一種測定土壤氨基酸供應(yīng)能力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土壤科學(xué)領(lǐng)域，涉及土壤游離氨基酸分離裝置，尤其涉及一種測定土壤氨基酸供應(yīng)能力的裝置及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤中包含多種含氮化合物，如小分子的氨基酸、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮，大分子物質(zhì)如多肽及蛋白質(zhì)，且無機氮與有機氮、大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)存在著復(fù)雜的動態(tài)轉(zhuǎn)化。隨著研究的深入，越來越多的研究表明植物具有吸收土壤中有機氮尤其是氨基酸的能力(2013，曹小闖)，土壤有機氮無需轉(zhuǎn)化為無機氮就可以作為植物生長的重要氮源。然而，之前的研究主要集中于土壤無機氮的研究，對土壤有機氮尤其是氨基酸的種類、含量、對植物的生物有效性、影響其生物有效性的生態(tài)環(huán)境因子等研究相對缺乏。
[0003]土壤溶液是指含有多種植物生長利用有效成分的土壤水溶液，其與土壤顆粒、植物根系之間相互作用，是影響植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的重要因素。因此研究土壤溶液的成分、可溶性有機物質(zhì)的含量對生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)具有重要的意義。在有機氮的研究中，根據(jù)土壤溶液提取方法的不同可以分為溶解性有機氮(DON)和提取態(tài)有機氮(Ε0Ν)。EON是指能被水、鹽溶液(1((:1、1(2504、0&(:12等)或者電超濾法提取出來的有機氮，由于震蕩、離心、過濾等過程改變了土壤的原始結(jié)構(gòu)，影響了土壤顆粒與溶液的的交換吸附，難以反映土壤溶液的真實情況。DON指原位土壤溶液或自然淋洗液中的有機氮，多采用真空杯法或者超速離心提取土壤孔隙溶液。DON能夠更好地反映土壤溶液的氮素狀況，但現(xiàn)在所采用的方法對同一土壤只采集測定一次，采集后土壤受到離心作用后質(zhì)地改變。為更好地表征土壤氨基酸的潛在供應(yīng)能力，定量評價土壤氨基酸的通量，應(yīng)在培養(yǎng)條件下多次長時間測定土壤溶液中氨基酸的含量，研究氨基酸的動態(tài)變化，確定不同土壤蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨基酸、氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機氮的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測定土壤氨基酸供應(yīng)能力的裝置，采用該裝置及方法可以長時間的培養(yǎng)土壤，且可以在盡可能減少擾動土壤的前提下，多次測定土壤溶液中氨基酸的含量，根據(jù)氨基酸的變化規(guī)律評價土壤氨基酸的供應(yīng)能力。
[0005]本實用新型測定土壤氨基酸供應(yīng)能力的裝置，包括閥門、第一漏斗、土壤樣品管、進氣管、托盤、第二漏斗、空氣過濾器、圓底燒瓶、真空栗、支撐架、固定圈，第一漏斗倒扣于土壤樣品管上部，土壤樣品管下部連接第二漏斗，托盤固定于土壤樣品管底部，托盤上連接諸多根進氣管，托盤除與進氣管連接處通氣外，其他位置均密封，第二漏斗連接一空氣過濾器，空氣過濾器下部連接一圓底燒瓶，圓底燒瓶左上部連接真空栗，支撐架通過固定圈固定土壤樣品管。
[0006]托盤除與進氣管連接處通氣外，其他位置均密封，進氣管材質(zhì)為聚乙烯，管壁及上部密集分布著0.1mm的微孔，在外側(cè)管壁及上部包裹一層醋酸纖維濾膜，孔徑為0.45微米，空氣過濾器內(nèi)置兩層孔徑為0.22微米的醋酸纖維濾膜。
[0007]本實用新型提供的裝置可在測定土壤游離氨基酸通量中應(yīng)用，通過以下步驟實現(xiàn):
[0008](I)確定待測定樣品的最大持水量，具體步驟如下:在環(huán)刀取土器底端放大小合適濾紙2張，用紗布包好后用橡皮筋扎好，將采集后過2-4mm篩的土壤加入到環(huán)刀取土器中，稍稍壓實，將裝滿土壤的環(huán)刀取土器放在玻璃皿中，玻璃皿中事先放2?3層濾紙，用滴管不斷地滴加水于濾紙上，使濾紙經(jīng)常保持濕潤狀態(tài)，至水份沿毛管上升而全部充滿達到恒重為止，取出環(huán)刀取土器，去掉濾紙，取出一部分土壤放入已知重量的鋁盒內(nèi)稱重，放入105°C?110Γ烘箱中，烘至恒重，取出稱重，計算得到某一土壤樣品的最大持水量，因后續(xù)測定氨基酸通量的需要，該方法測定的最大持水量與田間持水量存在較大的差異；
[0009](2)取下閥門、第一漏斗、土壤樣品管、進氣管、托盤、第二漏斗稱重，先在托盤上連接進氣管，再將托盤固定于土壤樣品管底部，稱取土壤樣品，裝入土壤樣品管中至4/5高度，緩慢的向土壤中加入純凈水至上述計算的最大持水量，將第二漏斗、第一漏斗與土壤樣品管連接，第二漏斗底部連接空氣過濾器，空氣過濾器下連接一圓底燒瓶，在連接前在圓底燒瓶中添加0.1-1ml 10mM的氨芐青霉素溶液，以防止采集到圓底燒瓶的土壤溶液中有機物質(zhì)尤其是氨基酸被微生物分解；
[0010](3 )關(guān)閉閥門，將該裝置放置于室溫恒定25 °C的黑暗環(huán)境下，將土壤在最大持水量條件下恒溫培養(yǎng)24h，關(guān)閉閥門，可以防止土壤中水分蒸發(fā)，而第一漏斗中貯存的氧氣足夠土壤在24h內(nèi)的呼吸作用；
[0011](4)培養(yǎng)24h后，打開閥門，打開真空栗，將土壤溶液抽濾到圓底燒瓶中，采集完成后，迅速將圓底燒瓶中液體放置于4°C冰箱中，測定提取的溶液體積，記為Al，盡快檢測溶液中氨基酸濃度，濃度記為Cl，氨基酸含量采用茚三酮比色法測定；
[0012](5)培養(yǎng)10-20天，每天重復(fù)步驟2-4，測定提取土壤溶液體積，分別記為A2，A3……A10-A20，氨基酸濃度分別記為C2，C3……C10-C20，待土壤溶液中氨基酸的含量(濃度*體積)趨于穩(wěn)定，以此段時間氨基酸的總提取量來測定土壤氨基酸的供應(yīng)能力，計算公式為:土壤氨基酸的供應(yīng)能力=第一次培養(yǎng)后提取的土壤溶液的量Al*溶液氨基酸濃度Cl+第二次培養(yǎng)后提取的土壤溶液的量A2*溶液氨基酸濃度C2+……+第10-20次培養(yǎng)后提取的土壤溶液的量A10-20*溶液氨基酸濃度C10-20。
[0013]本實用新型操作簡便，通氣管的設(shè)置可以使上下層土壤受力均勻，減少提取土壤溶液后對土壤樣品理化性狀的改變，采用0.45微米濾膜過濾后可以提取小分子有機氮，尤其是氨基酸，而將大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多肽等物質(zhì)留存在土壤中，通過長時間持續(xù)測定土壤溶液中氨基酸的含量，就可以綜合評價土壤氨基酸的潛在通量，對研究及科學(xué)評價自然土壤中氨基酸的生物有效性提供理論基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是蕭山土壤培養(yǎng)后氨基酸濃度。
[0016]圖3是仙居土壤培養(yǎng)后氨基酸濃度。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型結(jié)合附圖和實施例作進一步的說明。
[0018]實施例一
[0019]參見圖1，本實用新型提供的一種測定土壤氨基酸供應(yīng)能力的裝置，包括閥門1、第一漏斗2、土壤樣品管3、進氣管4、托盤5、第二漏斗6、空氣過濾器7、圓底燒瓶8、真空栗9、支撐架10、固定圈11，第一漏斗I倒扣于土壤樣品管3上部，土壤樣品管3下部連接第二漏斗6，托盤5固定于土壤樣品管3底部，托盤5上連接諸多根進氣管4，托盤5除與進氣管4連接處通氣外，其他位置均密封，第二漏斗6連接空氣過濾器7，空氣過濾器7下部連接一圓底燒瓶8，圓底燒瓶8左上部連接真空栗9，支撐架10通過固定圈11固定土壤樣品管3。
[0020]進氣管4材質(zhì)為聚乙烯，管壁及上部密集分布著0.1mm的微孔，在外側(cè)管壁及上部包裹一層醋酸纖維濾膜，孔徑為0.45微米?？諝膺^濾器7內(nèi)置兩層孔徑為0.22微米的醋酸纖維濾膜。
[0021]實施例二
[0022]1.采集位于蕭山近海沖積平原的具有悠久水稻種植歷史的粉砂壤土，稍微晾干后(不同于風(fēng)干，含水量大于風(fēng)干土)過4mm篩，在環(huán)刀取土器底端放大小合適濾紙2張，用紗布包好后用橡皮筋扎好，將過4mm篩的土壤加入到環(huán)刀取土器中，稍稍壓實，將裝滿土壤的環(huán)刀取土器放在玻璃皿中，玻璃皿中事先放2?3層濾紙，用滴管不斷地滴加水于濾紙上，使濾紙經(jīng)常保持濕潤狀態(tài)，至水份沿毛管上升而全部充滿達到恒重為止，取出環(huán)刀取土器，