本發(fā)明屬于植物營養(yǎng)和土壤科學研究領域，涉及一種測定土壤對氨基酸吸附能力的裝置及方法。

背景技術：
近二十年的研究結果表明，植物具備吸收分子態(tài)氨基酸的能力，而無需微生物將氨基酸分解為無機氮后再被植物吸收利用。土壤中包含種類多樣且濃度較高的氨基酸，且土壤中有機物質可以在微生物的作用下源源不斷的產生大量的氨基酸。此外，較之于銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等無機氮，氨基酸對作物品質提高具有重要的作用，而對環(huán)境的污染則相對較小。因此，深入研究土壤氨基酸的組成、濃度、遷移、轉化、吸附、解吸等物理化學過程，對植物營養(yǎng)調控及環(huán)境保護均具有重要的意義。然而，研究土壤氨基酸吸附過程仍然存在諸多困難。氨基酸在土壤中分解迅速，一般幾個小時就可被微生物分解利用，而新的氨基酸則不斷經(jīng)蛋白質分解補充進來，土壤中氨基酸的迅速周轉是研究土壤氨基酸吸附的重要障礙。土壤滅菌是解決這類問題的重要方法，然而經(jīng)過高壓滅菌后的土壤理化性質發(fā)生重大變化，難以反映土壤的真實狀況。即使采用高壓滅菌法滅菌后，后續(xù)的一系列研究也很容易感染微生物，難以保證研究的準確度。因此，對土壤物理性質影響較小，又可以盡量避免微生物污染的研究方法是解決此類問題的重要途徑。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種測定土壤對氨基酸吸附能力的裝置，由注射器、第一閥門、第一過濾器、土體柱、鋼絲支撐網(wǎng)、第二閥門、第二過濾器、第四閥門、第三過濾器、真空泵、第五閥門、貯氣罐、燒杯、第六閥門、第七閥門、集液瓶、第三閥門組成；真空泵、貯氣罐、土體柱依次連接，注射器、第一閥門、第一過濾器位于土體柱上部，且注射器、第一閥門、第一過濾器依次連接，第二閥門、第二過濾器位于土體柱下方一側，鋼絲支撐網(wǎng)位于土體柱下部，土體柱下部設有第七閥門，集液瓶位于土體柱下部，真空泵與土體柱連接處設有第三閥門，貯氣罐與土體柱的連接處設有第六閥門，真空泵與貯氣罐12連接處設有第五閥門，真空泵上部設有第四閥門、第三過濾器，燒杯位于貯氣罐內。裝置內氣體可在真空泵、貯氣罐、土體柱內循環(huán)，或經(jīng)第四閥門、第三過濾器排出該裝置。第一過濾器、第二過濾器、第三過濾器內裝有0.22微米醋酸纖維濾膜，以防止外界微生物進入裝置中，鋼絲支撐網(wǎng)(5)上附有一張1-3微米濾紙，燒杯內放置三氯甲烷。本發(fā)明的另一個目的是提供一種測定土壤對氨基酸吸附能力的方法，通過以下步驟實現(xiàn)：(1)裝置準備：將待測土壤自然風干后過2mm篩，取10-50g已過篩土壤加入土體柱中，燒杯內添加5-10ml三氯甲烷后，放置于貯氣罐中，之后將上述部件按圖1連接起來；(2)制備三氯甲烷氣體：關閉第一閥門、第二閥門、第五閥門、第七閥門，打開第四閥門、第六閥門、第三閥門，打開真空泵，抽真空后首先關閉第三閥門、再關閉真空泵，然后關閉第四閥門，待燒杯內三氯甲烷全部轉變?yōu)闅怏w后，打開第二閥門放入少量空氣，以維持裝置內部壓強與外界相同，立即關閉第二閥門，打開第三閥門、第五閥門，保持第四閥門、第六閥門處于打開狀態(tài)；(3)土壤及裝置滅菌：打開真空泵，使三氯甲烷氣體在真空泵、貯氣罐、土體柱中循環(huán)2-6h；(4)土壤去除三氯甲烷：保持真空泵處于打開狀態(tài)，關閉第五閥門、第六閥門，打開第四閥門，對土體柱抽真空后，再抽20min，之后打開第二閥門，再抽5min，之后關閉第三閥門、第六閥門，多次抽氣，使得土壤中殘留的三氯甲烷揮發(fā)干凈；(5)調節(jié)土壤含水量：經(jīng)注射器向土體柱中添加定量純凈水，使土壤含水量達到其最大持水量；(6)添加標記氨基酸：取30-150ml濃度為1200mgN/L，15N豐度為98％的同位素標記氨基酸溶液，經(jīng)注射器1緩慢添加到土體柱中，打開第七閥門，將滲濾液收集到集液瓶中，采用元素分析儀-同位素質譜儀分析滲濾液中氮素含量及同位素豐度，通過比較原始添加的氨基酸濃度與滲濾液中濃度之差，獲得被土壤吸附的氨基酸的數(shù)量，從而評價特定土壤對某一氨基酸的吸附能力。本發(fā)明旨在通過三氯甲烷殺滅土壤及裝置中微生物，三氯甲烷對土壤微生物具有較強的殺滅作用，而對土壤物理性質影響較小，且三氯甲烷可揮發(fā)，可以有效的避免殘留的影響。之后在無菌環(huán)境下，采用添加高濃度且同位素標記的氨基酸溶液來研究特定土壤對某種氨基酸的吸附特性。采用同位素標記的氨基酸，一方面可以在滲濾液中準確區(qū)分哪些氨基酸是添加到土壤中的，哪一部分是土壤中本身存在的，另一方面，同位素質譜準確度高，為數(shù)據(jù)的準確性提供保障。本發(fā)明裝置設計合理，操作簡單，滅菌效果好，準確度高，可以有效地測定土壤對氨基酸的吸附能力。附圖說明圖1是本發(fā)明裝置結構示意圖。具體實施方式本發(fā)明結合附圖和實施例作進一步的說明。實施例1參見圖1，一種測定土壤對氨基酸吸附能力的裝置，由注射器1、第一閥門2、第一過濾器3、土體柱4、鋼絲支撐網(wǎng)5、第二閥門6、第二過濾器7、第四閥門8、第三過濾器9、真空泵10、第五閥門11、貯氣罐12、燒杯13、第六閥門14、第七閥門15、集液瓶16、第三閥門17組成；真空泵10、貯氣罐12、土體柱4依次連接，注射器1、第一閥門2、第一過濾器3位于土體柱4上部，且注射器1、第一閥門2、第一過濾器3依次連接，第二閥門6、第二過濾器7位于土體柱4下方一側，鋼絲支撐網(wǎng)5位于土體柱4下部，土體柱4下部設有第七閥門15，集液瓶16位于土體柱4下部，真空泵10與土體柱4連接處設有第三閥門17，貯氣罐12與土體柱4的連接處設有第六閥門14，真空泵10與貯氣罐12連接處設有第五閥門11，真空泵10上部設有第四閥門8、第三過濾器9，燒杯13位于貯氣罐12內，裝置內氣體可在真空泵10、貯氣罐12、土體柱4內循環(huán)，也可經(jīng)第四閥門8、第三過濾器9排出該裝置；第一過濾器3、第二過濾器7、第三過濾器9內裝有0.22微米醋酸纖維濾膜，以防止外界微生物進入裝置中，鋼絲支撐網(wǎng)(5)上附有一張1-3微米濾紙，燒杯13內放置三氯甲烷。使用該裝置進行測定土壤對氨基酸吸附能力的方法，通過以下步驟實現(xiàn)：(1)裝置準備：將待測土壤自然風干后過2mm篩，取10-50g已過篩土壤加入土體柱4中，燒杯13內添加5-10ml三氯甲烷后，放置于貯氣罐12中，之后將上述裝置按圖1連接起來；(2)制備三氯甲烷氣體：關閉第一閥門2、第二閥門6、第五閥門11、第七閥門15，打開第四閥門8、第六閥門14、第三閥門17，打開真空泵10，抽真空后首先關閉第三閥門17、再關閉真空泵10，然后關閉第四閥門8，待燒杯13內三氯甲烷全部轉變?yōu)闅怏w后，打開第二閥門6放入少量空氣，以維持裝置內部壓強與外界相同，立即關閉第二閥門6，打開第三閥門17、第五閥門11，保持第四閥門8、第六閥門14處于打開狀態(tài)；(3)土壤及裝置滅菌：打開真空泵10，使三氯甲烷氣體在真空泵10、貯氣罐12、土體柱4中循環(huán)2-6h；(4)土壤去除三氯甲烷：保持真空泵10處于打開狀態(tài)，關閉第五閥門11、第六閥門14，打開第四閥門8，對土體柱4抽真空后，再抽20min，之后打開第二閥門6，再抽5min，之后關閉第三閥門17、第六閥門14，多次抽氣，使得土壤中殘留的三氯甲烷揮發(fā)干凈；(5)調節(jié)土壤含水量：經(jīng)注射器1向土體柱4中添加定量純凈水，使土壤含水量達到其最大持水量；(6)添加標記氨基酸：取30-150ml濃度為1200mgN/L，15N豐度為98％的同位素標記氨基酸溶液，經(jīng)注射器1緩慢添加到土體柱4中，打開第七閥門15，將滲濾液收集到集液瓶16中，采用元素分析儀-同位素質譜儀分析滲濾液中氮素含量及同位素豐度，通過比較原始添加的氨基酸濃度與滲濾液中濃度之差，就可以得知被土壤吸附的氨基酸的數(shù)量，從而評價特定土壤對某一氨基酸的吸附能力。實施例2(1)裝置準備：將紫金港西區(qū)濕地土壤自然風干后過2mm篩，取50g已過篩土壤加入土體柱4中，燒杯13內添加5ml三氯甲烷后，放置于貯氣罐12中，之后將上述裝置按圖1連接起來；(2)制備三氯甲烷氣體：關閉第一閥門2、第二閥門6、第五閥門11、第七閥門15，打開第四閥門8、第六閥門14、第三閥門17，打開真空泵10，抽真空后首先關閉第三閥門17、再關閉真空泵10，然后關閉第四閥門8，待燒杯13內三氯甲烷全部轉變?yōu)闅怏w后，打開第二閥門6放入少量空氣，以維持裝置內部壓強與外界相同，立即關閉第二閥門6，打開第三閥門17、第五閥門11，保持第四閥門8、第六閥門14處于打開狀態(tài)；(3)土壤及裝置滅菌：打開真空泵10，使三氯甲烷氣體在真空泵10、貯氣罐12、土體柱4中循環(huán)4h；4)土壤去除三氯甲烷：保持真空泵10處于打開狀態(tài)，關閉第五閥門11、第六閥門14，打開第四閥門8，對土體柱4抽真空后，再抽20min，之后打開第二閥門6，再抽5min，之后關閉第三閥門17、第六閥門14，多次抽氣，使得土壤中殘留的三氯甲烷揮發(fā)干凈，在無菌操作臺上取0.01g土體柱4中土壤，采用牛肉膏蛋白胨檢測是否染菌；(5)調節(jié)土壤含水量：經(jīng)注射器1向土體柱4中添加39.5ml純凈水，使土壤含水量達到其最大持水量；(6)添加標記氨基酸：取150ml濃度為1200mgN/L，15N豐度為98％的同位素標記甘氨酸溶液，經(jīng)注射器1緩慢添加到土體柱4中，打開第七閥門15，將滲濾液收集到集液瓶16中，采用元素分析儀-同位素質譜儀分析滲濾液中氮素含量及同位素豐度，通過比較原始添加的氨基酸濃度與滲濾液中濃度之差，就可以得知被土壤吸附的氨基酸的數(shù)量，從而評價特定土壤對某一氨基酸的吸附能力。實施例3(1)裝置準備：將紫金港西區(qū)濕地土壤自然風干后過2mm篩，取50g已過篩土壤加入土體柱4中，燒杯13內添加5ml三氯甲烷后，放置于貯氣罐12中，之后將上述裝置按圖1連接起來；(2)制備三氯甲烷氣體：關閉第一閥門2、第二...