一種室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣二氧化碳濃度升高會直接導(dǎo)致大氣吸收太陽的長波輻射的增加，引起全球性的氣溫上升，使氣候激烈波動(dòng)。有關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，大氣二氧化碳濃度上升I倍使全球增溫2?4 °C，極地增溫尤盛。極地永凍冰層的快速融化，使海平面在100?200年的時(shí)間里上升5m，大大減少陸地面積，威脅著人類與陸地生物的居住安全。因此，全球氣候變暖是目前全球環(huán)境變化研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
[0003]土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳素循環(huán)的主要環(huán)節(jié)，已成為向大氣釋放CO2最大的源，土壤貯存的碳高達(dá)1.394X1018g，流通量每年達(dá)68±4X1015g，它的很小變化都會引起大氣CO2濃度的很大改變。森林土壤碳是全球碳庫的重要組成部分，也是人類活動(dòng)影響大氣0)2濃度升高的關(guān)鍵生態(tài)過程。
[0004]從上個(gè)世紀(jì)初開始，人們就一直關(guān)注著土壤呼吸，隨之而來的是尋找某種合適的方法來測定土壤呼吸的速率。
[0005]根據(jù)土壤培養(yǎng)處理方式的不同，將測定土壤呼吸的方法分為野外測定和室內(nèi)培養(yǎng)測定。野外測定就在野外土壤表面直接進(jìn)行測量，多采用大型儀器;室內(nèi)培養(yǎng)測定主要是按照一定的取土方法將新鮮土樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行培養(yǎng)，采用不同方法進(jìn)行測定。
[0006]上述土壤呼吸的測定方法，又分為土壤呼吸直接測定法和間接測定法。土壤呼吸直接測定方法分為三大類，分別是靜態(tài)氣室法、動(dòng)態(tài)氣室法和微氣象法。
[0007]靜態(tài)氣室法是測定一定時(shí)間內(nèi)，密閉氣室內(nèi)土壤呼吸產(chǎn)生的CO2量，通過兩種方法測定，一種是用氣相色譜分析儀、紅外分析儀測定一定時(shí)間前后抽取出氣體的CO2濃度差，也稱為密閉氣室法;另一種是用堿滴定法或堿稱重法吸收并計(jì)算CO2排放量，可稱為靜態(tài)堿液吸收法。動(dòng)態(tài)氣室法，對氣室內(nèi)C02濃度進(jìn)行連續(xù)測定，一種是在密閉氣室中，用紅外氣體分析儀直接測定，另一種是通過流通氣體，用紅外氣體分析儀或者堿液測定CO2隨時(shí)間的變化。微氣象法，依據(jù)氣象學(xué)原理測定地表氣體排放通量。
[0008]除了要測定土壤呼吸，還要進(jìn)行干濕交替的水分控制與土壤長時(shí)間培養(yǎng)，測定方法與盛土裝置之間需要組裝起來。紅外氣體分析儀搭配測量容器上部空氣濃度，但在土壤培養(yǎng)裝置中，CO2氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)較重，位于裝置下部，但測定時(shí)如不進(jìn)行晃動(dòng)，氣體不混勻，測定值就會偏低，且儀器較昂貴。
[0009]若是便攜式氣體分析儀與LI6400便攜式光合作用測定儀則需要考慮在氣密性的裝置中形成回路。氣相色譜分析儀測定抽取出來的氣體，但是單個(gè)樣本的測定價(jià)錢較昂貴，不適于樣本數(shù)量大的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有堿液吸收法多搭配在盛土裝置內(nèi)放置小燒杯，再對盛土容器進(jìn)行密封，但是其密封必須是可拆開并再次組裝的，因?yàn)閴A液吸收有一定的上限，一般在一定時(shí)間內(nèi)取出，進(jìn)行滴定，滴定得出吸收的0)2量，堿液也只能吸收一次然后進(jìn)行滴定，再放入新的堿液。或采用管道或吸收瓶進(jìn)行堿液吸收法，若同一管道或吸收瓶測定，測定的樣本數(shù)量有限，材料準(zhǔn)備時(shí)間長，測量時(shí)間也長，氣密性不能保證，測量值可能不準(zhǔn)確;若給每個(gè)樣本安裝該管道或吸收瓶，恒溫培養(yǎng)箱所需要的空間又很大。堿液稱重法主要對天平的稱量范圍和精讀有要求，每次稱量前也要對容器外部擦凈，操作繁瑣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置。所述實(shí)驗(yàn)裝置在室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下，能準(zhǔn)確多次測定指定時(shí)間內(nèi)的土壤呼吸值。所述實(shí)驗(yàn)裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測裝置昂貴、占用空間大，組裝不便的問題。
[0011 ]本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)裝置是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0012]—種室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置，包括設(shè)置于溫度控制系統(tǒng)中、用于盛放土壤樣本的廣口瓶，與所述廣口瓶匹配的帶孔橡膠塞，及設(shè)置于帶孔橡膠塞的孔內(nèi)的玻璃管，且玻璃管的頂端和底端分別設(shè)置于帶孔橡膠塞的兩側(cè)，玻璃管的頂端套設(shè)有乳膠管，乳膠管的頂端采用止水夾封堵使廣口瓶形成一個(gè)密封的空間；
[0013]所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括針管，用于盛放待測液體的燒杯，用于酸堿滴定的滴定臺及設(shè)置于滴定臺上的滴定管，以及用于向敞口的廣口瓶通氣的風(fēng)扇，用于稱量的天平及用于向廣口瓶中滴入液體的膠頭滴管；
[0014]其中，針管的針頭插入乳膠管的側(cè)壁抽取廣口瓶中的氣體，并將抽取的氣體注入盛放待測液體的燒杯中，以及將用于盛放待測液體的三角瓶放在滴定臺上通過滴定管進(jìn)行滴定;打開帶孔橡膠塞通過風(fēng)扇進(jìn)行通氣，將通氣后的廣口瓶放置于天平上，并采用膠頭滴管向廣口瓶中加入蒸餾水后蓋緊帶孔橡膠塞，將所述廣口瓶放入溫度控制系統(tǒng)中繼續(xù)培養(yǎng)。
[0015]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述溫度控制系統(tǒng)為恒溫光照培養(yǎng)箱。
[0016]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述乳膠管的內(nèi)徑小于玻璃管的外徑。
[0017]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述廣口瓶中設(shè)有干燥劑包。
[0018]進(jìn)一步地，所述干燥劑包采用變色硅膠制成。從廣口瓶取出的干燥劑包在110°C烘干2h后能重新循環(huán)使用。
[0019]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述干燥劑包通過連接繩懸空設(shè)置于廣口瓶內(nèi)。
[0020]—種室內(nèi)模擬干濕交替響應(yīng)下測定土壤呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置，包括設(shè)置于溫度控制系統(tǒng)中、用于盛放土壤樣本的廣口瓶，與所述廣口瓶匹配的帶孔橡膠塞，帶孔橡膠塞上至少設(shè)有兩個(gè)孔、且每個(gè)孔內(nèi)設(shè)有與其匹配的玻璃管，玻璃管的頂端和底端分別設(shè)置于帶孔橡膠塞的兩側(cè)，且兩個(gè)玻璃管的頂端均設(shè)有乳膠管，乳膠管的頂端采用止水夾封堵，使廣口瓶形成一個(gè)密封的空間；
[0021]所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括用于檢測廣口瓶內(nèi)氣體濃度的便攜式氣體分析儀，便攜式氣體分析儀的兩側(cè)分別設(shè)有入氣口、出氣口，所述入氣口通過管道與一個(gè)玻璃管頂端的乳膠管連通，所述出氣口與另一個(gè)玻璃管頂端的乳膠管連通。
[0022]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述便攜式氣體分析儀采用LI6400便攜式光合作用測定儀或GEM5000便攜式沼氣分析儀。
[0023]本實(shí)用新型所述的LI6400便攜式光合作用測定儀采用OPEN軟件測定，并將記錄的二氧化碳?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中；而所述的GEM5000便攜式沼氣分析儀則是在測定過程中分析儀上顯示二氧化碳?xì)怏w含量的數(shù)值。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)越效果在于:
[0025](I)通過所述實(shí)驗(yàn)裝置能實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中長期、連續(xù)、定時(shí)的測定指定時(shí)間內(nèi)土壤的呼吸值；
[0026](2)通過所述實(shí)驗(yàn)裝置能滿足數(shù)量較大的樣本測定。室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)往往會根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)組，為了保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，需要設(shè)計(jì)空白對照組與多個(gè)重復(fù)樣；需要測定土壤呼吸值的數(shù)量就相應(yīng)增加。所述土壤呼吸測定時(shí)，本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)裝置能滿足樣本數(shù)量多且測定時(shí)間短、準(zhǔn)確的要求。
[0027](3)通過所述實(shí)驗(yàn)裝置能滿足土壤培養(yǎng)裝置氣密性要求和能實(shí)現(xiàn)換氣、快速恢復(fù)氣密性的要求，以及準(zhǔn)確測定指定時(shí)段內(nèi)土壤呼吸產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w量。
[0028](4)通過所述實(shí)驗(yàn)裝置減少了從開始測量到下一次密封完畢以及土壤培養(yǎng)的中間步驟，進(jìn)一步提高了檢測的準(zhǔn)確性。
[0029](5)所述的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，制造成本低，能在普通實(shí)驗(yàn)室操作。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)裝置的廣口瓶放置于溫度控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為從所述實(shí)驗(yàn)裝置的廣口瓶中抽取氣體的示意圖；
[0032]圖3為向所述實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的待測液體