结果表明,与对照处理相比,PBAT-D,LDPE-D和LDPE-Mi在花期和成熟期显著抑制了Rs通量(p < 0.05)。PBAT-D处理的SOC含量在花期和成熟期均显著增加,LDPE-Mi处理的SOC含量在成熟期显著增加,而LDPE-D处理的SOC含量在花期显著降低。在PBAT-D处理下,这两个时期的POC升高而DOC和MAOC均降低。在LDPE-D处理下,这两个时期的MBC、DOC和EOC显著降低而POC显著升高。在LDPE-Mi处理下,成熟期的MBC和DOC显著降低,而花期的EOC和MAOC降低但POC在这一时期显著增加。对于土壤碳源酶活性,在花期未见其明显被抑制,但在成熟期这三种处理均显著被抑制。结果表明,PBAT-D处理有利于土壤固碳,可能潜在的改变土壤碳库和土壤碳排放。本研究的关键意义在于探讨不同形式的塑料污染对土壤碳动态的总体影响,为今后控制农田塑料污染提供依据。
文章中通过使用PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统在温度范围(25±0.5℃)内测量累积Rs通量。简单地说,在25℃恒温培养箱中预培养60 g新鲜土壤7天,在这之后的第1、3、7、14、21和28天(D1、D3、D7、D14、D21和D28)测量Rs通量。在测量后期Rs通量变得很低,因此我们测量直到第28的Rs通量是为了探索所有处理下Rs的最大累积释放量。预培养的目的是恢复土壤在采样时的活力。在整个培育和测定期间喷洒蒸馏水,保持土壤含水率与取样阶段一致,土壤含水率是事先用烘箱干燥法测量的。之后采用线插法计算28天测量期内未测的Rs通量,并计算累计第1到28天的累积Rs通量。
总之,结果表明,无论塑料形状或聚合物类型如何,在花期和成熟期,第28天的累积Rs通量随塑料污染水平呈非单调变化。Rs通量通常在塑料浓度从0%开始增加时开始下降,然后在0.2%-0.5%左右达到拐点,并随着塑料浓度的进一步增加而增加。在所有情况下,除了花期的LDPE-D和LDPE-Mi处理外,0%浓度处理均在第28天时的累积Rs通量最高。
图 1 不同时期和处理下的累积呼吸通量 (a: 花期PBAT-D处理累积Rs通量;b: 成熟期PBAT-D处理累积Rs通量;c: 花期LDPE-D处理累积Rs通量;d: 成熟期LDPE-D处理累积Rs通量;e:花期LDPE-Mi处理累积Rs通量;f: 成熟期LDPE-Mi处理累积Rs通量。误差棒表示标准差)。
原文链接:
Liu M , Yu Y , Liu Y ,et al.Effects of polyethylene and poly (butyleneadipate-co-terephthalate) contamination on soil respiration and carbon sequestration[J].Environmental Pollution, 2025, 364.DOI:10.1016/j.envpol.2024.125315.
截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达32篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——
数据来源:https://sci.justscience.cn/
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为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。
土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。
以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。
可设定恒温或变温培养模式;
温度控制波动优于±0.05℃;
平均升降温速率不小于1°C/min;
307mL样品瓶,25位样品盘;
一体化设计,内置 CO2 H2O 模块;
可外接高精度浓度或同位素分析仪。
为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。
加强版来了!PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统
1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。
2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。
3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。
除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。
PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。
4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。
5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。
6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。
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普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含定位观测站、车载走航、低空无人机搭载的监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。
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