郑州土壤检测机构：测试土壤微生物呼吸详细的实验方法

　　测试土壤微生物呼吸(即土壤呼吸作用)通常通过测量土壤中微生物分解有机物释放的CO₂量来实现。以下是详细的实验方法：

　　实验原理

　　土壤微生物呼吸是微生物分解有机质时释放CO₂的过程。通过测量单位时间内CO₂的释放量，可以反映土壤微生物的活性及土壤有机质分解速率。

　　实验器材

　　土壤样品(新鲜未灭菌土壤，避免高温或冷冻保存)

　　密闭培养装置(如广口瓶、呼吸室)

　　CO₂吸收剂(如NaOH溶液、碱石灰)

　　滴定装置(酸碱滴定法)或红外CO₂分析仪

　　恒温培养箱(控制温度，如25°C)

　　天平(精度0.01g)

　　烘箱(测定土壤含水量)

　　滤纸、称量皿、移液管等

　　实验步骤

　　1. 土壤样品预处理

　　采集土壤：用土钻取表层土(0-15cm)，去除石块和植物残体，过2mm筛。

　　调节含水量：根据实验需求，将土壤含水量调整至田间持水量的40%-60%(通常加水或风干)。

　　分装：称取等量土壤(如50g鲜土)装入培养容器(如广口瓶)，每组至少3个重复。

　　2. 密闭培养法(碱液吸收法)

　　安装吸收装置：

　　在培养容器中放置一个小烧杯，内装10ml 0.1mol/L NaOH溶液(吸收CO₂)。

　　密封容器，避免漏气(可用凡士林涂抹瓶口)。

　　恒温培养：

　　将容器置于恒温箱(如25°C)中培养24小时。

　　终止反应：

　　取出NaOH烧杯，加入过量BaCl₂溶液沉淀碳酸盐，生成BaCO₃。

　　用酚酞作指示剂，以0.1mol/L HCl滴定剩余NaOH，计算CO₂吸收量。

　　3. 红外CO₂分析法(更精准)

　　使用密闭呼吸室连接红外CO₂分析仪，实时监测CO₂浓度变化。

　　记录初始和结束时的CO₂浓度差值，计算单位时间内CO₂释放速率。

　　数据处理

　　计算CO₂释放量

　　碱液吸收法：

     CO2​(mg)=(V空白​−V样品​)×CHCl​×44×0.5

　　(V为HCl滴定体积，CHCl​为盐酸浓度，44为CO₂摩尔质量，0.5为反应摩尔比)

　　红外分析法：

     CO2​释放速率(mg/kg/h)=土壤干重(kg)×时间(h)ΔCO2​(ppm)×容器体积(L)​

　　标准化结果

　　将结果转换为单位干土重量(需测定土壤含水量)：

    干土重=1+含水量鲜土重​

　　注意事项

　　避免干扰

　　操作时戴手套，减少人体CO₂污染。

　　确保容器绝对密封，防止气体泄漏。

　　控制变量

　　保持恒温、恒湿，避免光照影响微生物活性。

　　若需长期监测，定期补充氧气(间歇性通气)。

　　空白对照

　　设置无土壤的空白组(仅NaOH溶液)，校正环境CO₂干扰。

　　灭菌对照(可选)

　　灭菌土壤作为对照，区分非生物释放的CO₂。

　　应用与意义

　　土壤健康评估：高呼吸速率表明微生物活性强，可能土壤有机质丰富。

　　污染监测：污染物(如重金属)可能抑制微生物呼吸。

　　农业管理：指导施肥或有机质添加策略。

　　示例计算

　　假设滴定空白组用HCl 20ml，样品组用15ml(HCl浓度0.1mol/L)，土壤干重50g，培养24小时：

    CO2​=(20−15)×0.1×44×0.5=11mg

     呼吸速率 = 11mg / 0.05kg / 24h ≈ 9.17 mg/kg/h

来源：网络