本發(fā)明涉及生物地球化學(xué)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種根際區(qū)土壤纖維素分解作用的測(cè)定方法。

背景技術(shù)：

土壤纖維素分解作用（Cellulose decomposition）是生物地球化學(xué)碳（C）素循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，在土壤纖維素分解性微生物的作用下，土壤中的纖維素生成CO₂和H₂O與醇和有機(jī)酸的過程。對(duì)纖維素分解作用強(qiáng)度的直接影響著土壤的熟化進(jìn)程和有機(jī)質(zhì)的輸入，表征著土壤微生物活性及土壤肥力的指標(biāo)之一，對(duì)認(rèn)識(shí)土壤的生態(tài)化學(xué)過程尤其是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程的認(rèn)識(shí)具有重要的作用。

土壤微生物作為纖維素分解作用強(qiáng)度的主要參與者，在根際區(qū)土壤纖維素分解性微生物活性具有獨(dú)特的特性，因而根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的測(cè)定方法的確定，對(duì)于認(rèn)識(shí)根際區(qū)土壤生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)碳氮平衡具有重要的意義。一般認(rèn)為是距離根表面l-5mm的薄層土壤為根際土壤，因而根際區(qū)土壤是指直接受到植物根系影響的相對(duì)薄弱那一部分土壤范圍。受植物根系生命活動(dòng)的影響，根際區(qū)根系分泌物對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量交換的影響較為活躍，因而根際區(qū)環(huán)境具有獨(dú)特的物理、化學(xué)、生物特征，該區(qū)域的土壤纖維素分解作用強(qiáng)度過程存在根際效應(yīng)。因此，根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的測(cè)定對(duì)進(jìn)一步了解土壤生態(tài)系統(tǒng)尤其是根際區(qū)土壤碳素生物地球化學(xué)循環(huán)過程具有重要作用。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，僅測(cè)定整個(gè)土體中土壤纖維素分解作用強(qiáng)度來研究土壤生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)碳氮平衡，而根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度過程的測(cè)定方法的確定目前尚未見報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種根際區(qū)土壤纖維素分解作用的測(cè)定方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明首次提出根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度過程測(cè)定方法的概念，旨在提供一種定量測(cè)定根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度方法。

本發(fā)明提供一種測(cè)定根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的方法，在生態(tài)系統(tǒng)中選取20m×20m的樣地，在樣地內(nèi)，按野外多點(diǎn)混合采樣方法布設(shè)取樣點(diǎn)，選取12個(gè)具有植物的取樣點(diǎn)小單元；在小單元內(nèi)以植物為中心，按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個(gè)方位，在水平距離植物20cm、50cm、80cm處取土樣混合，每方位小心挖取帶有根系長(zhǎng)20cm×寬20cm×深50cm的土體；用已滅菌的土壤錘輕輕敲擊土體，并輕輕抖動(dòng)，用已滅菌的土壤刀輕輕剔除附著在根系上的大顆粒土壤；然后，用已滅菌的毛刷將緊貼在根系1-5mm 的根際土壤刷入已滅菌自封袋，將取得的混合土樣立即放于具有冰塊的保溫箱貯存，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室；最后，利用土壤培養(yǎng)-埋布片法，測(cè)定根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度。

前述的方法，獲得的根際土樣在貯存過程中保持低溫以保持土壤新鮮。

前述的方法，帶回實(shí)驗(yàn)室的根際土樣24 h內(nèi)進(jìn)行并完成纖維素分解作用強(qiáng)度的前期培養(yǎng)。

前述的方法，埋布片法是掩埋去除淀粉的棉布片，培養(yǎng)一段時(shí)間后，布片的質(zhì)量變化表示纖維素分解作用強(qiáng)度。

前述的方法，所述在東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個(gè)方位取土壤樣品，是在水平距離植物20cm、50cm、80cm處取的土壤樣品。

前述的方法，所述挖取土壤樣品體積為：長(zhǎng)20cm×寬20cm×深50cm 帶有根系的土體。

前述的方法，所述自封袋尺寸為：寬17cm×長(zhǎng)24cm，材質(zhì)為聚乙烯。

所述的生態(tài)系統(tǒng)包括森林、草地、濕地或農(nóng)田。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下：

土壤纖維素分解作用強(qiáng)度過程是生物地球化學(xué)碳循環(huán)以及在土壤纖維素分解性微生物的作用下，土壤中的纖維素生成CO₂和H₂O與醇和有機(jī)酸的過程。在現(xiàn)有的技術(shù)中，僅測(cè)定整個(gè)土壤包括根系-微生物-凋落物復(fù)合系統(tǒng)土壤纖維素分解強(qiáng)度來研究土壤生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)著生態(tài)系統(tǒng)碳平衡，而對(duì)于根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的確定目前尚無法直觀的測(cè)定。因而，本發(fā)明通過剔除根際區(qū)土壤，提取根際區(qū)土壤測(cè)定根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度，對(duì)于了解整個(gè)物質(zhì)、能量交換的活躍的根際區(qū)參與地球生物化學(xué)碳循環(huán)具有重要的作用，可以為對(duì)研究根際區(qū)土壤纖維素分解性微生物在將土壤中纖維素分解為生成CO₂和H₂O與醇和有機(jī)酸提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐；另外，對(duì)于認(rèn)識(shí)根際區(qū)生物環(huán)境在碳、氮平衡中起到的關(guān)鍵作用重要。

附圖說明

圖1 為側(cè)柏根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的示意圖。

圖2 為油松根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的示意圖。

圖3 為本發(fā)明實(shí)施例中使用的多點(diǎn)混合采樣方法。

圖4 為本發(fā)明實(shí)施例中使用的8個(gè)方位取土樣品的方法。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。

以下實(shí)施例中涉及的土壤培養(yǎng)法測(cè)定土壤纖維素分解作用強(qiáng)度，使用埋布片法，將去除淀粉的棉布片培養(yǎng)一段時(shí)期后測(cè)定纖維素分解性微生物分解纖維素的含量。

實(shí)施例 測(cè)定側(cè)柏、油松林地根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的方法

首先，在側(cè)柏、油松林地中選取20m×20m的樣地，在樣地內(nèi)，按野外多點(diǎn)混合采樣方法布設(shè)取樣點(diǎn)（圖3），選取10個(gè)具有植物的取樣點(diǎn)小單元；在小單元內(nèi)以植物為中心，按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個(gè)方位（圖4），在水平距離植物20cm、50cm、80cm處取土樣混合，每方位小心挖取帶有根系長(zhǎng)20cm×寬20cm×深50cm的土體；用已滅菌的土壤錘輕輕敲擊土體，并輕輕抖動(dòng)，用已滅菌的土壤刀輕輕剔除附著在根系上的大顆粒土壤；然后，用已滅菌的毛刷將緊貼在根系1-5mm 的根際土壤刷入已滅菌自封袋（寬17cm ×長(zhǎng)24cm），將取得的混合土樣立即放于具有冰塊的保溫箱貯存，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室；最后，利用土壤培養(yǎng)-埋布片法，測(cè)定根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度。

前述的方法，取回根際土樣在24h內(nèi)進(jìn)行纖維素分解作用強(qiáng)度的前期培養(yǎng)。

前述的方法，土壤培養(yǎng)埋布片法是掩埋去除淀粉的棉布片，培養(yǎng)一段時(shí)間后，布片的質(zhì)量變化表示纖維素分解作用強(qiáng)度。

測(cè)定步驟如下：

1）將棉布片剪成5cm×3cm大小，放置于1g/L的H₂SO₄溶液中，煮沸，直至布條與碘液不呈藍(lán)色反應(yīng)為止，清洗，烘干，并稱重，去淀粉棉布片制備完成；

2）稱取2份100g新鮮土壤樣品，一份平鋪于培養(yǎng)皿中，然后平鋪放置去淀粉棉布片，再覆蓋另一份新鮮土壤，室溫培養(yǎng)10d；

3）培養(yǎng)結(jié)束后，將棉布片取出，小心清洗表面的土壤顆粒，烘干，稱重，兩次的重量差即為纖維素分解的量。

通過計(jì)算，在側(cè)柏林地根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)單峰型變化，在夏季達(dá)到峰值。其值分別為：3月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：1.368±0.790%；4月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：1.591±0.864%；5月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：4.162±1.058%；6月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：6.136±1.304%；7月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：7.381±1.289%；8月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：6.365±1.265%；9月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：5.659±1.031%；10月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：1.183±0.575%；11月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：0.749±0.565%；年平均根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度為3.844±1.267%。

在油松林地內(nèi)根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)單峰型變化，在夏季達(dá)到峰值。其值分別為：3月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：0.671±0.127%；4月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：1.436±0.786%；5月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：3.678±0.973%；6月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：5.169±1.213%；7月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：6.834±1.067%；8月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：6.618±1.222%；9月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：3.913±0.948%；10月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度：1.362±0.504%；11月份根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度： 0.458±0.260%；年平均根際區(qū)土壤纖維素分解作用強(qiáng)度為3.349±2.493%。

本發(fā)明也適用于濕地或草地，雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。