SoilLab土壤呼吸實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于干旱區(qū)土壤研究

     SoilLab多通道實(shí)驗(yàn)室土壤呼吸實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)由土壤呼吸測(cè)量室、氣流抽樣控制系統(tǒng)、CA-10氣體分析儀等組成，用于多通道實(shí)驗(yàn)室土壤呼吸、土壤動(dòng)物呼吸、根系呼吸、土壤微生物活性評(píng)估、地表生物結(jié)皮光合呼吸、土壤污染呼吸響應(yīng)、土壤種子庫活力評(píng)估等測(cè)量研究分析，適用于各類土壤包括耕地、旱地土壤、濕地土壤、工業(yè)污染土壤、固廢等的呼吸測(cè)量和Microcosm-test（微生態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)M觀測(cè)），還可進(jìn)行土壤不同干擾條件下（如水分、養(yǎng)分、污染、溫度等）的呼吸動(dòng)態(tài)。

SoilLab系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)如下：

1.模塊式配置，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求靈活配置、擴(kuò)展，如配置4通道、8通道、16通道乃至24通道測(cè)量系統(tǒng)，或組配用于土壤、凋落物、植物、昆蟲、土壤動(dòng)物、甚至嚙齒類動(dòng)物的呼吸等；

2.高精度氧氣分析儀和CO2分析儀，還可選配O2分析儀、甲烷分析儀、水汽分析儀等；

3.根據(jù)需求可選配便攜式測(cè)量系統(tǒng)，分析儀、氣體抽樣系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集器等都集成在一個(gè)便攜箱內(nèi)，便于野外原位測(cè)量土壤呼吸等；

4.可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選配不同類型的土壤呼吸室或微生態(tài)模擬室（Microcosm chamber），或與FytoScope植物生長室組合，以觀測(cè)不同實(shí)驗(yàn)控制模擬條件下土壤呼吸、群落光合呼吸、土壤微生物活性等；

5.可根據(jù)SIR底物誘導(dǎo)呼吸法（ISO 14240-1 Soil quality – Determin

應(yīng)用案例：干旱地區(qū)土壤生物結(jié)皮與土壤地化循環(huán)

旱地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤養(yǎng)分和有機(jī)碳（C）的循環(huán)通常是由被稱為生物土壤結(jié)皮（biocrusts）的土壤表面群落介導(dǎo)的，這些生物結(jié)皮在土壤頂部約0–2厘米處循環(huán)C和養(yǎng)分。然而，尚不清楚生物結(jié)皮在多大程度上影響了深層地下礦質(zhì)土壤中的土壤肥力和生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)（biogeochemical cycles）。人們猜測(cè)，土壤滲漏液中的溶質(zhì)從生物結(jié)皮轉(zhuǎn)移到更深的土壤層，可能是生物結(jié)皮肥力物質(zhì)向下轉(zhuǎn)移到礦質(zhì)土壤中更深的微生物群落和植物根系的主要機(jī)制之一。美國德克薩斯大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院（Biological Sciences, University of Texas）的Kristina E. Young等，研究了生物結(jié)皮滲漏液在促進(jìn)地下營養(yǎng)和可溶性碳庫以及地下微生物循環(huán)中的作用。研究結(jié)果發(fā)表在2022年1月的《Geoderma》上。

Kristina等收集了處于三個(gè)演替階段的生物結(jié)皮，并在多個(gè)土壤深度采集原狀土樣本，進(jìn)行培養(yǎng)后使用SoilLab土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量土壤樣本的呼吸速率，用于評(píng)估土壤微生物的生物量和其活性。同時(shí)收集滲漏液，測(cè)量每個(gè)演替階段的養(yǎng)分和有機(jī)C濃度以及代謝物組成。研究發(fā)現(xiàn)，生物結(jié)皮和地下礦質(zhì)土壤之間的養(yǎng)分和C連通性程度取決于生物結(jié)皮演替階段和其養(yǎng)分元素，生物結(jié)皮演替階段對(duì)礦質(zhì)土壤CO2通量的影響可能與長期資源積累有關(guān)。在較長的時(shí)間段和后期演替階段，可以通過對(duì)養(yǎng)分的可利用性和CO2通量的反饋，來評(píng)估旱地土壤的生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)狀況。

ation of soil microbial biomass, Part 1: Substrate-induced respiration method），評(píng)估測(cè)定土壤微生物生物量；

6.可選配EasyChem全自動(dòng)離子分析儀，勇于分析土壤營養(yǎng)與土壤呼吸的關(guān)系等。

應(yīng)用案例：干旱區(qū)土壤水分與營養(yǎng)對(duì)C循環(huán)的影響

《ECOLOGY》2022年3月1日刊登了美國猶他州立大學(xué)荒地資源系和猶他州洛根生態(tài)中心（Department of Wildland Resources, Utah State University and the Ecology Center, Logan, UT, USA）的Ryan T. Choi等的論文，Ryan T. Choi認(rèn)為目前人們對(duì)于干旱地區(qū)土壤碳循環(huán)過程中土壤水分、土壤C、N、P之間的相互作用的理解還明顯不足，于是展開了研究。Ryan把來自科羅拉多高原的旱地生態(tài)系統(tǒng)的土壤進(jìn)行不同水分含量處理，和施加不同C肥（葡萄糖）、氮肥、磷肥的處理，使用SoilLab土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量土壤的呼吸速率。研究發(fā)現(xiàn)，雖然水、C 和 N 都可以通過一系列復(fù)雜作用影響土壤的碳循環(huán)，但單獨(dú)的水處理對(duì)土壤生物的呼吸影響極小，而水 + C的處理會(huì)導(dǎo)致土壤碳循環(huán)顯著增加，這表明水處理和C處理在一定程度上的功能共限作用（co-limitation）。單獨(dú)添加氮不會(huì)導(dǎo)致土壤碳循環(huán)發(fā)生變化，但是當(dāng)?shù)c水和碳一起添加時(shí)，相對(duì)于不加氮（只添加水和碳），氮大大增加了土壤碳循環(huán)速率。磷添加對(duì)碳循環(huán)沒有影響。結(jié)果表明資源之間的相互作用令人驚訝，這有助于我們理解生態(tài)學(xué)中的關(guān)鍵理論，比如瞬時(shí)極大值假說（Transient Maxima Hypothesis），支持多資源處理比單獨(dú)水分處理能夠更好地解釋旱地脈沖動(dòng)態(tài)C循環(huán)（pulse-dynamic C cycling）這一現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

Ryan T. Choi, et al. 2022. Multiple resource limitation of dryland soil microbial carbon cycling on the Colorado Plateau, Ecology ( IF 5.499 ) Pub Date : 2022-03-01 , DOI: 10.1002/ecy.3671

Kristina E. Young, et al. 2022. Vertical movement of soluble carbon and nutrients from biocrusts to subsurface mineral soils, Geoderma 405 (2022) 115495