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土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)

適用于土壤中硝化和反硝化反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率的測定

BaPS測試方法介紹

   在充氣的壓力體系中放進(jìn)土柱，土壤呼吸、硝化和反硝化這些微生物的活動(dòng)就會(huì)影響系統(tǒng)壓力的改變。頂部空間里的氣態(tài)CO₂濃度和液相CO₂濃度保持動(dòng)態(tài)平衡（ΔCO_2aq/Δt）。

BaPS的系統(tǒng)組成

盛放土樣的鋁制壓力容器

氧化鋁是做測量容器的絕好材料，因?yàn)樗Y(jié)合牢固且質(zhì)量輕，這樣可以避免因?yàn)轶w積改變而造成的誤讀。這種材料具有良好的導(dǎo)熱性，可以使得系統(tǒng)內(nèi)能夠迅速得到期望的反應(yīng)溫度。鋁價(jià)格便宜且容易加工。尺寸：直徑220毫米，高100毫米。

為了保證土壤頂部空間和土樣體積的理想比例（大約1:2），盛放容器的土壤取樣環(huán)有小孔。這樣可以快速且可靠地檢測土壤中的氣體形成和轉(zhuǎn)化反應(yīng)。簡易手通過快鎖和容器連接。通常盛放土樣的容器是高質(zhì)量的不銹鋼作成的，可以修改尺寸。

帶有RS232接口的傳感頭

    要獲取具有重復(fù)性好、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就要用到高質(zhì)量的傳感器。氧氣傳感器是獲得高精確度的關(guān)鍵，這就要求在一個(gè)氧氣量比較大（大約20%體積）的情況下，氧氣減少（大約1%體積）也要能被檢測得出。

傳感頭包括下列傳感器：

1）氧氣傳感器（是一個(gè)ZrO₂傳感器）

2）雙紅外線二氧化碳傳感器

3）檢測系統(tǒng)壓力的抗壓傳感器

4）精確度在±0.2K的2個(gè)溫度傳感器（頂部空間和土壤）

系統(tǒng)通過一個(gè)RS232連續(xù)的接口來讀取檢測數(shù)據(jù)。這樣就可以不需要任何額外的軟件而系統(tǒng)和各種類型的計(jì)算機(jī)連接。

帶接口電纜的視窗軟件

    BaPS通過軟件來設(shè)置和操作，這些軟件可以進(jìn)行所有的計(jì)算并控制反應(yīng)。

zui主要的是可以獲取zui精確的數(shù)據(jù)，而且界面友好。該軟件適用于WIN95、WIN98和WINNT，還提供了詳細(xì)的在線幫助，操作起來可以更直觀。記錄數(shù)據(jù)可以存放在表格和圖表中。操作過程的簡單使得學(xué)生使用和培訓(xùn)工作極為簡便。

通過輸入?yún)?shù)來設(shè)置有關(guān)的控制任務(wù)和配置。程序本身提供了默認(rèn)參數(shù)值，這些數(shù)據(jù)是可以改變的。BaPS操作簡單，不需要任何軟件專業(yè)的背景，就是在進(jìn)行一些特殊的應(yīng)用和任務(wù)時(shí)也很容易修改參數(shù)。（該系統(tǒng)銷售時(shí)不包括電腦）

操作步驟

1、盛放土樣的容器可以放在實(shí)驗(yàn)室和取樣點(diǎn)，但放在采樣點(diǎn)。運(yùn)送用的容器是用沒有傳感器的蓋子密封，傳感器仍然放在實(shí)驗(yàn)室。乘放土樣的容器放在在冷藏容器中儲(chǔ)存。這樣當(dāng)返回實(shí)驗(yàn)室時(shí)就可以很快進(jìn)行測試工作了。

2、在實(shí)驗(yàn)中，將容器運(yùn)輸中用的蓋子換成帶有傳感器的蓋子。

3、打開軟件

4、讀取配置參數(shù)，也可以根據(jù)需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

5、因?yàn)槭窃诰€進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的計(jì)算，所以應(yīng)該在測試之前先測量容器頂部。

6、程序會(huì)確認(rèn)是否進(jìn)行了足夠的熱平衡調(diào)節(jié)。然后程序就開始測試

7、在測試過程中，傳感器讀取和分析的數(shù)據(jù)會(huì)通過圖表表示出來。可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行*的控制。

8、測試工作會(huì)按照設(shè)置自動(dòng)結(jié)束，也可以人工停止

9、為了提高精確度，應(yīng)該在測試工作結(jié)束時(shí)用重量法測試土壤中的含水量，這樣，測量結(jié)果可以和土壤的干重相關(guān)。

10．借助幫助菜單的作用：自動(dòng)計(jì)算出硝化率率、反硝化率和土壤呼吸率

11．處理結(jié)果可以以ASCII文件輸出。另外可以打印包含所有信息、表格的檢測報(bào)告。

測量時(shí)間

測量時(shí)間和土壤類型以及溫度和濕度的這樣的參數(shù)有關(guān)。通常在5-10小時(shí)之間。

BaPS系統(tǒng)性能指標(biāo)

測量原理：在密封、充氣、有壓力的恒溫系統(tǒng)中放置著通氣良好的土樣，通過記錄系統(tǒng)中O₂，CO₂，氣壓、溫度等參數(shù)，即時(shí)得到硝化率、反硝化率和土壤呼吸率

測量參數(shù)：CO₂ , O₂，氣壓、溫度，軟件計(jì)算出硝化率、反硝化率和土壤呼吸率

測量范圍： CO₂ : 0…3Vol%,  精度：+/- 2%

           O₂ :   15..21Vol%, 精度：+/- 1%

            氣壓：800….1200hPa,  精度：+/-  0.1%

            溫度：-30….70c,  精度: 0.1c at 0c

DC50-K10冷卻水浴: 水浴zui大容積 3L

工作溫度： -10c –150c

精度：+/- 0.01K

20c冷卻能力:240W

加熱能力：230v: 2kW; 115v:  1.2kW

DL30-VL26/B 開放式冷卻水浴:  水浴zui大容積：14---26L

水浴尺寸：（寬x長x深）30x35x20cm

工作溫度范圍：-10c –150c

精度：+/- 0.01K

20c冷卻能力：240W

加熱能力：230v: 2kW; 115v: 1.2kW

氣密測量室:     100ml, 40.5高， 60mm直徑

或：100ml, 51.0mm高， 53mm直徑

或：250ml, 50mm高， 84mm直徑

取樣組件：  BaPS 100-SC-3 取樣組件 (7個(gè) 容積100ml, 高51mm, 53mmx50mm 環(huán)刀)

        或：BaPS 100-SC-3 取樣組件 (7個(gè) 容積100ml, 高40.5mm, 60mmx56mm 環(huán)刀)

        或：BaPS 250 C-3 取樣組件 (3個(gè) 容積250ml, 高50mm, 84mmx80mm 環(huán)刀)

索引

參考文獻(xiàn)

[BOL 1997]土壤生物學(xué)和生物化學(xué)1067-1077

[DAV1992]美國生態(tài)學(xué)會(huì)  球果森林土壤中硝酸鹽的內(nèi)循環(huán)。

[ING1999] 定量測定土壤中硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)和N₂O源的新方法

[MOS1993]