PRI-8800助力冻融条件下土壤有机碳矿化的研究

       土壤是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解释放的CO2是陆地生态系统与大气之间最大的气体交换通量之一。土壤有机质分解的微小变化,可能导致生态系统从“碳源”转为“碳汇”,调控着大气CO2浓度的增加(IPCC,2014)。


       为了研究在冻融条件下各个因素对碳矿化的单个影响和交互作用,东北地理所进行了“冻融条件下土壤有机碳矿化的研究”实验。此次实验采用了北京乐虎国际官方网站_乐虎国际app官网-乐虎国际官方网下载科技有限公司和中国科学院地理科学与资源研究所合作研发的PRI-8800全自动变温土壤培养前处理装置,通过PRI-8800实时监测CO2排放,进而可以发现CO2在短时间内的变化,在此之前这一直是难以攻克的技术壁垒。
       PRI-8800全自动变温土壤培养前处理装置,可对接土壤呼吸研究的不同乐虎国际官方网站,组装为成套设备,填补乐虎国际官方网站器无法直接应用试验课题的空白,解决该方向从乐虎国际官方网站器到实验室直接应用最后一公里的难题!
性能优势:
  • 可灵活对接不同乐虎国际官方网站(同位素乐虎国际官方网站、气体浓度乐虎国际官方网站等);
  • 标配16位样品盘,也可选配4位或9位样品盘;
  • 自动化程度高,无人值守,24小时不间断工作;
  • 可方便拆卸土壤瓶固定装置,实现在线置换土壤瓶;
  • 全自动控温系统(-20~80 ℃),控温精度优于0.1 ℃;
  • 土壤温度传感器探针可频繁自动插入土壤瓶中,准确测量土壤温度;
  • 高效的气体循环气路——双回路气路设计,可根据需要对CO2浓度进行预处理,调控系统内的起始CO2浓度(避免过高CO2浓度的抑制效应);
  • 高效的气路设计,缩短响应时间;
  • 可灵活设定的标定系统,保障测量数据的准确性;
  • 友好的软件界面,可根据具体实验需要设定参数及数据存储等功能。
  配置说明:
       PRI-8800全自动变温土壤培养前处理装置,含一套控制箱,16位采样装置,可选配外循环系统。Picarro 全系同位素乐虎国际官方网站(G2201-I,G2131-I,G2132-I,G5131-I), 全系温室气体乐虎国际官方网站(G2301,G2401,G4301,G2508等);AGT 全系同位素乐虎国际官方网站(IR2);LI-COR LI-840A等均可连接。
PRI-8800与PICARRO同位素联用GUI界面

技术指标:
指标 标准配置参数 接收定制 备注
系统响应时间 <4s    
气压传感器精度 0.05%    
温度传感器精度 ±0.15℃    
气体流速 1L/min   0-4L/min 可调
培养瓶温度范围 -20~80℃ 可根据客户需求更改温度范围
温度控制精度 ±0.1℃    
加热功率 1500W 可更换不同功率的加热器
制冷功率 1250W 可更换不同功率的压缩机
变温速率(升温) 60s/℃ 跟加热器功率有关
变温速率(降温) 90s/℃ 跟压缩机功率有关
循环泵流量 20L/min 可调
重复定位精度 0.02mm    
负载 <2KG    
工作电压 24V 12.5A    
控制箱功率 220VAC<350W    
有效行程 400*400*150mm 可根据客户需要更改有效行程
控制方式 PC   控制箱内集成微型PC主机
培养瓶容积 150mL 可更换各种容积培养瓶
气体管路 1/8不锈钢管或特氟龙管 可根据客户需求更改
CO2吸收剂 NC Technologies S.r.l. 可根据客户需求更换吸收剂
采样装置尺寸 800*800*700mm    
控制箱尺寸 500*420*200mm    
  研究领域:
  1. 利用其自动、连续、快速的特点,开展区域尺度的联网研究,揭示不同区域或植被类型的Q10变异及其控制机制。受传统培养和测试方法的影响,研究人员很难开展类似的研究,虽然整合分析能一定程度解决这个问题,但也存在不同实验处理条件和实验测定方法造成的高不确定性问题。
  2. 开展Q10对连续温度变化过程响应研究,更真实的模拟温度变化情况,从而揭示土壤微生物呼吸对温度变化的响应机制。受传统方法的限制,当前大多数研究均在小时、天、周尺度来开展,并没有揭示真实的温度日动态。
  3. 更好地开展土壤微生物对水分或资源快速变化情景下的研究。例如,降水脉冲是干旱-半干旱区的常见现象,土壤微生物活性(碳矿化速率或氮矿化速率)对水分可获得性的响应一直是非常重要又极具挑战性的科学问题;类似的,土壤微生物对外界资源脉冲式供应的响应或激发效应也是近期研究热点。
  4. 随着设备的广泛使用与改进,尤其是与13C分析设备相结合,相信会在土壤有机质周转领域具有更多的应用前景。
  部分发表文献:

  • Li J, He N, Xu L, et al. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures[J]. Soil Biology & Biochemistry,2017,106:18-27.
  • Liu Y, He N. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands[C]// European Geosciences Union General Assembly,2017.

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