[发明专利]测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置及用途

权利要求书

1.一种测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置，其特征在于，由空气罩（1），进气口（2），第二过滤器（3），进水管（4），第二开关（5），离心管盖（6），离心管（7），第一开关（8），第一抽气装置（9），第一气体收集瓶（10），第三开关（11），第二抽气装置（12），第二气体收集瓶（13），第四开关（14），第一过滤器（15），通气出水口（16）、连接管（17）构成，空气罩（1）通过离心管盖（6）与离心管（7）密封连接，采用南大704硅胶密封，离心管盖（6）上设置有三个孔，一个孔连接进水管（4），另一个孔通过连接管（17）连接第二气体吸收瓶（13），中间的孔供植物从离心管长出，离心管（7）底部连接一通气出水口（16），通气出水口（16）依次连接第四开关（14）和第一过滤器（15），进水管（4）依次连接第二开关（5）及第二过滤器（3），第二气体收集瓶（13）在进气端连接第三开关（11），在出气端连接第二抽气装置（12），第二抽气装置（12）为低功率抽气泵，第二气体收集瓶（13）内放置氢氧化钠溶液，空气罩（1）底部设置进气口（2），在空气罩（1）上部设置第一开关（8），并与第一气体收集瓶（10）的进气端连接，第一气体收集瓶（10）的出气端连接第一抽气装置（9），第一抽气装置（9）为低功率抽气泵，第一气体收集瓶（10）内放置氢氧化钠溶液。

2.根据权利要求1所述的一种测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置，其特征在于，所述装置中空气罩（1）连同第一气体收集瓶（10）可拆卸。

3.根据权利要求1所述的一种测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置，其特征在于，所述装置中第一过滤器（15）及第二过滤器（3）可拆卸。

4.根据权利要求1所述的一种测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置，其特征在于，第二抽气装置（12）选用注射器。

5.根据权利要求1所述的一种测定土壤氨基酸对植物生长营养贡献的装置在测定有菌条件下土壤氨基酸对植物生长营养贡献中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：

（a）采集所需的土壤样品，自然风干，多次搅拌，使土样均匀；

（b）取土壤样品于50ml普通离心管中，加入0.5M K₂SO₄提取液，25℃恒温震荡1h，离心，过滤，如此淋洗五次，将五次淋洗的上清液混合，测定其中铵态氮、硝态氮、氨基酸的浓度；

（c）向步骤（b）普通离心管中添加25ml蒸馏水，25℃恒温震荡1h，离心，倾倒上清液，重复添加蒸馏水、淋洗、震荡、离心步骤；

（d）将步骤（c）的土壤样品取出，自然晾至含水量在15%；

（e）将玉米种子放入清水中浸泡12h，取出后将其播于直径为60mm的培养皿中，向培养皿中添加少量水，在25℃环境下培养5-7天后，玉米长出嫩芽；

（f）取步骤（d）的土壤，装于装置中的离心管（7）中，选取步骤（e）中已发芽的种子，用镊子夹取一粒放置于离心管（7）中，嫩芽朝上且位于离心管的中心，在种子上覆土，添加少量水分后将离心管盖（6）拧紧；

（g）5天以后，玉米幼苗从离心管（7）中间孔中长出，选取生长一致的幼苗，采用南大704硅胶将中间孔密封；

（h）将进水管（4）、第二气体收集瓶（13）的管道插入离心管（7）后，采用南大704硅胶密封，防止漏气；

（i）待玉米长势稳定后，将空气罩（1）连接于离心管盖（6）上，打开第一开关（8）及第一抽气装置（9），将第二开关（5）、第三开关（11）、第四开关（14）关闭；

（j）通过进水管（4），采用5ml Eppendorf 移液枪向离心管（7）中添加5-10ml含铵态氮、硝态氮及¹³C,¹⁵N双标记的Gly，各氮源的比例与淋洗液中检测到的氮源的比例一致，浓度根据试验目的确定；

（k）每隔两天，打开第四开关（14）及第三开关（11），抽取离心管（7）中的气体到第二气体收集瓶（13）中，抽气完成后关闭第四开关（14）及第三开关（11）；

（l）在抽取离心管气体后，通过进水管（4）添加纯净水；

（m）培养15-35天后，破坏性采样，将地上部与根系分开，地上部用超纯水洗净后放置于冷冻干燥机中冷冻干燥，根系用自来水清洗后，用超声波清洗，然后用0.5mol L^-1CaCl₂清洗吸附于根系表面的氮素，最后用超纯水冲洗干净，用吸水纸擦干净后，放置于冷冻干燥机中冷冻干燥；

（n）测定土壤样品中的微生物碳氮及丰度；

（o）将干燥后的样品采用微量球磨仪研磨，采用同位素质谱仪测定样品中碳氮丰度；

（p）采用第一气体收集瓶（10）、植株中的碳氮丰度，计算植物氨基酸对玉米生长的营养贡献，

（q）根据微生物含量及第二气体收集瓶（13）的含量及丰度，确定微生物的利用量。