[发明专利]有机碳矿化培养装置和利用该装置无土测定土壤有机碳矿化速率的方法

权利要求书

1.有机碳矿化培养装置，它由生化培养大头针（1）、阀门（2）、橡胶塞（3）、连接管（4）、广口瓶（5）组成；其特征在于连接管（4）穿透橡胶塞（3），连接管（4）位于橡胶塞（3）底面积较大一侧的端部通过阀门（2）与生化培养大头针（1）连接，橡胶塞（3）盖在广口瓶（5）瓶口。

2.利用权利要求1所述的有机碳矿化培养装置无土测定土壤有机碳矿化速率的方法，其特征在于利用有机碳矿化培养装置无土测定土壤有机碳矿化速率的方法按以下步骤完成的：

一、取2套有机碳矿化培养装置A和B；

二、测定土壤含水率，根据含水率按干土质量与蒸馏水体积比为1g：4.5~5.5mL称取土壤和蒸馏水，将称取的土壤和蒸馏水加入到烧杯中磁力搅拌混合30min，再以2900~3100rpm的转速离心5min后，按体积量取5%上清液作为微生物接种液；将剩余的上清液经0.45μm滤膜过滤后，得到水溶性有机碳母液；

三、按微生物接种液与水溶性有机碳母液的体积比为1：（17~20）量取步骤二得到的微生物接种液和水溶性有机碳母液，将量取的微生物接种液和水溶性有机碳母液加入到烧杯中，混合均匀，得到培养液A；量取与培养液A中微生物接种液等体积的微生物接种液和与培养液A中水溶性有机碳母液等体积的蒸馏水，混合均匀，得到对照培养液B；

四、按石英砂质量和培养液A体积的比为1g：2.5～3mL量取石英砂和培养液A，将量取的石英砂平铺在有机碳矿化培养装置A的广口瓶（5）底部，然后加入量取的培养液A，得到试样测试装置A；其中石英砂的质量与广口瓶（5）容积的比为1g：8~10mL，有机碳矿化培养装置中广口瓶（5）的容积为V₁，培养液和石英砂混合后的体积为V₀；

五、量取与试样测试装置A中石英砂等质量的石英砂平铺在有机碳矿化培养装置B的广口瓶（5）底部，量取与试样测试装置A中培养液A等体积的对照培养液B，加入到有机碳矿化培养装置B的广口瓶（5）中，得到空白测试装置B；其中有机碳矿化培养装置B的广口瓶（5）的容积与有机碳矿化培养装置A的广口瓶（5）的容积相等；

六、将试样测试装置A和空白测试装置B同时放入培养箱中进行培养，按12h/12h设置为白天/夜晚两段，白天温度为25℃、湿度为80%、光照强度为12000Lx，夜晚温度为15℃、湿度为60%、光照强度为0；培养过程中每24h称重试样测试装置A和空白测试装置B，再将橡胶塞（3）打开，完全通气0.5h后，再次称重试样测试装置A和空白测试装置B，并根据与前一次的重量记录的差值向试样测试装置A的广口瓶（5）和空白测试装置B的广口瓶（5）中加入等质量的蒸馏水；

七、培养0.5天、1.0天、2.0天、4.0天、8.0天后，封闭阀门（2）培养2小时，按体积抽取60~70%试样测试装置A的广口瓶（5）和空白测试装置B的广口瓶（5）中气体作为气体样品，采用激光温室气体分析仪测定气体样品中CO₂和CH₄的体积百分含量，按如下公式计算土壤有机碳矿化速率：VCO2=10-6×(XA,CO2-XB,CO2)×(V1-V0)×MCO2×273K22.4×298K×2h,]]>VCH4=10-6×(XA,CH4-XB,CH4)×(V1-V0)×MCH4×273K22.4×298K×2h,]]>V=VCO2+VCH4;]]>其中为CO₂的排放速率，为CH₄的排放速率，v为土壤有机碳矿化速率，为试样测试装置A中CO₂的体积百分含量，为空白测试装置B中CO₂的体积百分含量，为试样测试装置A中CH₄的体积百分含量，为空白测试装置B中CH₄的体积百分含量，为CO₂的分子量，为CH₄的分子量。