土壤氮循环监测系统

适用于土壤中硝化和反硝化反应总转化率的测定

BaPS测试方法介绍

   在充气的压力体系中放进土柱，土壤呼吸、硝化和反硝化这些微生物的活动就会影响系统压力的改变。顶部空间里的气态CO₂浓度和液相CO₂浓度保持动态平衡（ΔCO_2aq/Δt）。

BaPS的系统组成

盛放土样的铝制压力容器

氧化铝是做测量容器的绝好材料，因为它结合牢固且质量轻，这样可以避免因为体积改变而造成的误读。这种材料具有良好的导热性，可以使得系统内能够迅速得到期望的反应温度。铝价格便宜且容易加工。尺寸：直径220毫米，高100毫米。

为了保证土壤顶部空间和土样体积的理想比例（大约1:2），盛放容器的土壤取样环有小孔。这样可以快速且可靠地检测土壤中的气体形成和转化反应。简易手通过快锁和容器连接。通常盛放土样的容器是高质量的不锈钢作成的，可以修改尺寸。

带有RS232接口的传感头

    要获取具有重复性好、准确的数据，就要用到高质量的传感器。氧气传感器是获得高精确度的关键，这就要求在一个氧气量比较大（大约20%体积）的情况下，氧气减少（大约1%体积）也要能被检测得出。

传感头包括下列传感器：

1）氧气传感器（是一个ZrO₂传感器）

2）双红外线二氧化碳传感器

3）检测系统压力的抗压传感器

4）精确度在±0.2K的2个温度传感器（顶部空间和土壤）

系统通过一个RS232连续的接口来读取检测数据。这样就可以不需要任何额外的软件而系统和各种类型的计算机连接。

带接口电缆的视窗软件

    BaPS通过软件来设置和操作，这些软件可以进行所有的计算并控制反应。

zui主要的是可以获取zui精确的数据，而且界面友好。该软件适用于WIN95、WIN98和WINNT，还提供了详细的在线帮助，操作起来可以更直观。记录数据可以存放在表格和图表中。操作过程的简单使得学生使用和培训工作极为简便。

通过输入参数来设置有关的控制任务和配置。程序本身提供了默认参数值，这些数据是可以改变的。BaPS操作简单，不需要任何软件专业的背景，就是在进行一些特殊的应用和任务时也很容易修改参数。（该系统销售时不包括电脑）

操作步骤

1、盛放土样的容器可以放在实验室和取样点，但放在采样点。运送用的容器是用没有传感器的盖子密封，传感器仍然放在实验室。乘放土样的容器放在在冷藏容器中储存。这样当返回实验室时就可以很快进行测试工作了。

2、在实验中，将容器运输中用的盖子换成带有传感器的盖子。

3、打开软件

4、读取配置参数，也可以根据需要对参数进行调整。

5、因为是在线进行测量数据的计算，所以应该在测试之前先测量容器顶部。

6、程序会确认是否进行了足够的热平衡调节。然后程序就开始测试

7、在测试过程中，传感器读取和分析的数据会通过图表表示出来。可以对系统进行*的控制。

8、测试工作会按照设置自动结束，也可以人工停止

9、为了提高精确度，应该在测试工作结束时用重量法测试土壤中的含水量，这样，测量结果可以和土壤的干重相关。

10．借助帮助菜单的作用：自动计算出硝化率率、反硝化率和土壤呼吸率

11．处理结果可以以ASCII文件输出。另外可以打印包含所有信息、表格的检测报告。

测量时间

测量时间和土壤类型以及温度和湿度的这样的参数有关。通常在5-10小时之间。

BaPS系统性能指标

测量原理：在密封、充气、有压力的恒温系统中放置着通气良好的土样，通过记录系统中O₂，CO₂，气压、温度等参数，即时得到硝化率、反硝化率和土壤呼吸率

测量参数：CO₂ , O₂，气压、温度，软件计算出硝化率、反硝化率和土壤呼吸率

测量范围： CO₂ : 0…3Vol%,  精度：+/- 2%

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

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

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

DC50-K10冷却水浴: 水浴zui大容积 3L

工作温度： -10c –150c

精度：+/- 0.01K

20c冷却能力:240W

加热能力：230v: 2kW; 115v:  1.2kW

DL30-VL26/B 开放式冷却水浴:  水浴zui大容积：14---26L

水浴尺寸：（宽x长x深）30x35x20cm

工作温度范围：-10c –150c

精度：+/- 0.01K

20c冷却能力：240W

加热能力：230v: 2kW; 115v: 1.2kW

气密测量室:     100ml, 40.5高， 60mm直径

或：100ml, 51.0mm高， 53mm直径

或：250ml, 50mm高， 84mm直径

取样组件：  BaPS 100-SC-3 取样组件 (7个 容积100ml, 高51mm, 53mmx50mm 环刀)

        或：BaPS 100-SC-3 取样组件 (7个 容积100ml, 高40.5mm, 60mmx56mm 环刀)

        或：BaPS 250 C-3 取样组件 (3个 容积250ml, 高50mm, 84mmx80mm 环刀)

索引

参考文献

[BOL 1997]土壤生物学和生物化学1067-1077

[DAV1992]美国生态学会  球果森林土壤中硝酸盐的内循环。

[ING1999] 定量测定土壤中硝化反应、反硝化反应和N₂O源的新方法

[MOS1993]