一种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测定土壤呼吸的实验装置技术领域，特别是涉及一种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置。
【背景技术】
[0002]大气二氧化碳浓度升高会直接导致大气吸收太阳的长波辐射的增加，引起全球性的气温上升，使气候激烈波动。有关研究机构预计，大气二氧化碳浓度上升I倍使全球增温2?4 °C，极地增温尤盛。极地永冻冰层的快速融化，使海平面在100?200年的时间里上升5m，大大减少陆地面积，威胁着人类与陆地生物的居住安全。因此，全球气候变暖是目前全球环境变化研究中的一个热点问题。
[0003]土壤呼吸是陆地生态系统碳素循环的主要环节，已成为向大气释放CO2最大的源，土壤贮存的碳高达1.394X1018g，流通量每年达68±4X1015g，它的很小变化都会引起大气CO2浓度的很大改变。森林土壤碳是全球碳库的重要组成部分，也是人类活动影响大气0)2浓度升高的关键生态过程。
[0004]从上个世纪初开始，人们就一直关注着土壤呼吸，随之而来的是寻找某种合适的方法来测定土壤呼吸的速率。
[0005]根据土壤培养处理方式的不同，将测定土壤呼吸的方法分为野外测定和室内培养测定。野外测定就在野外土壤表面直接进行测量，多采用大型仪器;室内培养测定主要是按照一定的取土方法将新鲜土样带回实验室进行培养，采用不同方法进行测定。
[0006]上述土壤呼吸的测定方法，又分为土壤呼吸直接测定法和间接测定法。土壤呼吸直接测定方法分为三大类，分别是静态气室法、动态气室法和微气象法。
[0007]静态气室法是测定一定时间内，密闭气室内土壤呼吸产生的CO2量，通过两种方法测定，一种是用气相色谱分析仪、红外分析仪测定一定时间前后抽取出气体的CO2浓度差，也称为密闭气室法;另一种是用碱滴定法或碱称重法吸收并计算CO2排放量，可称为静态碱液吸收法。动态气室法，对气室内C02浓度进行连续测定，一种是在密闭气室中，用红外气体分析仪直接测定，另一种是通过流通气体，用红外气体分析仪或者碱液测定CO2随时间的变化。微气象法，依据气象学原理测定地表气体排放通量。
[0008]除了要测定土壤呼吸，还要进行干湿交替的水分控制与土壤长时间培养，测定方法与盛土装置之间需要组装起来。红外气体分析仪搭配测量容器上部空气浓度，但在土壤培养装置中，CO2气体质量分数较重，位于装置下部，但测定时如不进行晃动，气体不混匀，测定值就会偏低，且仪器较昂贵。
[0009]若是便携式气体分析仪与LI6400便携式光合作用测定仪则需要考虑在气密性的装置中形成回路。气相色谱分析仪测定抽取出来的气体，但是单个样本的测定价钱较昂贵，不适于样本数量大的室内模拟实验。现有碱液吸收法多搭配在盛土装置内放置小烧杯，再对盛土容器进行密封，但是其密封必须是可拆开并再次组装的，因为碱液吸收有一定的上限，一般在一定时间内取出，进行滴定，滴定得出吸收的0)2量，碱液也只能吸收一次然后进行滴定，再放入新的碱液。或采用管道或吸收瓶进行碱液吸收法，若同一管道或吸收瓶测定，测定的样本数量有限，材料准备时间长，测量时间也长，气密性不能保证，测量值可能不准确;若给每个样本安装该管道或吸收瓶，恒温培养箱所需要的空间又很大。碱液称重法主要对天平的称量范围和精读有要求，每次称量前也要对容器外部擦净，操作繁琐。
【实用新型内容】
[0010]为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置。所述实验装置在室内模拟干湿交替响应下，能准确多次测定指定时间内的土壤呼吸值。所述实验装置解决了现有技术中检测装置昂贵、占用空间大，组装不便的问题。
[0011 ]本实用新型所述实验装置是通过以下技术方案来实现的:
[0012]—种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置，包括设置于温度控制系统中、用于盛放土壤样本的广口瓶，与所述广口瓶匹配的带孔橡胶塞，及设置于带孔橡胶塞的孔内的玻璃管，且玻璃管的顶端和底端分别设置于带孔橡胶塞的两侧，玻璃管的顶端套设有乳胶管，乳胶管的顶端采用止水夹封堵使广口瓶形成一个密封的空间；
[0013]所述实验装置还包括针管，用于盛放待测液体的烧杯，用于酸碱滴定的滴定台及设置于滴定台上的滴定管，以及用于向敞口的广口瓶通气的风扇，用于称量的天平及用于向广口瓶中滴入液体的胶头滴管；
[0014]其中，针管的针头插入乳胶管的侧壁抽取广口瓶中的气体，并将抽取的气体注入盛放待测液体的烧杯中，以及将用于盛放待测液体的三角瓶放在滴定台上通过滴定管进行滴定;打开带孔橡胶塞通过风扇进行通气，将通气后的广口瓶放置于天平上，并采用胶头滴管向广口瓶中加入蒸馏水后盖紧带孔橡胶塞，将所述广口瓶放入温度控制系统中继续培养。
[0015]所述的技术方案优选为，所述温度控制系统为恒温光照培养箱。
[0016]所述的技术方案优选为，所述乳胶管的内径小于玻璃管的外径。
[0017]所述的技术方案优选为，所述广口瓶中设有干燥剂包。
[0018]进一步地，所述干燥剂包采用变色硅胶制成。从广口瓶取出的干燥剂包在110°C烘干2h后能重新循环使用。
[0019]所述的技术方案优选为，所述干燥剂包通过连接绳悬空设置于广口瓶内。
[0020]—种室内模拟干湿交替响应下测定土壤呼吸的实验装置，包括设置于温度控制系统中、用于盛放土壤样本的广口瓶，与所述广口瓶匹配的带孔橡胶塞，带孔橡胶塞上至少设有两个孔、且每个孔内设有与其匹配的玻璃管，玻璃管的顶端和底端分别设置于带孔橡胶塞的两侧，且两个玻璃管的顶端均设有乳胶管，乳胶管的顶端采用止水夹封堵，使广口瓶形成一个密封的空间；
[0021]所述实验装置还包括用于检测广口瓶内气体浓度的便携式气体分析仪，便携式气体分析仪的两侧分别设有入气口、出气口，所述入气口通过管道与一个玻璃管顶端的乳胶管连通，所述出气口与另一个玻璃管顶端的乳胶管连通。
[0022]所述的技术方案优选为，所述便携式气体分析仪采用LI6400便携式光合作用测定仪或GEM5000便携式沼气分析仪。
[0023]本实用新型所述的LI6400便携式光合作用测定仪采用OPEN软件测定，并将记录的二氧化碳气体的浓度数据导入电脑中；而所述的GEM5000便携式沼气分析仪则是在测定过程中分析仪上显示二氧化碳气体含量的数值。
[0024]与现有技术相比，本实用新型所述实验装置的优越效果在于:
[0025](I)通过所述实验装置能实现不同实验设计中长期、连续、定时的测定指定时间内土壤的呼吸值；
[0026](2)通过所述实验装置能满足数量较大的样本测定。室内模拟实验往往会根据实验目的，设计不同的实验组，为了保证实验的科学性，需要设计空白对照组与多个重复样；需要测定土壤呼吸值的数量就相应增加。所述土壤呼吸测定时，本实用新型所述实验装置能满足样本数量多且测定时间短、准确的要求。
[0027](3)通过所述实验装置能满足土壤培养装置气密性要求和能实现换气、快速恢复气密性的要求，以及准确测定指定时段内土壤呼吸产生的二氧化碳气体量。
[0028](4)通过所述实验装置减少了从开始测量到下一次密封完毕以及土壤培养的中间步骤，进一步提高了检测的准确性。
[0029](5)所述的实验装置结构简单，操作方便，制造成本低，能在普通实验室操作。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型所述实验装置的广口瓶放置于温度控制系统中的结构示意图；
[0031]图2为从所述实验装置的广口瓶中抽取气体的示意图；
[0032]图3为向所述实验装置内的待测液体