澳作BaPS土壤氮循環監測系統

澳作BaPS土壤氮循環監測系統
型號:BaPS
品牌:澳作
原產地:德國
類別:電子、電力 / 儀器、儀表 / 其他儀器、儀表
標籤︰BaPS , 碳氮轉化 , 北京澳作
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產品描述

 BaPS土壤氮循環監測系統
BaPS採用氣壓過程分離方法來檢測土壤中微生物的主要的碳、氮元素的轉化反應。該系統通過測量硝化和反硝化的總轉化率來檢測和分析土壤中N素的轉化過程,可以在24小時之內得到結果。主要應用領域有硝酸鹽的釋放;氮的轉化;氮肥利用率的研究;微生物氮轉化過程中參數的確定及土壤呼吸研究。

BAPS工作原理圖

 
原理

 

在密封、充氣、有壓力的恆溫系統中放進土柱,土壤呼吸、硝化和反硝化這些微生物的活動會影響系統壓力的改變。硝化反應使得系統里的壓力降低,反硝化使系統里壓力增加,保持頂部空間里的氣態CO2濃度和液相CO2濃度動態平衡(ΔCO2aq/Δt)。監測土壤上部空間氣體中的CO2和O2濃度以及氣體壓力的變化,綜合上部空間中氣體壓力、CO2和O2濃度的變化,就可以得到反硝化產生的NxOy(NxOy=N2,N2O和NO)氣體的質量。

壓力容器

 
CH2O + O2,res-> CO2,res + H2O

 

NH4+ + 2O2N,it -> NO3- + H2O + 2H+
5CH2O + 4NO3- + 4H+ ®5CO2,den+ 7H2O + 2NxOy
組成
氧化鋁材質牢固且質量輕,可避免因為體積改變而造成的誤讀;同時材料具有良好的導熱性,可以使得系統內能夠迅速得到期望的反應溫度,尺寸:直徑220毫米,高100毫米。
u         

傳感頭

 
氧氣傳感器,雙紅外線二氧化碳傳感器

 

u          檢測系統絕對壓力的抗壓傳感器
u          精確度在±0.2K的2個溫度傳感器(頂部空間和土壤)
u          系統通過一個RS232連續的接口來讀取檢測數據。這樣就可以不需要任何額外的軟件而系統和各種類型的計算機連接。
帶接口電纜的視窗軟件
BaPS通過軟件來設置和操作,這些軟件可以進行所有的計算並控制反應。最主要的是可以獲取最精確的數據,而且界面友好。該軟件適用於WIN95、WIN98和WINNT,還提供了詳細的在線幫助,操作起來可以更直觀。記錄數據可以存放在表格和圖表中。操作過程的簡單使得學生使用和培訓工作極為簡便。通過輸入參數來設置有關的控制任務和配置。程序本身提供了默認參數值,這些數據是可以改變的。BaPS操作簡單,不需要任何軟件專業的背景,就是在進行一些特殊的應用和任務時也很容易修改參數。
技術指標
傳感器
測量範圍
測量精度
二氧化碳
0 -. 3 vol%

軟件視窗

 
±2%

 

氧氣
0 -. 25 vol%
±1%
壓強
800 -- 1200 hPa
±0,1%
溫度
-30 -- 70℃
0℃時為0.1℃
 
產地德國
典型應用
BAPS在熱帶雨林中土壤硝化速率研究中的應用

土壤速率與N轉化率關係

 
Lutz Breuer運用BAPS在典型熱帶雨林區研究土壤溫度和水分對土壤硝化速率的影響。在不同的季節,他利用BAPS系統對澳大利亞的阿瑟頓高原三個典型的熱帶雨林區土壤進行分析。試驗結果表明:總硝化速率與土壤溫度成正相關關係,與充滿水的孔隙多少成反比關係(通過模擬降雨);三個典型區域都表現出同樣的規律:硝化速率在不同的季節有顯著的差異性,在乾燥季節總硝化速率最低,在乾燥季節向雨季過渡時期的總硝化速率最高,在其中兩個地區發現在C/N變化範圍較窄的區域及C含量較高的礦物土壤中,硝化活動較為活躍;而在C/N變化範圍較大及C含量較低的礦物土壤中,硝化活動較弱;總硝化速率正比與NO2散髮速度,表明瞭硝化作用在NO2產生與散髮速度調節過程中起到了關鍵作用。

 

BAPS在土壤呼吸研究中的應用
Christoph Mu¨ ller用BAPS 和N15稀釋法來確定原始草原同一土壤樣品的硝化速率。利用BAPS技術可以將參與硝化的氧氣和土壤有機質呼吸的氧氣分開計算,通過BAPS技術計算最敏感的參數是有機質呼吸量,通過這種方式得出的數值考慮到受到硝化和反硝化作用影響而被修正,對不同的呼吸做了不同標識。試驗結果表明:土壤培養試驗中,6-10%的氧氣在硝化作用過程中被消耗;利用 BAPS在不同的土壤溫度和水分條件下對同一土樣進行測量,結果顯示高達49%的氧氣在硝化過程被硝化;通過BaPS–N15聯合技術測量出的土壤有機質呼吸量同以往的研究資料非常接近。而且,測量值也表明瞭有機質的分解特性和化學特性。
1、     Sun G., Wu N., Luo P. (2005) . Soil N Pools and Transformation Rates Under Different Land Uses in a Subalpine Forest-Grassland Ecotone. PEDOSPHERE, 2005 Vol.15 No.1 P.52-58
[1]     A. Stanossek (2005). Ermittlung des Einfluss von Temperatur und Wassergehalt auf die Lachgas (N2O)-Emission, die aktuelle Nitrifikation und Denitrifikation eines sandigen Lehmbodens zur Parametrisierung des Stickstoff (N)-Simulationsmodells „ “. Diplomarbeit, Fachhochschule Eberswalde
[2]     劉巧輝、黃耀、鄭循華. 基於BaPS系統的旱地土壤呼吸作用及其分量確定探討. 環境科學學報. 2005(8)
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最後上線︰2012/12/21