生物量测定方法
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植物生物量碳测定方法我折腾了好久植物生物量碳测定方法,总算找到点门道。
一开始我完全是瞎摸索。
我先想到的就是直接燃烧法,想着把植物样本烧了,然后去测量产生的二氧化碳,再计算碳含量。
我就找了些干燥的植物样本,放在一个简易的燃烧装置里。
但这时候就出问题了。
一是燃烧不完全,很多植物组织在简单的装置里并不能完全烧成灰,还有残留的东西,这肯定就影响结果了。
二是收集二氧化碳的过程很不精确,那个收集的容器密封性不好,有二氧化碳泄漏。
后来我又尝试用化学分析法。
就是利用某种化学试剂能和碳发生反应的特性。
我试过用浓硫酸,想着浓硫酸的强氧化性可以把碳都氧化了,然后依据反应的化学计量关系来计算碳含量。
但这个风险很大,浓硫酸腐蚀性太强了,我在操作过程中差点没把样本给毁了,而且对设备要求很高,需要专门的通风和防护设备,如果不小心沾到皮肤上,那可就危险了。
这个方法虽然理论上可行,但实际操作起来很不方便。
再后来我了解到还有一种干式氧化法。
这个方法就像是给样本打造一个高温的氧化环境,把样本放在特制的反应器里,反应器里充满了纯净的氧气,高温加热,能够比较完全的把碳转化为二氧化碳。
这个装置就像一个小的加热炉,把植物样本当作食物放在里面烤,不过这个烤是有特殊要求的。
我在做这个的时候,开始温度设置得不合适,有点低,导致反应进行得很慢,后来调高温度就好了很多。
这种方法相对精确和安全,不过成本偏高,设备维护起来也有点麻烦。
我目前觉得干式氧化法相对比较可靠,但是每种方法都有自己的特点。
如果实验室条件有限,可能燃烧法经过精细改进也可以凑合用。
如果更追求精确性,那干式氧化法是个不错的选择。
但不管哪种方法,样本的预处理是非常关键的。
就像做饭前要洗菜切菜一样,植物样本需要精准称重,去除表面杂质,干燥到合适的程度,这其中干燥也容易出现问题,太干或不够干都会影响结果,这可是我在长期摸索过程中得到的教训。
土壤微生物生物量的测定方法1土壤微生物碳的测定方法(熏蒸提取----仪器分析法)基本原理新鲜土样经氯仿熏蒸后(24h),土壤微生物死亡细胞发生裂解,释放出微生物生物量碳,用一定体积的LK2SO4溶液提取土壤,借用有机碳自动分析仪测定微生物生物量碳含量。
根据熏蒸土壤与未熏蒸土壤测定有机碳的差值及转换系数(K EC),从而计算土壤微生物生物量碳。
实验仪器自动总有机碳(TOC)分析仪(Shimadzu Model TOC—500,JANPAN)、真空干燥器、烧杯、三角瓶、聚乙烯熟料管、离心管、滤纸、漏斗等。
实验试剂1)无乙醇氯仿(CHCL3);2)L硫酸钾溶液:称取87g K2SO4溶于1L蒸馏水中3)工作曲线的配制:用L硫酸钾溶液配制10ugC/L、30ugC/L、50ugC/L、70ugC/L、100ugC/L系列标准碳溶液。
(其实一般情况下,仪器会自带的标曲,一般不用自己做的)操作步骤土壤的前处理(过筛和水分调节略)熏蒸称取新鲜(相当于干土,这个可以根据自己土样的情况而定)3份分别放入25ml小烧杯中。
将烧杯放入真空干燥器中,并放置盛有无乙醇氯仿(约2/3)的15ml烧杯2或3只,烧杯内放入少量防暴沸玻璃珠,同时放入一盛有NaOH溶液的小烧杯,以吸收熏蒸过程中释放出来的CO2,干燥器底部加入少量水以保持容器湿度。
盖上真空干燥器盖子,用真空泵抽真空,使氯仿沸腾5分钟。
关闭真空干燥器阀门,于25℃黑暗条件下培养24小时。
抽真空处理熏蒸结束后,打开真空干燥器阀门(应听到空气进入的声音,否则熏蒸不完全,重做),取出盛有氯仿(可重复利用)和稀NaOH溶液的小烧杯,清洁干燥器,反复抽真空(5或6次,每次3min,每次抽真空后最好完全打开干燥器盖子),直到土壤无氯仿味道为止。
同时,另称等量的3份土壤,置于另一干燥器中为不熏蒸对照处理。
(注意:熏蒸后不可久放,应该快速浸提)※浸提过滤从干燥器中取出熏蒸和未熏蒸土样,将土样完全转移到80ml聚乙烯离心管中,加入40ml L硫酸钾溶液(土水比为1:4,考虑到土样的原因,此部分熏蒸和不熏蒸土均为4g,即,4g土:16ml的硫酸钾溶液,当然这个加入量要根据TOC仪器的进入量决定)300r/min振荡30min,用中速定量滤纸过滤。
土壤微生物生物量碳测定方法一、呼吸法通过测定土壤中微生物呼吸释放的CO2量来间接估算土壤微生物生物量碳。
该方法的原理基于微生物在代谢过程中产生的CO2量与其生物量碳之间的正相关关系。
常用的测定方法包括静态方法和动态方法。
1.静态方法:在采样后立即封闭土壤样品容器,然后测定一定时间内容器内CO2的累积释放量,并利用其中一种模型计算微生物生物量碳。
例如,利用静态方法可以测定土壤有机碳浓度和总CO2浓度,通过两者的比值计算微生物生物量碳。
2.动态方法:将土壤样品装入氧气通气的大容器中,测定一定时间内容器中CO2的连续释放量,并通过外推法计算微生物生物量碳。
例如,可以通过监测土壤样品容器中CO2的连续释放曲线,然后利用微生物呼吸速率和微生物生物量碳之间的关系计算微生物生物量碳。
二、估算法利用土壤中微生物生物量碳与其中一种土壤性质之间的相关性来估算土壤微生物生物量碳。
常用的估算法包括土壤学习法、土壤酶学法和土壤微生物生态法。
1.土壤学习法:根据不同土壤类型的土壤微生物生物量碳数据进行学习建模,然后根据土壤性质数据进行预测。
常用的学习方法包括主成分分析、判别分析和回归分析等。
2.土壤酶学法:通过测定土壤中一些酶活性与微生物生物量碳之间的相关性来预测微生物生物量碳。
常用的酶活性指标包括脲酶、蔗糖酶和脱氢气酶等。
3.土壤微生物生态法:通过测定土壤微生物多样性和群落结构与微生物生物量碳之间的相关性来估算微生物生物量碳。
常用的方法包括16SrRNA和ITS基因测序、脂肪酸指纹技术和磷脂脂肪酸分析等。
三、标记法通过标记的同位素技术测定土壤微生物生物量碳。
其中,最常用的标记同位素是^13C和^14C。
通过给土壤样品添加同位素标记物并追踪其在土壤中的分布和转化,可以计算微生物生物量碳。
总结起来,土壤微生物生物量碳的测定方法主要包括呼吸法、估算法和标记法等。
不同的方法适用于不同的土壤类型和测定目的,综合运用多种方法可以更准确地评估土壤微生物生物量碳。
应用叶绿素荧光法测定微藻生物量的方法
叶绿素是光合作用中必不可少的色素,同时也是微藻生物量的重要指标。
叶绿素荧光法是目前常用的测定微藻生物量的方法之一。
其通过
测量微藻生物体内叶绿素荧光的强度,推算出微藻的生物量。
本文将
分步骤说明如何应用叶绿素荧光法测定微藻生物量。
第一步,准备微藻样品。
首先需要将微藻培养物离心,将上清液倒掉,留下底物。
接着用去离子水洗涤1-2次,最后用去离子水重新悬浮微藻,调整至相同的悬浮液浓度。
第二步,取出少量微藻悬浮液放入试管中,并加入2-3滴叶绿素荧光素。
试管放到深色环境中静置15-30分钟。
第三步,测定叶绿素荧光强度。
将试管放到光度计中进行测定,记录
下荧光强度值,并保证测定时间相同。
第四步,利用标准曲线计算微藻生物量。
根据事先制定好的标准曲线,将荧光强度转换成对应的微藻生物量值,从而得出微藻样品的生物量。
需要注意的是,制备标准曲线时需要选取不同浓度的微藻样品,分别
进行叶绿素荧光测试,然后绘制曲线。
同时,每次测定时应该用同样
的参考物进行比较,以确保测定数据的准确性和可靠性。
另外,叶绿素荧光法还可以用于微藻生长的监测。
通过定期测量微藻
样品的叶绿素荧光强度,可以了解微藻的生长状态,并且可以通过调
整培养条件来提高微藻生长速度和生物量。
总之,叶绿素荧光法是一种简单、快速、准确的测定微藻生物量的方法,对于微藻研究具有重要的应用价值。
一、土壤微生物生物量碳测定方法(熏蒸提取-碳自动仪器法)1、试剂配制去乙醇氯仿制备:普通氯仿试剂一般含有少量乙醇作为稳定剂,使用前需除去。
将氯仿试剂按1 : 2(v : v)的比例与去离子水或蒸馏水一起放入分液漏斗中,充分摇动1min,慢慢放出底层氯仿于烧杯中,如此洗涤3次。
得到的无乙醇氯仿加入无水氯化钙,以除去氯仿中的水分。
纯化后的氯仿置于暗色试剂瓶中,在低温(4℃)、黑暗状态下保存(Williamss等,1995)。
注意氯仿具有致癌作用,必须在通风橱中进行操作。
硫酸钾提取剂[c(K2SO4)= 0.5mol L-1]:87.12分析纯硫酸钾,溶于1L去离子水。
六偏磷酸钠溶液[ρ( NaPO3)6 = 5g 100ml-1,pH2.0]:50.0g分析纯六偏磷酸钠缓慢加入盛有800ml 去离子水的烧杯中(注意:六偏磷酸钠溶解速度很慢,且易粘于烧杯底部结块,加热易使烧杯破裂),缓慢加热(或置于超声波水浴器中)至完全溶化,用分析纯浓磷酸调节至pH2.0,冷却后定容至1L。
过硫酸钾溶液[ρ(K2S2O8)= 2g 100ml-1]:20.0g分析纯过硫酸钾溶于去离子水,定容至1L,避光存放,使用期最多为7d。
磷酸溶液[ρ(H3PO4)= 21 g 100ml-1]:37ml 85%分析纯浓磷酸(H3PO4,ρ= 1.70g ml-1)与188ml 去离子水混合。
邻苯二甲酸氢钾标准溶液[ρ(C6H4CO2HCO2K)= 1000mg C L-1]:2.1254g分析纯邻苯二甲酸氢钾(称量前105℃烘2~3h),溶于去离子水,定容至1L。
2、仪器设备土壤筛(孔经2mm)、真空干燥器(直径22cm)、水泵抽真空装置(图6–1)或无油真空泵、pH–自动滴定仪、塑料桶(带螺旋盖可密封,体积50L)、可密封螺纹广口塑料瓶(容积1.1L)、高温真空绝缘酯(MIST–3)、烧杯(25、50、80ml)。
碳–自动分析仪(Phoenix 8000)、容量瓶(100ml)、样品瓶(40ml)。
微生物量碳氮测定方法微生物量、碳氮测定方法是研究微生物数量和代谢活性的关键手段,可用于土壤、水体和生物体等环境中的微生物研究。
常用的微生物量、碳氮测定方法包括显微镜计数法、流式细胞术、气体产量法、碳氮比测定法等。
下面将详细介绍这些方法的原理和操作步骤。
一、显微镜计数法显微镜计数法通过显微镜观察和计数微生物的数量来测定微生物量。
其原理是将样品置于显微镜下,在显微镜下观察样品中的微生物数量,并进行计数。
根据计数结果以及标定样品数量的因数,可以推算出样品中微生物的数量。
显微镜计数法的操作步骤如下:1.获取样本并制备薄片。
根据需要采集样本,并将样本制备成薄片或涂片。
可以使用高温固定、化学固定或热固定等方法固定样本。
2.显微镜观察和计数。
将固定的样本放入显微镜下,通过放大镜头观察样本中的微生物,并进行计数。
为了避免重复计数和遗漏计数,可以使用方格计数器。
3.根据计数结果计算微生物量。
根据计数结果以及标定样品数量的因数,可以推算出样品中的微生物数量。
通常计算结果以每克(或每升)样品中的微生物数量表示。
二、流式细胞术流式细胞术是用于计数、分类和分析微生物的一种高通量、高精读的方法。
其原理是将样品中的微生物通过细胞色素或抗原标记,通过流式细胞仪进行激光扫描,扫描到的细胞信号通过计算机进行分析,从而得到微生物的数量、大小和类型等信息。
流式细胞术的操作步骤如下:1.准备样品和染色。
根据需要采集样本,并给样本进行染色。
染色可以使用细胞色素或抗原标记法,将需要测定的微生物区分出来。
2.流式细胞仪扫描。
将染色的样品装入流式细胞仪中,通过激光扫描仪器扫描染色的细胞,并记录扫描到的细胞信号。
3.数据分析。
通过计算机分析扫描到的细胞信号,得到微生物的数量、大小和类型等信息。
三、气体产量法气体产量法是通过测定微生物代谢过程中产生的气体来间接测定微生物的数量和代谢活性。
常用的气体产量法有氧呼吸测定法和甲烷产量测定法。
气体产量法的操作步骤如下:1.准备培养基和反应器。
一、实验目的了解血球计数板的构造、计数原理和计数方法,掌握显微镜下直接计数的技能。
二、实验原理测定微生物细胞数量的方法很多,通常采用的有显微直接计数法和平板计数法。
显微计数法适用于各种含单细胞菌体的纯培养悬浮液,如有杂菌或杂质,常不易分辨。
菌体较大的酵母菌或霉菌孢子可采用血球计数板,一般细菌则采用彼得罗夫·霍泽(Petrof Hausser)细菌计数板。
两种计数板的原理和部件相同,只是细菌计数板较薄,可以使用油镜观察。
而血球计数板较厚,不能使用油镜,计数板下部的细菌不易看清。
血球计数板是一块特制的厚型载玻片,载玻片上有4条槽而构成3个平台。
中间的平台较宽,其中间又被一短横槽分隔成两半,每个半边上面各有一个计数区,计数区的刻度有两种:一种是计数区分为16个大方格(大方格用三线隔开),而每个大方格又分成25个小方格;另一种是一个计数区分成25个大方格(大方格之间用双线分开),而每个大方格又分成16个小方格。
但是不管计数区是哪一种构造,它们都有一个共同特点,即计数区都由400个小方格组成。
计数区边长为1mm,则计数区的面积为l mm2,每个小方格的面积为1/400mm2.盖上盖玻片后,计数区的高度为0.1mm,所以每个计数区的体积为0.1mm3,每个小方格的体积为1/4000mm3。
使用血球计数板计数时,先要测定每个小方格中微生物的数量,再换算成每毫升菌液(或每克样品)中微生物细胞的数量。
已知:1mm3体积=10 mm×10 mm×10 mm= 1000mm3所以:1mm3体积应含有小方格数为1000mm3/1/4000mm3=4×106个小方格,即系数K=4×106。
因此:每ml菌悬液中含有细胞数= 每个小格中细胞平均数(N)×系数(K)×菌液稀释倍数(d)三、实验器材1. 活材料:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)斜面或培养液。
一种土壤微生物生物量磷的测定方法与流程土壤微生物生物量磷是评估土壤肥力和生态系统中磷循环的重要指标。
本文将介绍一种测定土壤微生物生物量磷的方法及其操作流程,以期为土壤学研究及相关领域提供参考。
一、测定方法概述土壤微生物生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus, MBP)的测定通常采用化学提取法,结合磷的测定手段,来评估土壤中微生物生物量磷的含量。
本文介绍的方法为氯仿熏蒸法,该法能够有效提取土壤微生物生物量磷,并结合紫外分光光度法或其它磷测定方法进行定量分析。
二、测定流程1.土壤样品的采集与预处理(1)在研究区域内选择具有代表性的土壤采样点。
(2)使用不锈钢或玻璃采样器采集表层土壤(0-20cm)。
(3)将采集的土壤样品混合均匀,去除植物残体和石头等杂质。
(4)将土壤样品分成两份,一份用于测定土壤微生物生物量磷,另一份用于测定土壤全磷。
2.氯仿熏蒸(1)将预处理后的土壤样品放入干燥器中。
(2)将干燥器内的氯仿蒸汽浓度调节至5%,熏蒸24小时。
(3)熏蒸过程中,保持干燥器内温度恒定,避免氯仿蒸汽浓度下降。
3.土壤微生物生物量磷的提取(1)熏蒸后的土壤样品取出,立即加入100mL 0.5mol/L NaHCO3溶液。
(2)将提取液在恒温振荡器中振荡1小时,以充分提取土壤微生物生物量磷。
(3)提取液过滤,收集滤液,用于后续磷的测定。
4.土壤全磷的测定(1)将另一份预处理后的土壤样品进行消解。
(2)消解后的样品采用磷的测定方法(如紫外分光光度法)进行全磷含量的测定。
5.土壤微生物生物量磷的计算(1)根据熏蒸前后土壤样品中磷的差值,计算土壤微生物生物量磷的含量。
(2)土壤微生物生物量磷的含量= 熏蒸后土壤样品中磷的浓度- 熏蒸前土壤样品中磷的浓度。
三、注意事项1.在操作过程中,避免氯仿蒸汽对人体造成危害,应在通风柜中进行。
2.提取液的选择和浓度应根据土壤类型进行调整。
3.消解过程中,注意温度控制,避免样品损失。
土壤微生物量及土壤酶活性测定方法土壤中的微生物是维持土壤生态系统健康的重要组成部分,土壤酶活性则可以作为评价土壤肥力和生物活性的重要指标。
因此,在土壤微生物量和土壤酶活性测定方面的研究非常重要。
本文将介绍几种常用的土壤微生物量和土壤酶活性的测定方法。
一、土壤微生物量测定方法1.铺平法:将土壤样品铺平在玻璃板上,使用显微镜对土壤中的微生物进行直接观察和计数。
这种方法的优点是简单易行,但需要大量的时间和人力。
2.累积碳法:通过测定土壤中的有机碳含量来间接估算土壤微生物量。
有机碳水平与微生物量密切相关,所以可以通过测定土壤中的有机碳来推测微生物的数量和活性。
3.培养法:将土壤样品接种到适当的培养基上进行培养,然后通过菌落计数或直接计数来估算微生物的数量。
这种方法适用于数量较多的微生物,如细菌和真菌。
4.傅里叶变换红外光谱法(FTIR):通过测量土壤样品的傅里叶变换红外光谱,分析土壤中的微生物量。
该方法具有快速、准确、非破坏性等优点。
1.浊液法:通过观察测定液中的混浊度来测定土壤中的脲酶、过氧化氢酶等氧化酶的活性。
这种方法简单易行,但对于不同种类的土壤酶效果不一样。
2.比色法:采用酶底物与酶催化产物之间的化学反应,通过测定反应产物的颜色来估算土壤酶活性。
比色法可以用于测定脱氢酶、脱氢酶、脱氧核苷酸酶等酶的活性。
3.荧光法:将有机物和荧光试剂一起加入土壤样品中,经过反应后,在荧光分析仪中测定产生的荧光强度来测定土壤酶的活性。
荧光法适用于测定蔗糖酶、酚氧化酶和脱氢酶等酶的活性。
4.比浊法:通过加入酶底物后,观察土壤样品的混浊度来测定土壤中酶的活性。
比浊法适用于黄酶、脱氢酶等酶的活性测定。
5.电导法:通过测定土壤样品溶液中的电导率变化来估算土壤中酶的活性。
电导法适用于磷酸酶和脱氢酶等酶的活性测定。
总结起来,土壤微生物量和土壤酶活性的测定方法多种多样,选择合适的方法需要考虑样品特性和实验条件等因素。
每种方法都有其优点和局限性,研究者应根据需要选取合适的方法进行测定。
植物细根地下生物量测定方法汇总及其特点植物地下生物量测定的具体方法很多,综合各相关文献,可将其归纳为三大类:直接收获法;模型估算法;数字图像法。
l直接收获法根据操作方法的不同,又可以分为挖掘收获法,钻土芯法和内生长土芯法。
1.I挖掘收获法挖掘收获法包括传统挖掘法和挖土块法。
传统挖掘法一般是在所选择植株的周围挖沟,去除土壤,露出整个根系,观测根的形态和生物量,它是植物根系研究中常用的最古老方法。
挖土块法是在传统挖掘法的基础上发展起来的,主要是通过挖掘一定体积土块,然后将含有根系的土壤全部收集到一定容器内,放人孔筛或尼龙网袋中用水冲洗,将冲洗出来的根进行分离、烘干、称重,从而获得一定土体的根系生物量。
挖土块法几乎适用予所有的研究,因为它能同时获得植物的粗根和细根,只要条件允许就可以挖掘到任何想要的土样。
该方法广泛适合于农田、草地、森林等多类生态系统,但土块大小需要随生态系统或物种的不同进行实时调整。
挖土块法如果取样点选择科学,并有足够的重复数,可以获得可靠的直接观测数据。
同时,该法操作简单,不需要专门仪器,是目前草地生态系统研究中使用最多的方法。
但该方法存在以下缺点:(1)土块的挖掘和处理需要大量的人力;(2)对土块的挖掘及输出会对土壤和植被造成严重破坏;(3)在实际操作中易受土壤体积和土表面积的限制,同时由于工作量的制约,往往很难达到理想的采样重复数,使测定结果达不到该方法应有的可信度;(4)由于是破坏性取样,故不适合做时间上的动态观测研究。
挖掘收获法的共同特点是:实地测定,数据相对可靠,但是测定过程中需要高强度的劳动,且对实验地的破坏很大。
基于挖掘收获法存在的缺陷,很多新方法在努力弥补这些不足中获得发展。
1.2钻土芯法,由于挖掘收获法费时耗力以及重复次数的限制,人们开始尝试使用某些工具来达到对测定方法的改进。
经过几十年的钻研和尝试,20世纪60年代土钻被正式开始使用进行植物地下生物量的测定[1引,这类方法被称为钻土芯法。
土壤微生物量氮的测定方法土壤微生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)是土壤中微生物形成的氮的总量,是土壤中活性微生物数量和活力的指标之一、测定土壤微生物量氮的方法有多种,下面介绍其中几种常用的方法。
1.氯仿熏蒸法氯仿熏蒸法是一种常用的测定土壤微生物量氮的方法。
具体操作步骤如下:(1)选取代表性的土壤样品,将土壤样品过筛,并按照一定比例称取一定质量的土壤样品。
(2)将称取的土壤样品放入密封容器中,向容器中加入一定量的氯仿(或氯仿和甲醇混合物),使土壤样品充分与氯仿接触。
(3)密封容器,摇动混匀,使氯仿充分揉搓土壤样品,并让土壤样品中的微生物氮释放。
(4)打开容器,将装有氯仿的倒头管放入容器中吸取氯仿,并尽量不吸取液体底部的土壤悬浮液。
(5)将吸取的氯仿放入创口板上,用水浴加热挥发氯仿,使样品中的微生物氮固定为氨态氮。
(6)再将固定后的氨态氮用氯化亚铜溶液测量,即可得到土壤中的微生物量氮。
2.氯仿氯化亚铜法氯仿氯化亚铜法是一种精确测定土壤微生物量氮的方法。
具体操作步骤如下:(1)取一定质量的土壤样品,经过干燥和过筛处理后,称取一定质量的土壤样品。
(2)将称取的土壤样品与一定体积的氯仿混合,并进行摇动搅拌,使土壤样品充分与氯仿接触。
(3)将搅拌后的土壤样品与一定质量的氯化亚铜溶液混合,使土壤样品中的微生物氮转化为氨态氮。
(4)经过一定时间的反应后,向反应体系中加入一定量的盐酸,破坏悬浮液中未转化的氯化亚铜。
(5)用氯化亚铜溶液测量反应体系中残留的氯化亚铜,即可计算出土壤中的微生物量氮。
3.直接抑制法直接抑制法是一种快速测定土壤微生物量氮的方法,其原理是通过添加抑制剂抑制土壤中的微生物活动,从而间接测定微生物量氮的含量。
目前常用的抑制剂包括三氟乙酸(TFPA)和亚硝酸盐等。
具体操作步骤如下:(1)取一定质量的土壤样品,分为两组。
(2)一组不加抑制剂,作为对照组。
另一组加入一定量的抑制剂,抑制土壤中的微生物活动。
土壤微生物生物量(碳、氮)的测定(滴定法)一、实验目的和内容土壤微生物生物量是指土壤中体积小于5~10μm3活的微生物总量,是土壤有机质中最活跃的和最易变化的部分。
耕地表层土壤中,土壤微生物量碳(Bc)一般占土壤有机碳总量的3%左右,其变化可直接或间接地反映土壤耕作制度和微生物肥力的变化,并可以反映土壤污染的程度。
近30年来,国外许多学者对土壤微生物生物量的测定方法进行了比较系统的研究,但由于土壤微生物的多样性和复杂性,还没有发现一种简单、快速、准确、适应性广的方法。
目前广泛应用的方法包括:氯仿熏蒸培养法(FI)、氯仿熏蒸浸提法(FE)、基质诱导呼吸法(SIR)、精氨酸诱导氨化法和三磷酸腺苷(ATP)法。
氯仿熏蒸浸提法(FE)的原理是:土壤经氯仿熏蒸处理,微生物被杀死,细胞破裂后,细胞内容物释放到土壤中,导致土壤中的可提取碳、氨基酸、氮、磷和硫等大幅度增加。
通过测定浸提液中全碳的含量可以计算土壤微生物生物量碳。
二、实验材料和用具仪器:培养箱;真空干燥器;真空泵;往复式振荡机(速率200次每min);1L广口玻璃瓶;定量滤纸;紫外分光光度计;LNK-872型消煮炉(江苏省宜兴市科教仪器研究所)试剂:1.无乙醇氯仿:市售的氯仿都含有乙醇(作为稳定剂),使用前必须除去乙醇。
方法为:量取500ml氯仿于1000ml 分液漏斗中,加入50ml硫酸溶液[ρ(H2SO4)=5%],充分摇匀,弃除下层硫酸溶液,如此进行3次。
再加入50ml去离子水,同上摇匀,弃去上部的水分,如此进行5次。
将下层的氯仿转移存放在棕色瓶中,并加入约20g无水K2CO3,在冰箱的冷藏室中保存备用。
2.硫酸钾溶液[c(K2SO4)=0.5mol·L-1]称取硫酸钾(K2SO4,化学纯)87.10g,先溶于300ml去离子水中,加热,转移溶液至容器中,再加少量去离子水溶解余下的部分,转移溶液至同一容器中,如此反复多次。
最后定容至1L;3.重铬酸钾[c(1/6 K2Cr2O7)=0.4000mol·L-1]:称取经130℃烘干2~3h的重铬酸钾(K2Cr2O7,分析纯)19.622g,溶于1000ml去离子水中;4.邻啡罗啉亚铁指示剂:称取邻啡罗啉(C12H8N2H2O,分析纯)1.49g,溶于含有0.70gFeSO4·7H2O的100ml 去离子水中,密闭保存于棕色瓶中;5.硫酸亚铁溶液[c(FeSO4·7H2O)=0.0667mol·L-1]:称取硫酸亚铁(FeSO4·7H2O,化学纯)18.52g,溶解于600ml~800ml去离子水中,加浓硫酸(化学纯)15ml,搅拌均匀,定容至1000ml,于棕色瓶中保存。
生物量测定方法1树木生物量测定方法1.1树木生物量的组成一木树的生物量可以分为地下及地上两部分,地下部分是指树根系的生物量(WR);地上部分主要包括树干生物量(WS)、枝生物量(WB)和叶生物量(WL)。
在生物量的测定中,除称量各部分生物量的干重量外,有时还要计算它们占全树总生物量干重的百分数,此百分数称为分配比。
树干占地上部分的分配比最大(一般为65~70%),而枝叶部分的分配比约各占15%左右。
与材积测定相比,生物量测定的对象更为复杂,测定的部分也多,因而使得生物量的测定工作即复杂又困难。
但是树木生物量与树木胸径、树高等测树因子之间也有着密切的关系,这些关系也为树木生物量测定提供了依据。
在树木生物量测定中,树冠量的大小与形状对枝、叶量的多少有着显著的影响,因此,在实际工作中,要研究反映冠形和冠量的因子,常用的因子有冠长率、树冠圆满度、树冠投影比等因子,这些因子的意义如下:⑴冠长率是冠长与树高之比⑵树冠圆满度是冠幅与冠长之比。
用以表明树冠的圆满程度,此值愈大愈圆满,反之而树冠狭长。
⑶树冠投影比是冠幅与胸径之比。
用以表明树木营养面积的相对大小,此值愈大则树木占有的相对空间愈大。
上述这些因子在枝叶生物量测定、估计及分析比较中起着较大的辅助作用。
而且,这些因子与胸径、树高等测树因子之间有着密切的相关关系,这为利用测树因子直接估测树木生物量提供了依据。
1.2树木生物量鲜重和干重的测定树体在自然状态下含水时的重量称为鲜重,它是砍伐后立即称量的重量。
干燥后去掉结晶水的重量称为干重。
在外业中只能测得树木的鲜重,然后采用各种方法将鲜重换算为干重,最常用的换算方法是计算树木的干重比(),即,而(11-8)式中可用取样测定获得。
(1)树干干重的测定方法①木材密度法所谓木材密度是指单位体积的质量,即物质的质量与体积之比值(单位:g/cm3或kg/m3),习惯上以单位体积木材的重量表示木材密度。
严格的说,质量与重量有着本质不同,质量指物体所含物质的多少,为物体惯性的尺度,系一恒量,单位为克;重量为地球对物体的引力,等于物体质量与重力加速度的乘积,单位为克。
仅纬度45海平面处物体的质量与重量数值相等,若物体所处空间或地理位置变化,则重量也随着变化,但变化极少,在应用上一般可以忽略,而将质量和重量的数值视为相等。
因此单位体积的质量和重量也视为相等(成俊卿,1985,木材学)。
根据含水状况不同,木材密度通常分为四种:a.基本密度=绝干材质量/生材(或饱和水)体积b.生材密度= 生材质量/生材(或饱和水)体积c.气干密度= 气干材质量/气干材体积d.绝干密度= 绝干材重/绝干材体积以上四种木材密度以基本密度和气干密度两种最为常用。
基本密度常常用于树干干重的计算,气干密度常泛指气干木材任意含水率时的计算,因所处地区木材平衡含水率或气干程度不同,并有一个范围,如通常含水率在8-20%时试验的木材密度,均称为气干密度。
在我国常将木材气干密度作为材性比较和生产应用的基本依据。
木材密度测定方法通常有:直接量测法、水银测容器法、排水法、快速测定方和饱和含水率法,具体测定方法详见木材学(成俊卿,1985,木材学)。
在木材密度已知的条件下,计算树干及大枝干重的方法一般称为木材密度法,常采用两种基本模式:木材干重=木材体积×基本密度(I)木材干重=木材体积×绝干密度×绝干收缩率(II)(II)式中绝干收缩率不易确定,因此,多采用(I)式。
在测定基本密度时,常常会碰到一对矛盾:若先测定物体绝干重量时,该物体的体积由于烘干后发生收缩,体积变小,浸泡后很难恢复原体积,使得体积测定系统偏小;若先测定物体饱和水体积时,一方面测定绝干重量的时间大大延长,另一方面由于木材和树皮经长时间浸泡后,其部分木材冷水浸提物如:单宁、碳水化合物、无机物等被浸泡出物体外,使得物体绝干重减轻,造成基本密度系统偏低。
为了解决这一矛盾,可采用如下处理方法:首先将样品一分为二,分别称重记作,然后将第一块样品进行烘干,将第二块样品进行浸泡,这样做能保证样品绝干重量和浸泡体积不产生系统偏差。
设其对应绝干重和饱和水的体积分别为。
V其中:是实际烘干的重量;是实际浸泡体积;M样品总干重;V样品总体积。
②全称重法所谓全称重法就是将树木伐倒,摘除全部枝叶称其树干鲜重,采样烘干得到样品干重与鲜重之比(PW),从而计算样木树干的干重。
这种方法是测定树木干重最基本的方法,它的工作量极大,但获得的数据可靠。
本方法干重比可用很多方法进行估计,视不同情况而定。
另外,还可将树木的鲜重根据相应的含水率,换算出树木的绝干重。
根据国内一些研究表明(张治强1981),树干以鲜重为基础的气干含水率Pf为(11-9)式中Wad为气干重,而气干含水率Pf随着树干部位的不同而变化。
以气干重为基础的绝干含水率Pad为(11-10)式中Wod为绝干重,而绝干含水率Pad不随树干部位的不同而变化。
在实际测定中,可先测得样品的气干重(Wad),再通过以气干重为基础的绝干含水率(Pad)换算成以鲜重为基础的绝干含水率(Pf),即(11-11)据此,可以计算出所有样品的绝干含水率,并计算出平均绝干含水率后利用(11-7)式计算各部分的干重。
(2).枝、叶重量测定方法测定林木枝、叶生物量有两种主要方法。
一种标准枝法;另一种方法是全称重法。
①标准枝法所谓标准枝法是指在树木上选择具有平均枝基径与平均枝长的枝条,测其枝、叶重用于推算整株树枝、叶的重量。
根据标准枝的抽取方式,该法又可分为:平均标准枝法和分级标准枝法。
a.平均标准枝法(i)树木伐倒后,测定所有枝的基径和枝长,求二者的算术平均值即和。
(ii)以和为标准,选择标准枝,标准枝的个数根据调查精度确定,同时要求标准枝上的叶量是中等水平。
(iii)分别称其枝、叶鲜重,并取样品。
(iv)按下式计算全树的枝重和叶重。
(11-12)式中:--全树的枝数;---- --标准枝数;-----标准枝的枝鲜重或叶鲜重;b.分层标准枝法在树冠上部与下部的枝粗长度、叶量变动较大时,可将树冠分为上、中、下三层,在每一层抽取标准枝,根据每层标准枝算出各层枝、叶的鲜重重量,然后将各层枝、叶重量相加,得到树木枝、叶鲜重。
由于将树冠分为上、中、下三层分别抽取标准枝,因此该方法能够较好地反映出树冠上、中、下枝和叶的重量,对树冠枝和叶的重量估计较平均标准枝法准确。
另外,在测算过程中,可以通过烘干的方法,测得枝、叶生物量的干重。
②全称重法具体方法与树干重量的全称重法相同。
(3) 树根重量测定方法树根重量的测定方法可分为两类:一类是测定一株或几株树木的根重量以推算单位面积的重量;另一类是测定已知面积内的根生物量用面积换算为林分的生物量。
前一种方法要求在根的伸展范围内,能明确区分出哪些根是应测定的;后一种方法则测定已知面积内全部根量,而不论它属于那一株树。
下面简单介绍两种方法:①第一类方法以所选样木树干基部为中心向四周辐射,将该样木所有根系挖出,并量测挖掘面积,称量挖出根系的鲜重,随后取样带回烘干,计算含水率,推算单位面积的生物量。
②第二类方法a.样方的设置第一步:样方的水平区划以伐桩为中心,作边长等于平均株距(S)的正方形的样方内依次作半径为及的同心圆,小圆的编号为“1”,大圆编号为“2”,样方的其它部分编号为“3”。
第二步:样方的垂直区划由地表向下划分层次,各层的厚度可以不相等,上层较薄(10—15cm),下面的层可较厚(30—50cm)。
各层的编号由上而下分别为I、II…V…。
b.根的分级按直径的粗细将根分为五级,每级的距离和名称见表11-4,中根(大于0.5cm)以上全部称重,细根(小于0.2cm)及小根(0.2-0.5cm)其重量虽不大但数量极多,很容易遗漏,可于样方内建一定大小的土柱,在土柱内仔细称量这两类根的重量。
表11-4 根的分级级别细根小根中根大根粗根直径(cm)<0.20.2-0.50.5-2.02.0-5.0>5.0c.根重量的测定从每个区划中仔细地挖出根,清除泥土,按标准分级,小根及细根所带泥土较多,应放于土壤筛中筛去泥土,将清理后的根带回室内,用水冲洗阴干至初始状称鲜重,采样,烘干求得干重。
2林分生物量测定方法2.1皆伐实测法为较准确地测定林分生物量,或者为检验其他测定方法的精度,往往采用小面积皆伐实测法,即在林分内选择适当面积的林地,将该林地内所有乔、灌、草等皆伐,测定所有植物的生物量(Wi),它们生物量之和(∑Wi)即为皆伐林地生物量,并接下式计算全林分生长量(W):(11-13)式中:A——全林分面积S——皆伐林地面积该方法对林分中的灌木、草本等植物生物量的测定更为适合。
2.2标准木法(1).平均标准木法即以每木调查结果计算出全部立木的平均胸高直径为选择标准木的依据,把最接近于这个平均值的几株立木作为标准木,伐倒称重。
然后,用标准木的平均值()乘单位面积上的立木株数(N),或用标准木生物量(Wi)的总和()乘单位面积上胸高总断面积(G)与标准木胸高断面积(g)总和()之比,求出单位面积上的林分生物量(W),即:(11-14)或(11-15)(2).分层标准木法依据胸径级或树高级将林分或标准地林木分成几个层,然后在各层内选测平均标准木,并伐倒称重,得到各层的平均生物量测定值(),乘以单位面积各层的立木株数(Ni),即得到各层生物量(Wi),各层生物量之和,即为单位面积林分生物量总值(W),即(11-16)(11-17)2.3回归估计法林木生物量回归估计法是以模拟林分内每株树木各分量(干、枝、叶、皮、根等)干物质重量为基础的一种估计方法。
它是通过样本观测值建立树木各分量干重与树木其它测树因子之间的一个或一组数学表达式,该数学表达式也称林木生物量模型。
表达式一定要尽量反映和表征树木各分量干重与其它测树因子之间内在关系,从而达到用树木易测因子的调查结果,来估计不易测因子的目的。
林木生物量模型的方程很多,概括起来有三种基本类型:线性模型,非线性模型,多项式模型。
线性模型和非线性模型根据自变量的多少,又可分为一元或多元模型。
非线性模型应用最为广泛,其中相对生长模型最具有代表性,是所有模型中应用最为普遍的一类模型。
(1).相对生长模型(非线性模型)相对生长模型是指用指数或对数关系反映林木维量之间按比例协调增长(Harmonious growth)的模型。
作为比例变化协调增长的这些指数或对数关系被称为相对生长。
(11-18)式中:E为随机误差(11-18)式两边取对数为(11-19)假设:和的生长率成比例,即其中b称为相对生长系数,两边积分结果为: (为积分常数)则Y=aXb (11-20)在(11-18)式中b为相对生长系数,当b>1时,与表示为正的相对生长关系,的生长快于生长;当b<1时,则表示为负的相对生长关系,的生长慢于生长;当b=1时,为等速生长。