土壤有機質(zhì)分解速率（R）對溫度變化的響應(yīng)非常敏感。溫度敏感性參數(shù)（Q10）可以刻畫土壤有機質(zhì)分解對溫度變化的響應(yīng)程度。Q10是指溫度每升高10℃，Ｒ所增加的倍數(shù)；Q10值越大，表明土壤有機質(zhì)分解對溫度變化就越敏感。Ｑ10不僅取決于有機質(zhì)分子的固有動力學(xué)屬性，也受到環(huán)境條件的限制。Ｑ10能抽象地描述土壤有機質(zhì)分解對溫度變化的響應(yīng)，在不同生態(tài)類型系統(tǒng)、不同研究間架起了一個規(guī)范的和可比較的參數(shù)，因此其研究意義重大。
以往Q10研究通過選取較少的溫度梯度（3-5個點）進行測量，從而導(dǎo)致不同土壤的呼吸對溫度變化擬合相似度高的問題無法被克服。Robinson最近的研究（2017）指出，最低20個溫度梯度擬合土壤呼吸對溫度的響應(yīng)曲線可以有效解決上述問題。PRI-8800全自動變溫土壤溫室氣體在線測量系統(tǒng)為Q10的研究提供了強有力的工具，不僅能用于測量Q10對環(huán)境變量主控溫度因子的響應(yīng)，也能用于測量其對土壤含水量、酶促反應(yīng)、有機底物、土壤生物及時空變異等的響應(yīng)。PRI-8800為Q10對關(guān)聯(lián)影響因子的研究，提供了一套快捷、高效、準確的整體解決方案。
主要特點
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可設(shè)定恒溫或變溫培養(yǎng)模式；
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溫度控制波動優(yōu)于±0.05℃；
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平均升降溫速率不小于1°C/min；
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150ml樣品瓶，25位樣品盤；
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大氣本底緩沖氣或鋼瓶氣清洗氣路；
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一體化設(shè)計，內(nèi)置CO2 H2O模塊；
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可外接高精度濃度或同位素分析儀。
研究領(lǐng)域
1）利用其自動、連續(xù)、快速的特點，開展區(qū)域尺度的聯(lián)網(wǎng)研究，揭示不同區(qū)域或植被類型的Q10變異及其控制機制。受傳統(tǒng)培養(yǎng)和測試方法的影響，研究人員很難開展類似的研究，雖然整合分析能一定程度解決這個問題，但也存在不同實驗處理條件和實驗測定方法造成的高不確定性問題。
2）開展Q10對連續(xù)溫度變化過程響應(yīng)研究，更真實的模擬溫度變化情況，從而揭示土壤微生物呼吸對溫度變化的響應(yīng)機制。受傳統(tǒng)方法的限制，當(dāng)前大多數(shù)研究均在小時、天、周尺度來開展，并沒有揭示真實的溫度日動態(tài)。
3）更好地開展土壤微生物對水分或資源快速變化情景下的研究。例如，降水脈沖是干旱-半干旱區(qū)的常見現(xiàn)象，土壤微生物活性（碳礦化速率或氮礦化速率）對水分可獲得性的響應(yīng)一直是非常重要又極具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題；類似的，土壤微生物對外界資源脈沖式供應(yīng)的響應(yīng)或激發(fā)效應(yīng)也是近期研究熱點。
4）隨著設(shè)備的廣泛使用與改進，尤其是與13C分析設(shè)備相結(jié)合，相信會在土壤有機質(zhì)周轉(zhuǎn)領(lǐng)域具有更多的應(yīng)用前景。
技術(shù)指標(biāo)
PRI-8800 技術(shù)指標(biāo)
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指標(biāo)
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標(biāo)準配置參數(shù)
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培養(yǎng)瓶容積
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150mL，耐高低溫玻璃瓶
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樣品盤盤位
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25位
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瓶溫度范圍
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-20 ~ 60℃
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溫度波動度
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±0.05℃
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ACC溫度
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+40°C
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制冷量@20°C BT/20°C AT
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2000W
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平均升降溫速率（5-30°C）
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1℃/min
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內(nèi)膽尺寸（溫控內(nèi)腔）
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400 mm W × 400 mm D × 200 mm H（有效區(qū)域）
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自動進樣器控制精度
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0.02 mm
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氣壓傳感器精度
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0.05%
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溫度傳感器精度
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±0.15℃
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氣體流速
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1L/min
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氣體管路
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1/8不銹鋼管或特氟龍管
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氣路清洗
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大氣本底緩沖氣
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通風(fēng)
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前面板上門底部進風(fēng)，后面板上部排風(fēng)
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外觀
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落地式，前部萬向輪，后部固定論
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整機尺寸
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762 mm W × 950 cm D × 1700 mm H
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電源
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100 ~ 240VAC，50/60 Hz
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8800-1 CO2 H2O分析儀
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性能指標(biāo)
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CO2 測量范圍
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0-2000 ppm
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CO2 準確度
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± 2%
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CO2 零點穩(wěn)定性
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± 2%（>12個月）
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CO2 重復(fù)性@零點
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± 0.3%
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CO2 重復(fù)性@跨度
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± 1.5%
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CO2 恒溫下的零點漂移
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± 2% / 年
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CO2 常溫下的零點漂移
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± 0.03% / ℃
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H2O 測量范圍
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0~6%
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H2O 準確度
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± 2%
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標(biāo)準工作溫度
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-20 ~45 °C
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標(biāo)準工作壓力
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800 ~ 1150mbar
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取樣流速
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標(biāo)準1L/min，可調(diào)
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預(yù)熱時間
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1min
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校準頻率
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建議12月校準一次
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濕度
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<99% R.H，無冷凝
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配置說明
PRI-8800全自動變溫培養(yǎng)土壤溫室氣體在線測量系統(tǒng)主要包含自動進樣器、水槽、壓縮機、CO2 H2O 分析儀、內(nèi)部計算機、25位樣品盤等，25個樣品瓶。
PRI-8800 Plus可以選配不同的氣體分析儀，如CO2 H2O分析儀、高精度CO2 CH4 N2O H2O分析儀、CO2 CH4同位素分析儀等，具體請咨詢銷售人員。
PRI-8800 實驗設(shè)計
1）溫度依賴性的研究：既然溫度的變化會極大影響土壤呼吸，基于溫度變化的Q10研究成為科學(xué)家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20個溫度梯度擬合土壤呼吸對溫度響應(yīng)曲線的建議，將糾正以往研究人員只設(shè)置3-5個溫度點(大約相隔5-10℃)進行呼吸測量的做法，該建議能解決傳統(tǒng)方法因溫度梯度少而導(dǎo)致的不同土壤的呼吸對溫度變化擬合相似度高的問題，更能提升不同的理論模型或隨后模型推算結(jié)果的準確性。而上述至少20個溫度點的設(shè)置和對應(yīng)的土壤呼吸測量，僅僅需要在PRI-8800程序中預(yù)設(shè)幾個溫度梯度即可完成多個樣品在不同溫度下的自動測量，這將極大提高科學(xué)家的工作效率。
除了上述變溫應(yīng)用案例外，科學(xué)家還可以依據(jù)自己的實驗設(shè)計進行諸如日變化、月變化、季節(jié)變化、甚至年度溫度變化的模擬培養(yǎng)，通過PRI-8800的“傻瓜式”操作測量，將極大減少科學(xué)家實驗實施的周期和工作量，并提高了工作效率。PRI-8800全自動變溫培養(yǎng)土壤CO2 H2O在線測量系統(tǒng)主要包含自動進樣器、水槽、壓縮機、CO2 H2O 分析儀、內(nèi)部計算機、25位樣品盤等，25個樣品瓶。
PRI-8800除了具有上述變溫培養(yǎng)的特色，還可以進行恒溫培養(yǎng)，抑或是恒溫/變溫交替培養(yǎng)，這些組合無疑拓展了系統(tǒng)在不同溫度組合條件下的應(yīng)用場景。
2）水分依賴性的研究：多數(shù)研究表明，在溫度恒定的情況下，Q10很容易受土壤含水量的影響，表現(xiàn)出一定的水分依賴特性。PRI-8800可以通過手動調(diào)整土壤含水量的做法，并在PRI-8800快速連續(xù)測量模式下，實現(xiàn)不同水分梯度條件下土壤呼吸的精準測量，而PRI-8800的邏輯設(shè)計，為短期、中期和長期濕度控制條件下的土壤呼吸的連續(xù)、高品質(zhì)測量提供了可能。
3）底物依賴性的研究：底物物質(zhì)量與Q10密切相關(guān)，這里的底物包含不限于自然態(tài)的土壤，如含碳量，含氮量，易分解/難分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸堿鹽度等；也可能包含了某些外源底物，如外源的生物質(zhì)碳、微生物種群、各種肥料、呼吸促進/抑制劑、同位素試劑等。通過PRI-8800快速在線變溫培養(yǎng)測量，能加速某些研究進程并獲得可靠結(jié)果，如生物質(zhì)炭在土壤改良過程中的土壤呼吸研究、緩釋肥緩釋不同階段對土壤呼吸的持續(xù)影響、鹽堿土壤不同改良措施下的土壤呼吸的變化響應(yīng)等等。
4）生物依賴性的研究：土壤呼吸包含土壤微生物呼吸（>90%）和土壤動物呼吸（1-10%），土壤微生物群落對Q10影響重大。通過溫度響應(yīng)了解培養(yǎng)前后的微生物種群和數(shù)量的變化以及對應(yīng)的土壤呼吸速率的變化有重要意義。外源微生物種群的添加，或許幫助科學(xué)家找出更好的Q10對土壤生物依賴性的響應(yīng)解析。
PRI-8800 部分發(fā)表文章
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