[发明专利]一种室内土壤微生物呼吸连续测定装置

说明书

技术领域：

本发明涉及农业机械领域，具体提供了一种室内土壤微生物呼吸自动、连续测定装置。

背景技术：

土壤碳贮存与碳循环是当前国内外生态学、土壤学、环境科学等领域的研究热点；土壤微生物呼吸(培养实验也称为碳矿化)的研究对于揭示土壤有机质分解与周转、土壤碳源汇功能等具有重要作用。近年来，全球变化研究受到热捧，使土壤呼吸及其相关领域的研究工作受到世界各国科研工作者的广泛重视。

土壤室内培养实验(Incubation experiment)可精确控制各种实验因素，如温度、水分、底物添加等，与野外受控实验相比更有利于深入揭示土壤微生物呼吸及其调控机理，受到广大科研人员的高度重视。土壤微生物呼吸(或碳矿化)的传统研究更多是采用碱液吸收法和气相色谱法。前者成本低廉，但测试结果的精度和准确度均不高；后者分析精度高，但由于耗时、耗力且分析成本高，很难实现大规模测试。总之，受分析仪器的限制，土壤微生物呼吸速率的实验室测定一直受到限制，此类培养实验很难大规模进行。

近年来，红外线CO₂分析仪测试土壤微生物呼吸的方法，因其精度较高受到了国内外科研人员的青睐。但是，目前科研人员主要采用单通道或手动方式来完成相关的测试工作，多通道、自动切换的土壤微生物呼吸的快速、连续测定装置并未得到开发和研制，使分析测试工作无法大量进行，未从根本上解决土壤微生物呼吸(土壤碳矿化)测试工作的限制因素。有鉴于此，本专利重点开发和研制的多通道、自动切换的土壤微生物呼吸测定系统，为科研人员提供一整套准确、高速的连续测试系统，满足大批量测试样品的分析需求。

发明内容：

为了满足土壤碳循环和土壤微生物等相关领域的研究需求，本发明提供了一种室内土壤微生物呼吸自动、连续测定装置。

该装置可根据实验需求调节装置内开始测定时的CO₂浓度(最大程度地模拟自然状态下大气CO₂浓度，降低传统培养实验测试时环境CO₂浓度对土壤微生物呼吸的促进或抑制效应)，通过程序设计完成不同测试样品间的自动切换，从而实现对室内实验样品土壤微生物呼吸的连续或重复测定。

本发明提供如下技术方案：

室内土壤微生物呼吸连续测定装置包括恒温培养系统、CO₂起始浓度控制及气体采样系统和CO₂浓度分析仪(如图1所示)。

具体包括：

1)恒温培养系统，包括恒温箱11和多个培养瓶12；

2)CO₂起始浓度控制及气体采样系统，包括精密流量计21、碱石灰吸收管22、三通电磁阀32和33、数据采集器35、继电器36、进气管道13、回气管道14、气体过滤器15、旁路气泵16、压力调节阀17、多通道电磁阀31和34、气体过滤器18、以及控制线路；

3)CO₂浓度分析仪41，可以为高精密红外CO₂分析仪或其它类似的CO₂浓度快速分析仪。

如上所述装置中，通过数据采集器35和继电器36来控制多通道电磁阀31和34来实现不同进气或回气管路间的切换(即实现不同测试样品间的测试)；随后，测试气体经过气体过滤器15、精密流量计21、旁路气泵16、压力调节阀17、CO₂浓度分析仪41、气体过滤器18，从而完成整个闭路气体通道(图1)。

恒温箱可提供实验需要的理想温度；气体过滤器15和18主要是对闭路循环管道内的气体进行过滤，既可维持气体通道畅通，又降低了气体杂质对分析测试结果的影响。