实习二 静态碱液吸收法测定土壤呼吸
实习二 静态碱液吸收法测定土壤呼吸
在土壤新陈代谢功能过程中，由于产生大量的二氧化碳，并向大气释放二氧化碳的过程称之土壤呼吸。土壤呼吸包括土壤微生物呼吸、根呼吸和土壤动物呼吸三个生物过程，以及一个非生物过程：即在高温条件下的化学氧化过程。
一、实验目的及意义
土壤呼吸是表征土壤质量和肥力的重要生物学指标，它反映了土壤生物活性和土壤物质代谢的强度。在生态演替过程中，植被的变化通过吸收养分和归还有机物等，以影响土壤的物理、化学和生物学性状，土壤呼吸亦随之变化，指示着生态系统演替的过程与方向。碳循环是地球系统的中心环节，与气候、水分循环、养分循环以及陆地、海洋的光合生产息息相关。正确理解全球碳循环，是了解地球的环境历史及人类的生存环境，以及预测它所操纵的未来的中心构成。
可见，土壤呼吸作用是陆地生态系统中碳素回到大气的主要途径，其微小的变化都会引起大气CO 2浓度的较大变化，所以增加土壤中的碳储量，可以抵消由于人类活动释放到大气中的CO 2。反之，土壤有机碳的释放也可以显著的增加大气中的CO 2浓度，从而加剧全球变化的进程。所以了解土壤呼吸，有助于了解土壤碳变化的速率和趋势，以及全球碳循环的过程，对减缓全球变化十分重要。
通过本试验，希望大家掌握测定土壤呼吸的一种常用、简便的方法——静态碱液吸收法。
二、影响土壤呼吸的因素
温度和湿度主要是通过对土壤微生物代谢和植物根系生长的影响来改变土壤呼吸作用的。许多研究表明，土壤呼吸和温度之间存在明显的相关关系。Q 10值常用来描述温度和土壤呼吸之间的关系，它是指温度升高10℃时，土壤呼吸速率增大的倍数，平均值为2.4。水分一般和温度共同作用于土壤呼吸，产生协同效应。在一定温度范围内，土壤呼吸随着温度和湿度的升高而增高。在水分饱和或渍水或过干的条件下，土壤呼吸速率将被抑制。植被类型、养分状况、有机质含量、土壤的理化性质等在不同的区域有很大的差异，这导致土壤呼吸速率的
时间、空间异质性较大。
三、土壤呼吸的测定方法
从上个世纪开始人们就开始关注土壤呼吸，并探索出测定土壤呼吸速率的不同方法，每种方法都各具有点与局限性。从大的方向讲主要有两种：间接测定法与直接测定法。间接测定法是通过测定其它相关指标来推算呼吸速率，例如：土壤总的新陈代谢、土壤中的三磷酸腺干（ATP ）含量或通过温度和水分对呼吸速率的影响建立回归方程计算等。这种方法具有较大的时空局限性，而且测定结果难以和其它方法进行比较，所以一般较少采用。直接测定法基本可以分为静态气室法、动态气室法和微气象法三种。
1. 静态气室法
静态法是以土壤排放的CO 2，经过一定时间的积累进入到收集容器，再对容器内的CO 2进行定量计算。由此得到单位时间内土壤释放的CO 2量。静态气室法又有静态碱液吸收法和密闭气室法两种。
静态碱液吸收法：在样地内埋入（5-10cm ）直径为16厘米的圆形PVC 管，将桶内的绿色植物齐地剪掉后，放置事先已经注入0.5mol/L的NaOH 溶液5mL 的广口瓶（烧杯），迅速密封以隔绝外界空气中CO 2的干扰，一段时间后取出碱液瓶，迅速封好带回实验室内用0.1mol/L的HCl 滴定分析，可得到该时间内的土壤呼吸速率。
四、实验步骤
1. 选取好样点，将收集装置安装好。
2. 试剂配置：0.5mol/L NaOH，0.1 mol/L的HCl ，0.5mol/L的BaCl 2，酚酞指示剂。
3. 吸取5mL NaOH置于敞口容器中（烧杯或三角瓶），迅速密封，然后将其放入收集容器中，并密封。
4. 放置2小时后将其密封后取回，用0.1 mol/L的HCl 滴定。
5. 计算CO 2排放通量，公式如下：
2t ：为碱液吸收CO 2的时间；CO 2排放通量单位为：mg/h*m；V 桶为桶
的体积； C 为HCl 的浓度；0.0022为换算系数。
五、注意事项
1）样点要随机选取；2）试剂配制要准确；3）加样后立即封闭；4）放入后立即封闭。 （V 标定-V 滴定）*CHCl *V桶*0.0022 V CO2 = t