[发明专利]一种基于连续过程的沉积物氮循环速率测定方法

说明书

本发明公开了一种基于连续过程的沉积物氮循环速率测定方法，应用于生态环境领域的氮循环过程测定。其具体过程为：称取10等份新鲜沉积物于相应100mL血清瓶；加盖密封后利用真空洗瓶系统将血清瓶顶空气体置换为氦气:氧气比为2:1混合气体；分别添加尿素和去离子水；25^oC恒温培养120小时；分别测定顶空气态氮含量和沉积物活性氮含量；根据处理组和对照组各形态氮含量，利用相应公式计算沉积物反硝化、硝化和氨化过程活性。本发明的优点是：操作简单，减少了传统分步测定方法带来的时间成本；同时基于连续过程，精确测定沉积物氮循环各过程反应速率，并反映了三个连续过程的协同关系，避免底物诱导法测定对沉积物氮循环速率的高估。

技术领域

本发明属于生态环境研究领域，具体涉及一种基于连续过程的沉积物氮循环速率测定方法。

背景技术

氮循环是与水环境质量、大气化学以及初级生产密切相关的生态系统过程，是重要的生态系统功能，关系到生态系统的生产服务。对氮循环及其相关微生物活性的测定被广泛用于表征各生态系统功能及生态系统对外界干扰的适应。目前，传统土壤和沉积物氮循环速率测定是用分步底物诱导法完成的，即以尿素（或氨基酸）、氨态氮和硝酸盐为底物，培养一定时间后测定其反应终产物产量（氨化作用潜力测定NH₄⁺产量、硝化作用测定NO₃^-或者NO₃^-+NO₂^-产量、反硝化作用测定N₂或者N₂+N₂O产量）或底物消失量。或者不添加底物直接培养一定时间后测定各步反应终产物产量或介质原有底物消失量，即环境介质氮循环本底速率测定。传统方法分步测定，可能高估整体沉积物（或土壤）氮循环速率，并且无法体现不同过程的连续性。

发明内容

针对传统氮循环速率分步测定方法存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于连续过程的沉积物氮循环速率测定方法。

本发明方法所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，称取均质的沉积物 鲜样(大约相当于10g干重)装入100mL血清瓶，加盖密封；将封闭血清瓶的顶空气体置换为氦气:氧气比为2:1混合气体，模拟环境大气-水-沉积物体系的氧含量；将10mL尿素溶液(含1mg尿素氮)和10mL去离子水分别注射进入处理组和对照组血清瓶；血清瓶在培 养箱中25℃培养120小时后立即利用气相色谱仪测定血清瓶顶空气体中N₂和N₂O浓度； 然后加入2M的KCl溶液振荡60分钟提取NH₄⁺-N和NO₃^-+NO₂^--N，用流动注射分析仪测 定其浓度；并通过以下三个公式分别计算沉积物的反硝化作用、硝化作用和氨化作用连续反 应速率：

反硝化作用活性(mg N kg^-1dw hr^-1)

＝[(N₂+N₂O)_处理组-(N₂+N₂O)_对照组]/T*DW

硝化作用活性(mg N kg^-1dw hr^-1)