparationofSoilRespirationComponentsandMethodforMeasuringSoilRespiration/Chen Baoyu,WangHongjun,YangJian(AgriculturalEnvironmentandResourcesResearchCentre,N ortheastAgriculturalResearchCentreofChina,Chang-
chun130124,P.R.China);LiuShirong(InstituteofForestEcology,EnvironmentandProtec tion,ChineseAcademyofFores-
try);GeJianping(BeijingNormalUniversity)//JournalofNortheastForestryUniversity .-2009,37(1).-96~99
Inthispaper,researchprogressandmeasuringmethodsforsoilrespirationaresummarized ,andapproachestosepa-raterespirationcomponentsfromsoilrespirationarediscussedindetai.lIntheend,thep roblemsexistingintheresearchandsuggestionsareputforward.Itissuggestedthatmores tudiesarenecessaryinthefuturework.
Keywords
Soilrespiration;Measuringmethods;Componentsofsoilrespiration;Problems;Suggesti ons 在过去100多年来,人类正以前所未有的速度和强度在
全球尺度上对地球系统产生着巨大影响,其中气候变化及其影响是当前人类面临的一个最大的环境问题,与之密切相关的碳循环问题是其研究中的热点和关键[1-2]。土壤碳库作为陆地生态系统最大的碳库,直接影响着大气CO2的体积分数。从1850年到1998年,大气中CO2体积分数大约增加了80@10-6,达到了366@10-6[3]。由于陆地生态系统的多样性和人为影响,目前对陆地生态系统碳循环的认识还存在很大的不确定性,如-碳汇.的强度和具体位置。森林土壤碳库是陆地生态系统碳库中贮量最大的部分,其地上部分含
3.60@1017~
4.80@1017gC(占地上部分的80%左右),地下部分含7.90@1017~9.30@1017gC(占地下部分的40%左右)[4]。森林土壤呼吸亦是陆地生态系统土壤呼吸的重要组成部分,其动态变化将对全球碳平衡产生深远影响。
土壤呼吸是植物固定碳后,又以CO2形式返回大气的主要途径[5-6],即未扰动土壤中产生CO2的所有代谢过程[7],包括3个生物学过程(土壤微生物呼吸、土壤动物呼吸和土
[8]
壤根呼吸)和一个化学氧化过程。化学氧化过程对土壤呼吸的作用较小,可以忽略不计。植物光合作用所固定碳量的55%以CO2形式从土壤和植物中释放到大气中[9-10]。据研究,全球每年由土壤释放的CO2量为6.8@1017gC,远远高于由燃料燃烧而释放的CO2量
(5.2@1017gC)[11]。因此,鉴于土壤呼吸对全球碳循环和气候变化的重要性,开展土壤呼吸及其对全球变化的响应的研究具有重要意义。
基于表土层CO2的释放[12-13],而且研究地区大多集中在北美,尤其对温带草原、温带森林、亚热带森林和印度热带草原的研究较多。植被类型不同的生态系统其土壤呼吸速率存在很大的差异,一般地,在土壤温度和含水量基本一致的条件下,土壤碳排放速率表现为森林土壤>农田土壤>草甸土壤,森林土壤的呼吸速率为713.72~2102.56mg#m-2#h-1,明显高于草甸土壤呼吸速率215.87~329.68mg#m-2#h-1,是后者的2~10倍[14]。在森林和草地生态系统土壤呼吸组分研究中,多数研究者认为根呼吸占土壤呼吸的大部分。Wiant、Edward和Thieeron等分别对不同森林的土壤呼吸进行了测定,得出根呼吸分别占土壤呼吸的
45%~60%、54%~
[15-17]
78%和90%以上的结论。土壤呼吸在一年中的最高值出现在6)8月份[18-20]。S nchez等在西班牙的利昂地区对农田(种植谷类)的土壤呼吸进行了为期2a的研究,发现该地区的土壤呼吸速率在3月)10月间较高,11月)2月的土壤呼吸速率较低,且较为稳定,约为年平均值的一半[21],这与该地区的土壤生物群和根系在冬季均不活跃相一致。
我国对土壤呼吸问题的研究起步较晚,仅在最近十几年针对北方森林[22-24]、亚热带森林[25]、热带季雨林[26]、北方草[27][14]原和西藏高寒草原开展了一些研究工作。研究表明,各种植被类型土壤呼吸都有明显的日动态、季节动态[21,28]和年动态变化规律[29]:日动态土壤呼吸的最大值多出现在12:00)
[30]
14:00,个别植被类型有提前或者顺延的现象;季节动态中土壤呼吸最高值出现在6)8月份[27];关于土壤呼吸年际动态的文献较少,其变化还没有确定的依据,总体趋势是随温室效应的加剧,土壤呼吸速率增加[31]。
研究者普遍认为:对土壤呼吸速率影响最大的因子是温度和土壤水分[32-34],此外还有森林结构[35]、土壤肥力及人为
[36]
活动等。土壤温度和土壤呼吸速率呈显著的相关关[37-38]系,呼吸速率随温度呈指数上升[39]。土壤呼吸与土壤5cm或10cm温度相关性最显著[18,40-41]。Q10是反映土壤呼吸速率对全球升温敏感性的一个重要指标,在全球的不同地区,Q10随温度的变化差别很大。在温带地区,Q10值大约为2.4[42],在北极地区Q10值为2.0~8.8[43],而Mikan等在北极苔原冻
1 国内外土壤呼吸研究现状
国际上早期的土壤呼吸测定开始于80多年前,基本上是
1)国家自然科学基金杰出青年基金项目(30125036);国家重点
基础研究发展规划项目(G2002CB111504);国家科技攻关项目(2001BA510B06);国家自然科学基金重大项目(39990490)。
第一作者简介:陈宝玉,男,1976年3月生,中国农业科技东北创新中心农业环境与资源研究中心,助理研究员。
通信作者:刘世荣。
收稿日期:2008年3月6日。责任编辑:李金荣。
第1期陈宝玉等:土壤呼吸组分区分及其测定方法土地带研究土壤呼吸时,得出Q10值为4.6~9.4的结果[44]。土壤含水量对土壤呼吸的影响较复杂,取决于水分是否为研究区土壤呼吸的主要限制因子。研究得出的一般结论是:土壤呼吸速率随水分的增加而升高,土壤干湿交替时土壤呼吸也会出现类似现象。
97
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的CO2体积分数,计算得出CO2的排放速率。密闭气室法所需的仪器设备费用相对较高[45]。2.1.3 涡度相关法
涡度相关法是根据微气象学原理测定地表气体排放通量。一般在允许的植物冠层高度范围内,涡度相关法测定CO2排放不受生态系统类型的限制,特别适合测定大尺度内土壤CO2排放,其中土壤植物系统与大气之间的水气、CO2、能量的测量尺度均超过1km。这种方法的另一优点是几乎不会对土壤系统造成干扰。但涡度相关法要求土壤表面的异质性和地形条件要相对简单,所测定土壤CO2排放的准确度很大程度上受到大气、土壤表面和仪器设备的影响[45]。2.2 间接测定法
通过测定其它相关指标来推算土壤呼吸速率。研究者用土壤中的三磷酸腺苷(ATP)质量分数估算土壤呼吸,认为1g土壤呼吸速率与1gATP质量分数有较明显的线性关系[2]。此外,有研究者通过研究温度和水分对土壤呼吸的影响,建立回归方程计算得出土壤呼吸的大小[50]。间接方法需要建立所测指标与土壤间的定量关系,而这种关系一般适用于特定的生态系统。因此这种方法的应用具有较大的时空局限性,并且测定结果难以与其他方法的测定结果进行比较。
2 土壤呼吸测定方法
土壤呼吸是表征土壤质量和肥力的重要生物学指标,由于它在全球气候变化和全球碳循环中的重要作用和独特地位,从20世纪初开始,国内外学者就一直在关注土壤呼吸的研究,随之而来的就是寻求某种合适的方法来测定土壤呼吸速率,以便能精确地估计碳库和保持生态系统的碳平衡。但由于生态系统的复杂性和多样性,致使土壤呼吸速率的测定方法都具有其本身的优点和局限性。能否找出一种方法具有最广泛的应用性,一直是研究者们不断探索的课题。
测定土壤呼吸的方法可以分为直接测定法和间接测定法两大类。
2.1 直接测定法
直接测定法包括动态气室法、静态气室法和涡度相关[45]法。2.1.1 动态气室法
使用不含CO2或已知其中CO2体积分数的空气,使之以一定的速率通过被密闭容器覆盖的土壤样品表面,然后用红外气体分析仪测量其中气体CO2的体积分数,从而根据其差值计算土壤呼吸速率。动态气室法通常包括动态密闭气室法和开放气流红外CO2分析法。由于动态法比静态法更能准确地测定土壤呼吸的真实值,因此,它更适用于测定瞬间和整段时间CO2排放的速率。有研究者指出,该方法的缺点是空气流通速率和气室内外的压力差对测定所造成的负面影响[45]。令人欣慰的是Licor公司很好地解决了这一问题,该公司的第三代产品Licor-6400采用透气式的6400-09土壤呼吸室,使腔室内外的气压处于动态平衡状态。但此方法所需设备昂贵而且必须保证持续的电力供应,使它在使用和推广上受到了一些限制。2.1.2 静态气室法
静态气室法是将土壤排放的CO2收集到容器中,经过一定时间的积累后再对容器内的CO2进行定量计算,由此得到单位时间内土壤释放的CO2量。静态气室法包括静态碱液吸收法和静态密闭气室法。
碱液吸收法:用碱液(NaOH或KOH溶液,也有用固体碱粒)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,根据公式计算出一定时间内土壤排放的CO2总量,从而得到CO2的排放速率。因此,该方法操作简便,尤其野外测定时不需要复杂的设备,利于进行多次重复测定,对于空间异质性大的土壤而言,这是很大的优点。正是由于该方法的这些优点,近年来此方法在研究草原[27-28,46]、农田生
[47][7,48-49]
态系统和森林土壤呼吸时得到了广泛应用。但碱液法也有其局限性,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,反之,测定的结果比真实值低。
密闭气室法:密闭气室法包括气象色谱法和红外CO2分析法两种,是将一无底无盖的管状容器一端插入土壤中,经过一段时间稳定后加盖,用一针状连接器以一定的时间间隔抽
3 土壤呼吸组分的区分方法及评述
土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的主要环节,是大气CO2体积分数升高的关键生态学过程,每年土壤向大气释放6.80@1017~7.65@1017gC[12-13]。对土壤呼吸不同组分所占的比例,不同的研究者有不同的结论,因此,精确测定土壤呼吸及其各组分的呼吸是目前全球变化研究中最基础和最迫切需要研究的课题。
土壤呼吸可以综合为两个过程:自养呼吸和异养呼吸。严格来说,土壤根呼吸属于自养呼吸,但也很难把根际微生物呼吸和根呼吸严格区分开,所以一般研究者把根际微生物呼吸和根
呼吸统称为根呼吸。3.1 组分合成法
组分合成法就是将土壤呼出的CO2按不同来源测量不同组分的呼吸速率,然后再将每部分
的呼吸速率相加,即得出土壤总呼吸速率。易志刚等人认为组分合成法存在如下缺点:¹土
壤各组分的区分过于人为化,某些组分的呼吸不能精确地加以区分,如土壤动物和微生物,
一般算在矿质土壤呼吸内或者枯枝落叶层呼吸内;º该方法对系统的扰动剧烈,导致影响呼吸速率的因子较多,得到的各组分呼吸速率都不代表自然(原位)水平,与实际各组分呼吸相差较远,数据可靠性较低[51]。3.2 根去除法
此方法又可分为3部分,即根移走法、挖沟法和林窗分析法。
根移走法:首先原位测量土壤总呼吸速率,然后分土层将样方中的根去掉,然后将无根土按
土层回填,最后用隔离物将无根土与周围环境隔离开。土壤总呼吸速率与测得的呼吸速率
之差就是根呼吸速率。优点是不会带入大量死根影响呼吸速率,同时又能够得到根生物量
数据;缺点是对土壤的扰动太大,测定的数据不准确。
挖沟法:在选定的样方边缘开沟,将样方与四周的根切
98 东北林业大学学报第37卷
响,使得相关方面的研究变得相当复杂,要精确测定陆地生态系统的土壤呼吸作用,必须综合考虑整个过程,例如:土壤微生物、土壤动物和根呼吸以及化学氧化之间的作用过程,植被结构可以影响土壤有机质的分布,土壤水分含量和土壤温度的变化、风速可以影响CO2的扩散系数和增加土壤水分的蒸发等[67]。
(2)随着全世界对土壤呼吸作用的关注,土壤呼吸的测定方法也不断的发展和完善。但由于实际工作条件的限制和研究者测定方法之间的差异,很可能成为在森林乃至全球水平估计碳循环和碳库产生不确定性的主要错误源[68]。因此,在今后土壤呼吸的研究工作中,改进仪器设备和使用统一标准的测定方法非常重要。
(3)土壤呼吸组分的区分是研究土壤呼吸作用的难点和重点。菌根和根际微生物呼吸是根呼吸的主要驱动因素,它们占森林和农业土壤总呼吸的较大比例[69],但迄今为止,还没有一种完善的方法来区分植物根和根际微生物的呼吸。因此,只有准确区分土壤各呼吸组分,才能精确了解土壤呼吸的本质,正确反馈其对全球变化的作用。
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周围环境隔开。搁置一段时间,待样方内的根分解后再测定样方内的土壤呼吸。样方外测
定的土壤呼吸速率与样方内测定的土壤呼吸速率之差即为根呼吸速率[52-53]。优点是对
土壤的扰动较小,因此对土壤呼吸的影响也较小;缺点是短时间里样方内残留的根不会死掉
并分解[54],所以计算出来的根呼吸速率偏低。故使用此方法时,应尽量延长断根后和测量
前这段时间(5~9月)[55]。
林窗分析法:将一定面积上的植被去除以形成林隙,测定林隙与林内土壤呼吸的差异来间接
估计根呼吸。Brume和Nakane分别用此方法对水青冈和阔叶林进行研究,得出根呼吸速率
分别占总呼吸的40%和51%[56-57]。林窗分析法容易产生较大的误差,测定的关键在于林
窗形成多长时间后再进行土壤呼吸的测定。优点同开沟法;缺点是容易遭到幼苗入侵,降低
根呼吸速率,而且林窗的面积不好掌握,太小或太大都容易受周围环境和土壤理化性质的影响。3.3 同位素法
同位素测定法广义上可分为间歇性标记、重复间歇性标记和连续标记。
间歇性标记[58-60]:是通过添加C示踪物测定植物体内标记C的分布和特定时间内植物地
上和地下部分呼吸中标记C的丰度而量化。它适合于生长在密闭气室内的小型植物同化的14CO2去向的追踪。由于植物中易分解的碳化合物较易标记,此法可能高估了根呼吸。
重复间歇性标记[61-63]:是间歇标记的变换形式之一,即在不同生长季节添加同位素标记
的CO2。尽管间歇标记或重复间歇标记适用于野外条件且简单直观,对研究植物体内碳分配的动态和定期测定根呼吸比较理想,但间歇标记和重复间歇标记存在健康和安全问题,在野
外条件下应用尚受到一定的限制[64]。
连续标记法[51,65]:是指在植物的生长季内某个阶段,在实验室或野外条件下,连续对植物
进行标记。与间歇性标记相比,其优点是可以提供较均匀的标记碳库,处于稳定状态容易计算;缺点是不能标定瞬间的碳动态,仪器贵重不适宜搬到野外进行测定。
上述是土壤呼吸研究中常用的几种测量土壤呼吸和根呼吸的研究方法,除这些方法外,为了
将菌根呼吸从异养呼吸中区分出来,瑞典的PeterHo,gberg提出了一种新的间接测定根呼
吸的方法)))环割实验,即对树木韧皮部进行环剥以切断光合作用产物向根部的传输,然后
观测土壤呼吸的变化来估测根呼吸[66]。但由于该方法环剥后刺激了根部对其储存淀粉的
利用,并需要大量的重复工作,而且只能保守估计根呼吸的大小,从而限制了该方法的应用。
4 存在问题及展望
微生物分解和全球升温是土壤呼吸作用的主要驱动力,土壤中微生物环境和化学环境相互作用、相辅相成。目前,研究者们在土壤呼吸作用和全球升温之间的关系方面做了许多卓有成效的工作,得出了许多有益的结果。但是由于陆地生态系统的复杂性,对其过程的了解还不够以及一些技术和方法的局限,使土壤呼吸作用对全球升温的反馈的强度、过程和机理还难以确定。因此对这一领域的研究工作提出如下问题及建议:
(和非生素
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土壤中细菌、真菌呼吸作用强度的测定
土壤中细菌、真菌呼吸作用强度的测定 参考文献：胡开辉主编微生物学试验中国林业出版社//2004年8月。 1.原理： 在一定容器中用一定浓度的碱液吸收因土壤呼吸作用所释放的二氧化碳，然后用标准酸回滴甚于的碱，求出用于吸收二氧化碳消耗的碱量。由此计算出二氧化碳的释放量。根据抗生素抑制某些类群微生物生长的特点，使用抗生素处理土壤能够把土壤呼吸中属于细菌和属于真菌的作用部分区分开来，分别进行测定。 2.器材： 2.1待检土样：鲜土 2.2器材：0.1mol/L NaOH溶液，0.1mol/LHCl溶液，10mol/L酚酞乙醇溶液，链霉素硫酸盐，放线菌酮，500mL广口瓶、纱布、线绳、酸碱滴定仪、电子称。 3操作步骤 3.1样品处理：取500mL广口瓶4个，每瓶盛20ml0.1 mol/L NaOH溶液.然后称取20g鲜土3份（内各加0.1g葡萄糖）。其中1份加链霉素硫酸盐2万单位，另1份加放线菌酮4万单位，混匀。3份土样均用双层纱布包好，悬于500ml广口瓶中，塞紧瓶塞，做好标记。不加土壤样品的广口瓶作为空白对照。然后置广口瓶于28℃温度下培养24h。 3.2酸滴定：小心取出广口瓶中土壤样品，于每瓶碱液中滴数滴酚酞指示剂，观察瓶中NaOH 溶液色变化并纪录，。然后用0.1mol/LHCl溶液滴定NaOH溶液，至酚酞指示剂颜色消失，并纪录所用HCl数量。 3.3土壤含水量测定： 水分%=水分/干土重×100 干土%（水分系数）=1/1-水分% 3.4计算： 按滴定空白对照与个处理所消耗的盐酸数量之差，以及各处理中有等量的NaOH用于吸收土壤呼吸作用所释放的二氧化碳。按每消耗1ml0.1mol/LnaOH相当于2.2mg二氧化碳量，计算出各处理土壤呼吸作用的二氧化碳释放量。 计算公式： 总呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-A/20×干土% 细菌呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-C/20×干土% 真菌呼吸强度：（CO 2mg/g干土）=B-D/20×干土% 试验报告： 土壤中细菌、真菌强度的测定结果
土壤理化性质测定方法
土壤理化性质测定方法 土壤的理化性质测定是土壤学研究的基础，也是农业生产中土壤肥力 评价的重要手段。在实际工作中，我们通常会测定土壤的物理性质、化学 性质和生物学性质等多个方面。接下来，本文将分别介绍常用的土壤理化 性质测定方法。 一、土壤物理性质的测定方法 1.土壤颗粒分析：通过测定土壤中不同颗粒级别的含量，得出土壤的 颗粒组成。常用的方法包括梯级法、沉降法和离心法等。 2.土壤容重的测定：容重是指土壤单位体积的质量，常用的测定方法 有圆环法和铁筒法等。 3.土壤孔隙度和孔隙度的测定：孔隙度是指土壤中孔隙体积与总体积 之比，常用的测定方法有代表法、柱塞法和压实仪法等。 4.土壤质地的测定：土壤质地是指土壤中各种粒子所占的百分比，常 用的测定方法有手感法和湿润法等。 5.土壤含水量的测定：土壤含水量是指土壤含水量与干土质量之比， 常用的测定方法有干燥法和重量法等。 二、土壤化学性质的测定方法 1.土壤酸碱度的测定：土壤酸碱度对植物生长和土壤肥力有重要影响，常用的测定方法有酸碱度仪法和酸碱滴定法等。 2.土壤有机质含量的测定：有机质对土壤肥力有显著贡献，常用的测 定方法有干燥煮熔法和碳氮分析仪法等。
3.土壤碱解态氮的测定：碱解态氮是植物主要吸收的氮源之一，常用 的测定方法有硫酸盐抽提法和碱解氮分析仪法等。 4.土壤速效养分的测定：速效养分是植物生长的重要养分，常用的测 定方法有水溶性法和盐酸溶解法等。 5.土壤微量元素的测定：土壤中的微量元素对作物生长和土壤健康有 重要作用，常用的测定方法有原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法等。 三、土壤生物学性质的测定方法 1.土壤微生物数量的测定：土壤微生物是土壤生物活动的重要参与者，常用的测定方法有平皿计数法和蛋白荧光法等。 2.土壤酶活性的测定：土壤酶活性是评价土壤健康和肥力的重要指标，常用的测定方法有酶测定法和比色法等。 3.土壤呼吸强度的测定：土壤呼吸是土壤微生物代谢过程中产生的二 氧化碳释放，常用的测定方法有碱浸法和气体分析法等。 综上所述，土壤理化性质测定方法是土壤学研究和农业生产中不可或 缺的工具，通过测定土壤的物理性质、化学性质和生物学性质，可以全面 评价土壤的肥力和健康状况，为农业生产提供科学依据。同时，随着科学 技术的不断进步，测定方法也在不断完善和创新，为土壤研究和农业生产 提供更加准确和高效的工具。
土壤呼吸强度的测定(详细参考)
土壤呼吸强度的测定 土壤空气的变化过程主要是氧的消耗和二氧化碳的累积。土壤空气中二氧化碳浓度大，对作物根系是不利的，若排出二氧化碳，不仅可消除其不利影响，而且可促进作物光合作用。因此，反映土壤排出二氧化碳能力的土壤呼吸强度是—个重要的土壤性质。 土壤中的生物活动，包括根系呼吸及微生物活动，是产生二氧化碳的主要来源，因此测定土壤呼吸强度还可反映土壤中生物活性，作为土壤肥力的一项指标。 (一)测定原理 用Na0H吸收土壤呼吸放出的CO2，生成Na2CO3： 2Na0H+C02——→Na2CO3+H20 (1) 先以酚酞作指示剂，用HCl滴定，中和剩余的Na0H，并使(1)式生成的Na2CO3转变为NaHCO3： Na0H + HCl——→NaCl+H20 (2) Na2CO3+ HCl——→NaHCO3十NaCl (3) 再以甲基橙作指示剂，用HCl滴定，这时所有的NaHC03均变为NaCl： NaHCO3+ HCl——→ NaCl+H20+CO2 (4) 从(3)、(4)式可见，用甲基橙作指示剂时所消耗HCl量的2倍，即为中和Na2CO3的用量，从而可计算出吸收CO2的数量。 (二)测定方法 方法(一) 1、称取相当于干土重20克的新鲜土样，置于150毫升烧杯或铝盒中(也可用容重圈采取原状土)； 2、准确吸取2molL-1NaOH l0毫升于另一150毫升烧杯中； 3、将两只烧杯同时放入无干燥剂的干燥器中，加盖密闭，放置1—2天； 4、取出盛Na0H的烧杯，洗入250毫升容量瓶中，稀释至刻度； 5、吸取稀释液25毫升，加酚酞1滴，用标准0.05molL-1HCl滴定至无色，再加甲基橙1滴，继续用0.05 molL-1 HCl滴定至溶液由橙黄色变为桔红色，记录后者所用HCl的毫升数(或用溴酚兰代替甲基橙，滴定颜色由兰变黄)； 6、再在另一干燥器中，只放NaOH，不放土壤，用同法测定，作为空白。
土壤组分检测方法
1.水分：燃烧失重法，利用酒精燃烧产生的高温，蒸发土壤中的水份，通过失水量计算土壤中的水分。 2.有机质：通过硫酸—重铬酸钾与水稀释热氧化土壤中的有机质后生成的三价铬离子的量的颜色进行比色测试。 3.有效氮、磷钾养分 应用联合浸提剂提取土壤中的有效氮、磷、钾后，氮应用靛酚蓝比色法、磷用钼锑抗比色、钾用四苯硼钾比浊法进行测定。中性、石灰性土联合浸提剂(北方)的各试剂作用如下：H20：主要浸提氨态氮；Na2SO4：主要浸提硝态氮 NaOAc：主要浸提速效钾；NaHCO3：主要浸提速效磷 酸性土联合浸提剂(南方)的各试剂作用如下： H20：主要浸提氨态氮：NaF：主要浸提速效磷； Na2S04：主要浸提硝态氮；EDTA：主要浸提钾及微量元素Na0Ac：主要浸提速效钾 (二)操作方法(针对YN型土壤肥料测定仪) 1.水分测定 (1)烧前铝盒重W1。 (2)样品(约5g)+铝盒重W2。 (3)加5～10ml酒精灼烧，待熄灭后再加5ml酒精灼烧，熄灭后样品+铝盒重W3。 (4)计算公式：水分(%)=（w2-w3）÷(W3-W1)×100% 2.pH测定 25g样+25ml水，搅拌，静置半小时后用pH试纸测定。 3.有机质测定 (1)空白液制备：吸取水3ml，重铬酸钾溶液10ml，浓硫酸10ml至100ml三角瓶中，摇动半分钟后25℃以上静置20分钟，再加水25ml，吸取10ml于另一三角瓶中，加入缓氧化剂2.5ml，摇匀备用。 (2)标准液制备：吸取0.5%的碳标准溶液3ml，其余同空白液制备。 (3)待测液制备：称取土壤1g加入三角瓶后加水3ml，其余同空白液制备后过滤。 (4)比色：①选择滤光片数值为4，置空白液与光路中，依次按“比色”键，功能切换至1，调整显示至100%。②按“比色”键，功能号切换至3，置标准液于光路中，按调整键使液晶显示值为26。⑧置待测液于光路中，此时显示的读数即为有机质含量(‰)。 4，速效养分的测定 (1)速效养分待测液的制备：称取土壤2.5g至100ml三角瓶中，加入土壤浸提剂25ml，震荡5分钟，过滤于三角瓶中。 (2)速效磷的测定：分别吸取浸提剂1m1，土壤标准液1ml，土壤待测液1ml于三个小玻璃瓶中，再各加入2ml水，然后依次加入土壤速效磷掩蔽剂5滴，土壤速效磷显色剂5滴，土壤速效磷还原剂1滴，摇匀，10分钟后转移到比色皿中测定。①空白液滤光片选择6，功能切换至1，调整显示至100%。②标准液功能切换至3，调整显示至24。③测定待测液，仪器显示值即为速效磷含量(mg／kg)。 (3)速效钾的测定：分别吸取浸提剂2ml，标准液2ml，待测液2ml于3个小玻璃瓶中，依次加入土壤速效钾掩蔽剂2滴，土壤速效钾助掩蔽剂6滴，土壤速效钾浊度剂4滴，摇匀，立刻转移到比色皿中测定。①空白液滤光片选择6，功能切换至1，调整显示至100%。②标准液功能切换至3，调整显示至140。③测定待测液，仪器显示值即为速效钾含量(mg／kg)。 5.试剂配制 (1)土壤浸提剂的配制：取北方土壤浸提剂一袋，溶解后定容至500mL。 (2)重铬酸钾溶液的配制：取重铬酸钾8g，溶解后定容至100mL。
土壤呼吸组分区分及其测定方法_1
土壤呼吸组分区分及其测定方法_1 第37卷第1期2009年1月东北林业大学学报 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITYVo.l37No.1 Jan.2009 土壤呼吸组分区分及其测定方法 陈宝玉王洪君杨建刘世荣 1) 葛剑平 (中国农业科技东北创新中心农业环境与资源研究中心,长春,130124) (中国林业科学研究院) (北京师范大学) 摘要简要叙述了土壤呼吸在国内外的研究现状,综述了土壤呼吸测定方法,并对土壤呼吸组分区分方法做了详细介绍和评述,最后提出土壤呼吸研究中存在的问题和建议。 关键词土壤呼吸;测定方法;呼吸组分;问题;建议分类号 S714.2 SeparationofSoilRespirationComponentsandMethodforMeasuringSoilRespiration/Chen Baoyu,WangHongjun,YangJian(AgriculturalEnvironmentandResourcesResearchCentre,N ortheastAgriculturalResearchCentreofChina,Chang- chun130124,P.R.China);LiuShirong(InstituteofForestEcology,EnvironmentandProtec tion,ChineseAcademyofFores- try);GeJianping(BeijingNormalUniversity)//JournalofNortheastForestryUniversity .-2009,37(1).-96~99 Inthispaper,researchprogressandmeasuringmethodsforsoilrespirationaresummarized ,andapproachestosepa-raterespirationcomponentsfromsoilrespirationarediscussedindetai.lIntheend,thep roblemsexistingintheresearchandsuggestionsareputforward.Itissuggestedthatmores tudiesarenecessaryinthefuturework.
土壤呼吸速率单位
土壤呼吸速率单位 土壤呼吸速率是指单位时间内土壤中微生物和植物根系进行呼吸作用所释放的二氧化碳量。它是土壤碳循环的重要组成部分，对于土壤有机质分解、养分循环和碳平衡等过程具有重要影响。本文将从土壤呼吸速率的影响因素、测定方法以及其在全球碳循环中的意义等方面进行介绍。 一、土壤呼吸速率的影响因素 土壤呼吸速率受到多种因素的影响，主要包括土壤温度、土壤湿度、土壤有机质含量、土壤通气性以及植被类型等。首先，土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素之一。一般来说，土壤温度越高，土壤呼吸速率越快，因为高温可以促进微生物的活动。其次，土壤湿度也对土壤呼吸速率有显著影响。适宜的土壤湿度可以提供微生物生长所需的水分和氧气，从而促进土壤呼吸速率的增加。此外，土壤有机质含量也是影响土壤呼吸速率的重要因素。有机质可以提供微生物的营养物质，促进其生长和繁殖，进而增加土壤呼吸速率。此外，土壤通气性和植被类型也会对土壤呼吸速率产生影响，但具体机制尚不十分清楚。 二、土壤呼吸速率的测定方法 为了测定土壤呼吸速率，常用的方法是利用气体分析仪器测定土壤中二氧化碳的浓度变化。一种常用的方法是动态气室法，即通过将气室密封在土壤表面，测定一定时间内气室中二氧化碳浓度的变化
来计算土壤呼吸速率。另一种方法是静态气室法，即在土壤表面放置一个密封的气室，测定一定时间内气室中二氧化碳的累积量来计算土壤呼吸速率。此外，还可以利用同位素示踪法来测定土壤呼吸速率。通过给土壤添加标记同位素，然后测定土壤中标记同位素的释放量，从而计算土壤呼吸速率。 三、土壤呼吸速率在全球碳循环中的意义 土壤呼吸速率是土壤碳排放的重要组成部分，对全球碳循环具有重要影响。土壤呼吸速率的增加会导致土壤中碳的释放增加，进而增加大气中的二氧化碳浓度，加剧温室效应。此外，土壤呼吸速率还与土壤有机质的分解和养分循环密切相关。土壤呼吸速率的增加会加速土壤有机质的分解，释放更多的养分供植物吸收，对土壤肥力的维持具有重要意义。因此，研究土壤呼吸速率对于了解全球碳循环和土壤养分循环等生态过程具有重要意义。 土壤呼吸速率是土壤中微生物和植物根系进行呼吸作用所释放的二氧化碳量，它受到土壤温度、土壤湿度、土壤有机质含量、土壤通气性以及植被类型等因素的影响。常用的测定方法包括动态气室法、静态气室法和同位素示踪法。土壤呼吸速率在全球碳循环中具有重要意义，它与土壤碳排放、温室效应以及土壤有机质分解和养分循环等过程密切相关。因此，加强对土壤呼吸速率的研究对于保护土壤生态系统、减缓气候变化具有重要意义。
土壤实验测定方法
土壤实验测定方法 1.土壤采样 土壤采样是土壤实验测定的第一步，正确采集土壤样品对后续实验结 果的准确性至关重要。采集样品时应选择具有代表性的土壤样品，并注意 不同土壤类型和用途的差异。常用的采样方法包括随机采样、网络采样和 均质采样。采样深度通常为农田表层15-20厘米，林地和草地约为10-15 厘米。 2.水分测定 水分是土壤中最重要的因素之一，对土壤质量和作物生长有着重要影响。土壤水分测定可以通过干湿法、重量法和传感器测量法等方法进行。 -干湿法：将土壤样品放入烘箱中加热，使其完全干燥，然后测量样 品的质量差异来计算含水量。 -重量法：将土壤样品放入烘箱中加热至恒温，记录样品重量和干燥 后的重量，计算含水量。 -传感器测量法：使用水分传感器或土壤水分仪来测量土壤中的水分 含量。这些传感器可以根据土壤的电阻变化来测量水分含量。 3.pH值测定 土壤pH值是评估土壤酸碱性的重要指标之一、测定土壤pH值可以通 过玻璃电极法、试纸法或电位滴定法等方法进行。 -玻璃电极法：使用专业的pH计和玻璃电极，将电极插入土壤样品中，通过测量电极的电压来得到土壤的pH值。
-试纸法：将试纸浸入土壤水溶液中，根据试纸颜色的变化来判断土壤的酸碱性。 -电位滴定法：将土壤样品与酸或碱反应，使用电位计来测量反应过程中的电位变化，从而得到土壤的pH值。 4.营养元素分析 营养元素是土壤中植物生长所必需的重要成分。常用的土壤营养元素分析方法包括使用化学试剂进行分析和使用光谱仪进行分析。 -化学试剂分析：使用化学试剂提取土壤样品中的营养元素，然后使用比色法、滴定法或原子吸收光谱法等方法来测定元素的浓度。 -光谱仪分析：使用光谱仪来测量土壤样品中元素的光谱特性，根据光谱特性和标准曲线来计算元素的浓度。 5.有机质含量测定 土壤有机质含量是衡量土壤质量和农业生产力的重要指标之一、有机质含量的测定方法主要包括干燥燃烧法、酸碱滴定法和遥感技术等。 -干燥燃烧法：将土壤样品放入烘箱中加热至高温，使有机质转化为无机物，然后测量样品重量差异来计算有机质含量。 -酸碱滴定法：使用酸或碱溶液提取土壤中的有机质，然后使用酸碱滴定法来测定有机质含量。 -遥感技术：利用遥感技术获取土壤表面的光谱信息，根据不同波段的反射率来计算土壤的有机质含量。 6.微生物分析
土壤异养呼吸
1.土壤异养呼吸：土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程，主要是由微生物氧化有机物和根系呼吸产生。另有极少的部分来自土壤动物的呼吸和化学氧化。土壤呼吸作为生态系统碳循环的一个重要组成部分，是土壤碳库的唯一输出途径和大气CO2重要的源【1】。土壤呼吸作用，一般指土壤释放CO2或吸收O2的强度，可分为自养型呼吸(根呼吸和根际微生物呼吸)和异养型呼吸(微生物和动物呼吸)，自养型呼吸消耗的底物直接来源于植物光合作用产物向地下分配的部分,而异养型呼吸则利用土壤中的有机或无机碳【2】。土壤异养呼吸是一个复杂的生态学过程，植被类型、土壤微生物组成及活性、土壤温度、土壤水分、土壤养分循环过程等多种因素及其变化都会影响土壤异养呼吸强度。其主要是指土壤中微生物分解有机质释放CO?的过程，是陆地生态系统中土壤碳的主要净输出途径，土壤异养呼吸与净初级生产力的差值是决定生态系统碳源/汇的关键[3]。 2.土壤异养呼吸与地表温度以及大气二氧化碳浓度的关系： ⑴确定土壤异养呼吸强度与温度之间关系的基础之一是了解其温度系数，即温度敏感性（Q10）。一般地，温度敏感性用温度变化10℃土壤异养呼吸的相对变化来表示。在其他环境因子不受到限制的条件下，一定温度范围内，土壤异养呼吸的Q10随着温度的升高而降低。在某一温度范围内，随着温度的升高，微生物呼吸释放的能量主要用于微生物的生长，但是当温度超过这一范围时，呼吸释放的能量则主要用于微生物的维持，而非生长。另外，土壤中微生物各种酶活性均有一定的适应范围，当温度高于其上限时，必然导致微生物酶活性下降，从而使异养呼吸的温度敏感性下降[3]。 ⑵大气二氧化碳浓度升高本身使土壤有机质增加，高的二氧化碳浓度下的植物生长可以增加土壤中额外的碳，但是其中的大部分很可能通过微生物的分解作用（异养呼吸）又以二氧化碳返回到大气圈，只有在分解作用受温度限制的地区碳才能被截留和得以聚集，使土壤成为二氧化碳的汇。 3.土壤异养呼吸与地表的二氧化碳或碳的存储（固定）能力或量的关系：土壤呼吸是指土壤产生二氧化碳的过程，主要由土壤微生物(异养呼吸)和根系(自养呼吸)产生。除植被冠层光合作用，土壤呼吸作
土壤微生物测定方法
土壤微生物测定 土壤微生物活性表示土壤中整个微生物群落或其中的一些特殊种群状态，可以反映自然或农田生态系统的微小变化。土壤微生物活性的表征量有:微生物量、C/N 、土壤呼吸强度和纤维呼吸强度、微生物区系、磷酸酶活性、酶活性等。 测定指标： 1、土壤微生物量(MierobialBiomass ，MB) 能代表参与调控土壤能量和养分循环以及有机物质转化相对应微生物的数量，一般指土壤中体积小于5Χ103um 3的生物总量。它与土壤有机质含量密切相关。 目前，熏蒸法是使用最广泛的一种测定土壤微生物量的方法阎，它是将待测土壤经药剂熏蒸后，土壤中微生物被杀死，被杀死的微生物体被新加人原土样的微生物分解(矿化)而放出CO 2，根据释放出的CO 2:的量和微生物体矿化率常数Kc 可计算出该土样微生物中的碳量。因此碳量的大小就反映了微生物量的大小。 此外，还有平板计(通过显微镜直接计数)、成份分析法、底物诱导呼吸法、熏蒸培养法(测定油污染土壤中的微生物量—碳。受土壤水分状况影响较大，不适用强酸性土壤及刚施用过大量有机肥的土壤等)、熏蒸提取法等，均可用来测定土壤微生物量。 熏蒸提取-容量分析法 操作步骤： （1）土壤前处理和熏蒸 （2）提取 将熏蒸土壤无损地转移到200mL 聚乙烯塑料瓶中，加入100mL0.5mol ·L -1K 2SO 4（图水比为1:4；w ：v ），振荡30min （300rev ·min -1），用中速定量滤纸过滤于125mL 塑料瓶中。熏蒸开始的同时，另称取等量的3份土壤于200mL 聚乙烯塑料瓶中，直接加入100mlL0.5mol ·L -1K 2SO 4提取；另作3个无土壤空白。提取液应立即分析。 （3）测定 吸取10mL 上述土壤提取液于150mL 消化管（24mm х295mm ）中，准确加入10mL0.018mol ·L -1K 2Cr 2O 7—12mol ·L -1H 2SO 4溶液，加入2~3玻璃珠或瓷片，混匀后置于175±1℃磷酸浴中煮沸10min （放入消化管前，磷酸浴温度应调至179℃，放入后温度恰好为175℃）。冷却后无损地转移至150mL 三角瓶中，用去离子水洗涤消化管3~5次使溶液体积约为80mL ，加入一滴邻菲罗啉指示剂，用0.05mol ·L -1硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液颜色由橙黄色变为蓝色，再变为红棕色，即为滴定终点。 （4）结果计算 有机碳量（mg ·C ·kg -1）W f V -V M 10412 03）（⨯=
土壤呼吸测定方法述评与展望
土壤呼吸测定方法述评与展望 土壤呼吸是土壤中微生物和根系进行新陈代谢的过程，释放出二氧化碳的过程。这个过程反映了土壤生物活性和生态系统健康状况，因此土壤呼吸测定方法对于环境科学、生态学和农业科学等领域具有重要意义。随着科学技术的发展，土壤呼吸测定方法不断完善，本文将对土壤呼吸测定方法进行梳理和评价，并展望其未来发展趋势。 土壤呼吸测定方法主要包括静态箱法、动态箱法、红外线气体分析法、气相色谱法等。这些方法的基本原理是通过对土壤中释放的二氧化碳进行定量测定，来计算土壤呼吸速率。 静态箱法是一种传统的测定方法，其优点是设备简单、操作方便，适用于各种类型的土壤。但是，由于该方法需要人工操作，测定时间较长，且误差较大。 动态箱法是一种改进的测定方法，通过密封的箱子和自动控制系统，可以实现对土壤呼吸的连续监测。该方法的优点是自动化程度高、测定时间短，但需要消耗大量的能源，且设备成本较高。 红外线气体分析法是一种高精度的测定方法，通过红外线对二氧化碳进行定量分析，可以实现对土壤呼吸的精确测定。该方法的优点是精
度高、测定时间短，但需要使用昂贵的设备，且需要定期校准。 气相色谱法是一种分离和分析气体成分的方法，通过将二氧化碳与其他气体成分分离，并进行定量分析，可以实现对土壤呼吸的精确测定。该方法的优点是精度高、分离效果好，但需要使用昂贵的设备，且操作较为复杂。 本文采用静态箱法进行土壤呼吸测定实验。具体步骤如下： 选择具有代表性的地块，在每个地块上选取3个样点，每个样点设置3个重复。 将样点处的土壤表面的枯枝落叶清理干净，去除根系和其他杂质。 将静态箱置于样点上，连接二氧化碳浓度检测仪和数据记录仪。 记录箱内二氧化碳初始浓度，然后封闭箱子，开始测定。 每隔30分钟记录一次箱内二氧化碳浓度，连续观测6小时。 实验结果显示，不同样点之间的土壤呼吸速率存在差异，这可能与土壤类型、土壤含水量、土壤温度等因素有关。同时，实验过程中也存在一些误差，如密封不严、二氧化碳扩散等因素，这些误差会对测定结果产生一定影响。
土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物区系
《土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物区系的 丰度和活性》 Soil quality - Determiantion of abundance and activity of soil microflora using respiration curves (ISO 17155:2012，IDT) 国家标准（征求意见稿） 编制说明 国家标准《土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物群落的丰度和活性》 标准起草组 二〇一八年十一月
项目名称：土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物区系的 丰度和活性 计划编号：20140418-T-326 项目负责单位：中国科学院南京土壤研究所 项目负责人：陈美军 技术委员会：全国土壤质量标准化技术委员会（SAC/TC 404）
目录 一、工作简况 (1) （一）编制的目的和意义 (1) （二）任选来源 (1) （三）工作过程 (2) 二、标准编制原则和主要内容 (3) (一)基本原则 (3) (二)技术路线 (3) （三）主要内容 (3) 三、标准中涉及专利的情况 (5) 四、预期达到的社会效益等情况 (5) 五、采用国际标准和国外先进标准的情况 (5) 六、与现行法律、法规、标准的协调性 (5) 七重大分歧意见的处理经过和依据 (6) 八、标准性质的建议说明 (6) 九、对标准贯彻的建议 (6) 十、其他应予说明的事项 (6)
一、工作简况 （一）编制的目的和意义 微生物是土壤中最为活跃的生命体之一，土壤微生物是土壤有机质和土壤养分( C、N、P、S 等) 循环转化的驱动力，参与有机质的分解、腐殖质的形成、养分的转化与循环等各个生物化学过程。而且，微生物对土壤各种环境因子的变化极为敏感，因而土壤微生物丰度和活性的变化常被作为土壤肥力、土壤环境污染等其他各种扰动对土壤健康质量影响的灵敏性指标。土壤微生物丰度和活性的研究为从整体上了解土壤微生物的演变与功能提供了一个有效的途径，其对于更好地把握与理解土壤健康的主要影响因素有极其重要的作用，对制定良好措施来提高土壤质量具有重要意义。 土壤微生物参与土壤中几乎所有的生物化学变化，是决定土壤肥力和土壤结构的重要因素，因此研究土壤微生物丰度和活性具有重要意义。呼吸曲线法是基于氧气消耗量或二氧化碳释放量衡量土壤微生物丰度和活性的一种方法。通过制定《土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物区系的丰度和活性》，可以为土壤微生物区系的丰度和活性测定提供标准方法。 （二）任选来源 2014年12月25日中国标准化管理委员会下达了《国家标准委关于下达2014年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2014] 89号），其中《土壤质量呼吸曲线法测定土壤微生物区系的丰度和活性》获得批准成为2014年第二批国家标准制订计划项目，计划编号20140418-T-326，主管部门为农业农村部，技术归口单位为全国土壤质量标准化技术委员会，主要起草单位：中国科学院南京土壤研究所，长沙亚热带农业生态研究所，江苏省质量和标准化研究院等。
土壤指标测定方法
一、土壤pH的测定法一： 试剂及仪器：PH试纸 法二： 1应用范围
本国际标准方法规定使用仪器法,用玻璃电极在体积比为1∶5的土壤和水的悬浊液中,对pH进行常规检测(测H2O 中pH) 。也可以用1 mol/L的钾氯化物溶液(测KCl中pH) 或0. 01 mol/L 氯化钙溶液(测CaCl2 中pH) 。本国际标准适用于所有类型的风干土壤样品,如按照ISO 11464方法预处理的样品。 2规范的参考文献 下列的参考文献对该文件的应用是不可缺少的。对于一些过时的参考文献,只有被引用的版本才适用。ISO 1770: 1981,土壤系统通用温度计。ISO 3696: 1987,分析实验室用水的规格和测试方法。 3原理 土壤悬浊液是由5 倍土壤体积的以下溶液制成: - 水。 - 水的氯化钾(KCl) 溶液, c = 1 mol/L。 - 水的氯化钙(CaCl2 )溶液, c = 0. 01 mol/L。用pH计测量悬浮溶液的pH值。 注意:为了保证检测方法适用于所有类型的土壤样品,要采用体积对体积的混合比率,这样才能使得所有的土壤采用同样的方法来处理。如果采用质量对体积的比率,对于密度较低的土壤,就不得不选择合适的待测样品量才能制备悬浮溶液。为了满足本标准的要求,必须十分精确地用量匙量取待测样品体积。 4试剂 仅使用经过验证的分析纯试剂。 (1)水,在25 ℃时电导率不大于0. 2 mS/m, pH大于5. 6 (依照ISO 3696: 1987二级标准水) 。 (2)氯化钾溶液, c (KCl) = 1 mol/L。将74. 5 g氯化钾(KCl)溶解在水中,并稀释到1 000 mL。 (3)氯化钙溶液, c (CaCl2 ) = 0. 01 mol/L。将1. 47 g二水合氯化钙(CaCl2 ·2H2O)溶解在水中,并稀释到1 000 mL。 (4)缓冲溶液,校准pH计用。 至少应使用两种以上的缓冲溶液来校准pH计。 5仪器设备 (1)摇晃或用混合设备。 (2) pH计,带有斜率校正和温度调节装置。 (3)玻璃电极和参比电极,或者性能相当的合电极。在pH值大于10的情况下,应该使用在一定量程范围内的专用电极。 注意:在土壤系统中,由于破损或者污染的原因可能会导致电极性能的不断退化。 (4)测量精度接近1 ℃的温度计或者温度探头,参考ISO 1770: 1981的C型标准。 (5)样品瓶。容积不小于50 mL,由硼硅酸盐玻璃或者聚乙烯制造,带有合适且紧固的塞子。 (6)样品匙,容积确定且不小于5 mL。 6实验室用样品 使用少部分风干土壤样品颗粒,也可将土壤样品进行不高于40 ℃的干燥处理,土壤应过筛处理，筛网眼尺寸为2 mm。例如,前处理的样品应该符 合ISO 11464的规定。 注意:干燥过程可以影响土壤的pH值。在一些土壤样品中,特别是含有硫化物的土壤样品,干燥会显著的降低pH值。 7实验过程 7. 1悬浊液的准备 (1)用样品匙5 (6)取__________一小部分有代表性的实验室样品,样品应不少于5 mL。 (2)将取好的样品放入样品瓶5 ( 5)中,并加入5倍于样品体积的水4 (1)或者氯化钾4 (2)或者氯化钙4 (3)溶液。
土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响
土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响 土壤呼吸是指土壤释放CO 2的过程, 主要是由微生物氧化有机物和根系呼吸产生, 另有极少的部分来 自于土壤动物的呼吸和化学氧化 土壤生物 活性和土壤肥力乃至透气性的指标受到重视[ 通量（flux）是物理学的用语，是指单位时间内通过一定面积输送的能量和物质等物理量的数量。 二氧化碳通量就是一定时间通过一定面积的二氧化碳的量。 土壤作为 一个巨大的碳库(11394×1018gC[12]), 是大气CO 2的重要的源或汇, 其通量(约68±4×1015gC?a[13])如此巨 大(燃料燃烧每年释放约512×1015gC[14]), 使得即使轻微的变化也会引起大气中CO 2浓度的明显改变。因 此, 在土壤呼吸的研究中, CO 2通量的精确测定已成为十分迫切的问题。 土壤呼吸影响因素：土壤温度，湿度，透气性，有机质含量，生物，植被及地表覆盖，土地利用，施肥，PH，风速，其他因素。诸如单宁酸 [25]、可溶性有机物(DOM)中的 低分子化合物(LMW )[62]等都对土壤CO2释放速率有显著 的影响.,,,采伐，火烧， 有关生物过程的影响 绝大部 分的CO 2是由于土壤中的生物过程产生的。土壤呼吸的实质是土壤微生物、土壤无脊椎动物和植物根系呼 吸的总和 地表凋落物作为土壤有 机质的主要来源以及作为影响地表环境条件——如温度、湿度等因子对土壤呼吸也产生显著作用
土壤呼吸与土壤温度、水分含量之间的关系 在土壤水分含量充 足、不成为限制因素的条件下土壤呼吸与土壤温度 呈正相关(表1)[4, 15, 19, 21, 25～32]。而在水分含量成为限 制因子的干旱、半干旱地区, 水分含量和温度共同 起作用[18, 3 抑制作用的影响 目前已有文献表明对根系和微生物呼吸的抑制作用在土壤空气CO 2浓度较高时会发生 这也就意味着在大气CO 2浓度升高 时, 土壤呼吸也会受到抑制。 土壤呼吸随纬度的变化 从图3可知, 土壤呼吸量随着纬度的增加而逐渐降低, 可得到一拟合方程: y = 1586e- 010237x(R2= 0147) (1) 其中, y 为土壤呼吸量, x 为纬度 温度与土壤呼吸的关系 最终得到全球尺度下温度对土壤呼吸的影响大小的尺度——Q 10值。Q10值表示温度每升高10度,土壤呼吸速率增加的 倍数 [45 - 46 ] 得到了全球森林植被的土壤呼吸速率与年均温的关系, 即: y = 349166e010449x(R3= 0147) (3) 其中, y 为呼吸速率, x 为年均温。 得到了全球范围的Q 10值= 1157。与已报道的各样点的Q 10值相比全球尺度下的Q 10 值较低, 也就是就, 随温度的上升, 呼吸速率的增加较慢一些 土壤呼吸的测量方法问题及其影响 。测量方法可以分为直接测量和间接测量法[51]。直接测量法中又包括静态法和动态法[52]。其中, 由于实 际工作中具体条件的限制, 目前采用较为广泛的是静态法。CO 2的具体测量技术又有碱吸收法和红外吸收
土壤的检测方法和检测标准(一)
土壤的检测方法和检测标准(一) 土壤的检测方法和检测标准 概述 •土壤的检测是评估土壤质量和环境污染程度的重要手段。 •合理的检测方法和严格的检测标准是保障土壤质量和环境健康的关键。 土壤检测方法 1. 采样方法 •确定采样点位，根据土壤质地和植被覆盖情况进行合理选择。•采用立方体采样法或全面混合采样法，保证样品代表性。 •避免使用铁铲等可能引入外来污染的工具。 2. 检测参数 •pH值：反映土壤的酸碱性，影响植物的吸收能力和土壤中微生物的活性。 •有机质含量：描述土壤的保水能力、肥力和微生物活性。 •氮、磷、钾含量：评估土壤肥力状况和植物养分供应。
•重金属含量：指示土壤是否受到污染，可能对人体和生态系统造成危害。 •农药残留：判断土壤是否受到农药污染，评估环境风险。 3. 分析方法 •pH值：采用玻璃电极法或试纸法进行快速检测。 •有机质含量：通常采用重量损失法或烘干法测定。 •氮、磷、钾含量：可使用光谱分析仪、原子吸收光谱仪等仪器进行测定。 •重金属含量：采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光光谱仪等进行定量分析。 •农药残留：多采用高效液相色谱仪或气相色谱仪等仪器进行分析。土壤检测标准 1. 国家标准 •《土壤环境质量标准》（GB：规定了土壤中重金属、有机物等污染物的最大容许浓度。 •《土壤环境质量风险管控标准》（GB：建立土壤环境质量风险评估和管控的方法和指标体系。
2. 地方标准 •根据不同地区的环境特点和土壤污染情况，制定了一些地方标准，如《上海市土壤环境质量标准》和《广东省土壤环境质量标准》。 3. 农田土壤质量等级划分标准 •根据土壤的pH值、有机质含量、养分状况等指标，将土壤分为几个等级，有助于合理利用土壤资源和进行农业生产管理。 结论 •土壤的检测方法和检测标准是保障土地利用和环境保护的关键。•在实际应用中，应根据需要选择适合的检测方法，并参考相关的标准进行评估和处理。
土壤呼吸及其测定法
. 36. 在土壤新陈代谢功能过程中,由于产生大量的二氧化碳,并向大气释放二氧化碳的过程称之土壤呼吸。它包括微生物呼吸、根呼吸和动物呼吸三个生物过程,以及一个非生物过程:即在高温条件下的化学氧化过程。 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CO 2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。 碳循环是地球系统的中心环节,与气候、水分循环、养分循环以及陆地、海洋的光合生产息息相关。正确理解全球碳循环,是了解地球的环境历史及人类的生存环境,以及预测它所操纵的未来的中心构成。 为了区分系统内自然与人类之间错综复杂的关系, 我们就必须努力确定大气-陆地-海洋之间的碳分配与碳储量。陆地生物圈的碳库主要包括生物量、凋落物、土壤碳和泥炭,其中,土壤碳的储量占整个陆地生物圈碳储量的主要部分。其次是陆地生物量。大气与陆地植被间的 CO 2交换,是全球碳循环中最主要的途径之一。植物通过光合作用将大气中的 CO 2吸收到陆地生态中 ;陆地生态系统中的 CO 2又通过土壤呼吸作用进入大气。土壤呼吸作用是陆地生态系统中碳素回到大气的主要途径,其微小的变化都会引起大气CO 2浓度的较大变化, 所以增加土壤中的碳储量, 可以抵消由于人类活动释放到大气中的 CO 2。反之,土壤有机碳的释放也可以显著的增加大气中的CO 2浓度, 从而加剧全球变化的进程。所以了解土壤呼吸,有助于了解土壤碳变化的速率和趋势,以及全球碳循环的过程,对减缓全球变化十分重要。 影响土壤呼吸的因素,主要是温度和水分等气 土壤呼吸及其测定法
土壤有机质不同测定方法的对比
土壤有机质不同测定方法的对比 土壤有机质是指土壤中含有的有机化合物总量。土壤有机质是土壤肥力的重要指标之一，对土地的改良和农作物生长具有重要意义。现有的测定土壤有机质的方法主要包括物理、化学和生物学方法。 1. 物理方法 物理方法主要是通过测量土壤中有机质对电导率、密度、黏度、渗透性等物理性质的 影响来测定有机质含量。这些方法可以快速地得出有机质含量，但需要大量的样品处理。 2. 化学方法 化学方法通过测量土壤中的有机元素含量，如碳、氮、磷、钾等来测定有机质含量。 常见的有机质含量测定方法有K2Cr2O7法、FeSO4法、Kjeldahl法和元素分析法等。 （1）K2Cr2O7法 K2Cr2O7法是一种常见的测定土壤有机质的方法。该方法通常使用酸浸后滴定K2Cr2O7溶液，可以准确地测定土壤有机质的含量。但是该方法对土壤中的有机质种类和形态有一 定的依赖性，而且需要大量样品处理。 （2）FeSO4法 FeSO4法测定土壤有机物含量的原理是土壤中的还原态铁离子可以被还原为储存态铁 离子，而有机物中的一些物质可以促进还原反应。该方法操作简便，测定结果准确，但是 需要对样品进行干燥处理，耗时较长。 （3）Kjeldahl法 Kjeldahl法是一种测定土壤中氮素含量的方法，也可以用于测定土壤有机物含量。该方法主要是通过将样品先用硫酸消化后，用NaOH水解有机物中的氮素，然后用浓盐酸滴定，得出土壤有机物中氮素的含量。该方法操作简便，但需要较长时间。 （4）元素分析法 元素分析法是一种先进的测定土壤有机质含量的方法，该方法利用光谱分析或化学分 析仪器对土壤样品的化学成分进行分析，可以得到准确的元素含量。但该方法需要较昂贵 的仪器设备。 生物学方法是根据土壤微生物、土壤生态和土壤不同亚生态环境对土壤有机质的影响，来测定土壤有机质的含量。
土壤活性有机碳分组及测定方法
土壤活性有机碳分组及测定方法 每种指标的测定方法如下： 一．易氧化有机质（LOM）： 土壤与氧化剂作用后，易被氧化、不稳定的有机质称作LOM。目前常 用的氧化剂有两种：K2CrO7与KMnO4。 KMnO4氧化法:（此方法较为常用） 称取过100目筛，约含15 mg碳的土壤样品（如：有机碳含量为 15g/kg,则称取1g土壤样品）于50 mL塑料旋盖的离心管中；加入25mL，333mmol/L高锰酸钾溶液，振荡1h，然后在时速2000 rpm下离心5 min，将上清液用去离子水以1∶250稀释，在分光光度计565 nm下测定稀释样 品的吸光率，由不加土壤的空白与土壤样品的吸光率之差，计算出高锰酸 钾浓度的变化，并进而计算出氧化的碳量(氧化过程中1 mmolKMnO4-消耗0.75 mmol或9 mg碳)。 KMnO4氧化法：（此法是在测定全量有机质基础上降低某些反应条件，衍生出的测定方法） 1、水合热法：称取磨细(过0.25 mm筛)风干土1.50 g,放入500 mL 三角瓶中,准确加入0.5 mol/L K2CrO7水溶液10.0mL,轻轻转动,使土粒 分散。用量筒将20 mL浓H2SO4迅速直接注入土壤悬浊液,立即小心地转 动三角瓶,使土壤与试剂充分混匀1 min。把三角瓶放在石棉网上30 min, 然后注入水约200 mL,加3~4滴邻菲锣啉指示剂,用0.25 mol/L FeSO4标 准溶液滴定过量的K2CrO7。
2、0.1 mol/L K2CrO7—1∶3H2SO4130℃氧化法：在油浴温度为 130~140℃时将0.5 g风干土与0.1 mol/L K2CrO7）—1∶3H2SO410.0 mL 共煮5 min,冷却后加入30 mL水,用0.1 mol/L FeSO4标准溶液滴定过量 的K2CrO7。 二．生物量有机质（MBOM）： 生物量有机质是指能被土壤微生物分解利用的部分有机质。即微生物 量碳、微生物量氮。 氯仿熏蒸法测定：（此法较为简单，但氯仿为有毒物质，操作复杂） 前处理步骤：将新鲜的土样品含水量调节至田间含水量的30％～50％，25℃下密封预培养7～10 d，以保持土壤均匀和所得结果的可比性。然后 迅速测定土壤微生物量碳、氮，或在低温4℃下保存。采用氯仿熏蒸浸提 方法测定土壤微生物量碳、氮，即称取预处理的湿润土壤每份25.0g(烘 干基重)放入50mL烧杯中，将其置于底部有少量NaOH、少量水(约200mL) 和去乙醇氯仿的真空干燥器中，抽真空后保持氯仿沸腾3～5 min，然后，将干燥器移置在黑暗条件下25℃熏蒸土壤24 h，出氯仿(倒回瓶中重复使用)，除尽干燥器底部的碱，再用真空泵反复抽气，直到闻不到土壤有氯 仿味为止。将全部土壤转入250 ml三角瓶中，加入约100mL 0．5mol/LK2SO4提取液(土水比为l：4)，震荡半小时(200转/分)后，迅 速用中速滤纸过滤，滤液立即测定或放入-15℃的冰柜中保存。在熏蒸开 始的同时，另取等量的土样，直接用0．5mol/LK2SO4用液浸提，同时做 空白，每份土壤重复三次。 微生物量碳测定：吸取上述提取液10 ml于150 ml消煮管(内径 24mm)中，加入0．1 mol/LK2S04-H2SO4溶液(H2 S04浓度为12 mol/L)10 ml，放入少量抗爆沸物质，摇匀后置于170-180℃的磷酸浴中煮沸10 min，
小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征
小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征 陆彬;王淑华;毛子军;孙涛;贾桂梅;靳世波;孙鹏飞;程春香 【摘要】为阐明小兴安岭地带性植被原始红松林土壤呼吸各组分的碳排放速率及其对土壤水热变化的响应规律,采用挖壕法和红外气体分析法测定土壤表面CO2通量(Rs),确定4种原始红松林群落类型生长季的土壤总呼吸(Rt)中土壤微生物呼吸(Rh),根系呼吸(Rr)和凋落物呼吸(Rl)的贡献量动态变化及其影响因子.结果表明:生长季内,4种原始红松林群落类型的Rt、Rh、Rr具有明显的季节性变化,7-9月份较高,6月份和10月份较低.Rh对Rt的贡献量最高,平均在58.8%;Rr对Rt的贡献量次之,平均为26.5%;Rl对Rt的贡献量相对较小,平均为12.5%.生长季土壤呼吸速率与5 cm深土壤温度相关性极显著(P＜0.01).Rr和Rh的Q10值分别为2.88和2.23.表明根呼吸对土壤温度的敏感性高于微生物呼吸.生长季平均土壤呼吸速率的依次为:椴树红松林(6.38μmol·m-2 ·s-1)＞云冷杉红松林(6.32μmol·m-2·s-1)＞枫桦红松林(5.95μmol·m-2·s-1)＞蒙古栎红松林(2.86μmol·m-2·s-1).4种原始叶红松林群落类型间的Rh和Rr,也存在一定差异. 【期刊名称】《生态学报》 【年(卷),期】2010(030)015 【总页数】10页(P4065-4074) 【关键词】土壤呼吸;根呼吸;凋落物呼吸;微生物呼吸;土壤温度;原始红松林 【作者】陆彬;王淑华;毛子军;孙涛;贾桂梅;靳世波;孙鹏飞;程春香 【作者单位】东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室,哈尔滨,150040;五营林业气象试验站,伊春,153033;东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室,