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BaPS土壤碳氮转化测量系统
一、用途
陆地生态系统碳、氮循环密切相关，碳贮量和碳通量在很大程度上受氮循环的影响和限制。大气氮沉降借助其对土壤碳固定、植物氮素利用等的直接或间接作用，极大地干预了生态系统碳蓄积和氮素重新分配过程。作为同时定量测定土壤硝化和反硝化作用的首选方法，BaPS系统采用世界先进的气压过程分离（BaPS）技术，针对原状土壤样品进行硝化速率、反硝化速率以及土壤呼吸速率的测定。测量结果精确，与15N同位素稀释技术的测量结果高度相关。可实现特定时间土壤中占主导地位微生物学过程（硝化作用和/或反硝化作用）的判断，并评价施肥管理条件下硝酸盐淋溶和N2O的释放，评估土壤氮素损失和大气环境污染的潜在途径。成为氮沉降条件下碳氮耦合循环研究的有效解决方案！
二、 测量原理
在气密性良好的恒温系统中放置通气良好的土样，通过记录系统中O2、CO2、气压、温度等参数，即时得到硝化率、反硝化率和土壤呼吸率。
土壤呼吸是一个净气体既不产生也不消耗的过程，也就是说净气体产生量Δn/Δt=0，因为消耗的氧气量和生成的CO2气体量是相同的，所以呼吸系数等于1.0，这和在充气良好的土壤中是一样的。
硝化作用使得系统里的压力降低，因为每mol铵需要消耗0.5mol分子氧，但是不产生任何气体。
然而反硝化作用却使系统里压力增加，因为在4mol硝酸根完成还原反应后，除了产生N2外，还有2.5mol CO2气体产生。
如果发现净压力降低，那么系统中硝化作用占主导地位。同样，如果压力增加就说明反硝化作用占主导地位。可以用下面的反应式来描述上面的三个微生物反应：
a) 土壤呼吸 CH2O+O2 CO2+H2O（压力平衡）
b）硝化作用 NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+（压力降低）
c) 反硝化作用 5CH2O+4NO3-+4H+ 5CO2+7H2O+2N2（压力增加）
土样顶部的CO2浓度和O2浓度（随意的N2O浓度）可以随着系统压力一起被检测到。
通过测试系统中压力的改变来确定4个反应过程总的平衡。
将氧气的平衡和二氧化碳的平衡合并，可以确定反硝化过程中产生的气体氮化合物的分子式。
如果通过气压测得系统总气体平衡不能被氧气平衡和二氧化碳平衡来说明的话
（总气体平衡 氧气平衡+二氧化碳平衡），那么平衡差就必然是在反硝化过程中产生的气态氮化合物。
用下列不同的公式来区分这些：
其中： VBS 代表土柱中气体存留量
R 表示通用气体常数（R=8.314JK-1mol-1）
T 表示温度[k]
P(x) 表示时间X时的气压
索引：Den：反硝化；Nit硝化；Res呼吸；aq液相
逐步分解和替代后，得到总的公式：
因此，NxOy是气体变化、二氧化碳变化和氧气变化的差值。可以通过反向平衡定量测得土壤呼吸和硝化反应。
三、系统特点
实验和维护成本远远低于15N同位素稀释技术
可以实现无扰动原状土样的测定
数据图形化显示，结果趋势一目了然
不需要施加外源15N同位素
不需要添加抑制剂
系统便于操作和维护
四、系统组成
l 气密测量室：带7个100ml（或3个250ml）取样环刀
l 测量盖：带O2传感器、CO2传感器、压力传感器、温度传感器
l 数据界面单元：与PC机通讯
l 恒温水浴单元
l 软件
l 取样套件
l 备品备件
五、 技术指标
测量范围： CO2 ：0…3Vol%, 精度：+/- 2%
O2 ： 15..21Vol%, 精度：+/- 1%
气压：800….1200hPa, 精度：+/-0.1%
温度：-30….70℃，精度: 0.1℃
气密测量室: 100ml，高40.5mm，外径60mm
或：250ml，高50mm，外径84mm
THERMO恒温水浴单元：
¡ 用于控制测量室的温度 采用循环水浴，温度控制高度稳定
¡ 可外接温度传感器 RS232界面
THERMO-WA NG 浸入式冷却水浴---水浴最大容积：18-30 L
工作温度范围：-10℃~150℃
精度：+/-0.01ºC
20℃冷却能力：250W
加热能力：230v/50-60Hz：2kW
流量：12.5 l/min/300mbar
水域尺寸：(宽×长×深): 30×35×20cm
最大耗电：2300VA
THERMO-UM NG循环式冷却水浴---水浴最大容积 3L
工作温度： -10℃~150℃
精度：+/-0.01ºC
20℃冷却能力：250W
加热能力：230v/50-60Hz：2kW
最大耗电：2300VA
取样组件：
AZ-HSS-100-24取样组件：由原状土取样器1个、击打手柄1个、
T型手柄1个、100cm延长杆4根、
50cm延长杆1根、预打孔钻头1个、
吸能锤1把、钢制刮刀1把、钢铲1
把、清洁刷1把、扳手2个、卷尺1
个、手套1副、铝箱1个、24个容积100ml的环刀（高40.5mm、外
径60mm、内径56mm）
AZ-HSS-250-12取样组件：由原状土取样器1个、击打手柄1个、T型手柄1个、100cm延长杆
4根、50cm延长杆1根、预打孔钻头1个、吸能锤1把、钢制刮刀1
把、钢铲1把、清洁刷1把、扳手2个、卷尺1个、手套1副、铝箱
1个、12个容积250ml的环刀（高50mm、外径84mm、内径80mm）
六、 产地：德国UMS
陆地生态系统碳、氮循环密切相关，碳贮量和碳通量在很大程度上受氮循环的影响和限制。大气氮沉降借助其对土壤碳固定、植物氮素利用等的直接或间接作用，极大地干预了生态系统碳蓄积和氮素重新分配过程。作为同时定量测定土壤硝化和反硝化作用的首选方法，BaPS系统采用世界先进的气压过程分离（BaPS）技术，针对原状土壤样品进行硝化速率、反硝化速率以及土壤呼吸速率的测定。测量结果精确，与15N同位素稀释技术的测量结果高度相关。可实现特定时间土壤中占主导地位微生物学过程（硝化作用和/或反硝化作用）的判断，并评价施肥管理条件下硝酸盐淋溶和N2O的释放，评估土壤氮素损失和大气环境污染的潜在途径。成为氮沉降条件下碳氮耦合循环研究的有效解决方案！
二、 测量原理
在气密性良好的恒温系统中放置通气良好的土样，通过记录系统中O2、CO2、气压、温度等参数，即时得到硝化率、反硝化率和土壤呼吸率。
土壤呼吸是一个净气体既不产生也不消耗的过程，也就是说净气体产生量Δn/Δt=0，因为消耗的氧气量和生成的CO2气体量是相同的，所以呼吸系数等于1.0，这和在充气良好的土壤中是一样的。
硝化作用使得系统里的压力降低，因为每mol铵需要消耗0.5mol分子氧，但是不产生任何气体。
然而反硝化作用却使系统里压力增加，因为在4mol硝酸根完成还原反应后，除了产生N2外，还有2.5mol CO2气体产生。
如果发现净压力降低，那么系统中硝化作用占主导地位。同样，如果压力增加就说明反硝化作用占主导地位。可以用下面的反应式来描述上面的三个微生物反应：
a) 土壤呼吸 CH2O+O2 CO2+H2O（压力平衡）b）硝化作用 NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+（压力降低） c) 反硝化作用 5CH2O+4NO3-+4H+ 5CO2+7H2O+2N2（压力增加）土样顶部的CO2浓度和O2浓度（随意的N2O浓度）可以随着系统压力一起被检测到。
通过测试系统中压力的改变来确定4个反应过程总的平衡。
将氧气的平衡和二氧化碳的平衡合并，可以确定反硝化过程中产生的气体氮化合物的分子式。
如果通过气压测得系统总气体平衡不能被氧气平衡和二氧化碳平衡来说明的话
（总气体平衡 氧气平衡+二氧化碳平衡），那么平衡差就必然是在反硝化过程中产生的气态氮化合物。用下列不同的公式来区分这些：
其中： VBS 代表土柱中气体存留量
R 表示通用气体常数（R=8.314JK-1mol-1）
T 表示温度[k]
P(x) 表示时间X时的气压
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逐步分解和替代后，得到总的公式：
因此，NxOy是气体变化、二氧化碳变化和氧气变化的差值。可以通过反向平衡定量测得土壤呼吸和硝化反应。
三、系统特点
实验和维护成本远远低于15N同位素稀释技术
可以实现无扰动原状土样的测定
数据图形化显示，结果趋势一目了然
不需要施加外源15N同位素
不需要添加抑制剂
系统便于操作和维护
四、系统组成
l 气密测量室：带7个100ml（或3个250ml）取样环刀
l 测量盖：带O2传感器、CO2传感器、压力传感器、温度传感器
l 数据界面单元：与PC机通讯
l 恒温水浴单元
l 软件
l 取样套件
l 备品备件
五、 技术指标
测量范围： CO2 ：0…3Vol%, 精度：+/- 2%
O2 ： 15..21Vol%, 精度：+/- 1%
气压：800….1200hPa, 精度：+/-0.1%
温度：-30….70℃，精度: 0.1℃
气密测量室: 100ml，高40.5mm，外径60mm
或：250ml，高50mm，外径84mm
THERMO恒温水浴单元：
¡ 用于控制测量室的温度 采用循环水浴，温度控制高度稳定
¡ 可外接温度传感器 RS232界面
THERMO-WA NG 浸入式冷却水浴---水浴最大容积：18-30 L
工作温度范围：-10℃~150℃
精度：+/-0.01ºC
20℃冷却能力：250W
加热能力：230v/50-60Hz：2kW
流量：12.5 l/min/300mbar
水域尺寸：(宽×长×深): 30×35×20cm
最大耗电：2300VA
THERMO-UM NG循环式冷却水浴---水浴最大容积 3L
工作温度： -10℃~150℃
精度：+/-0.01ºC
20℃冷却能力：250W
加热能力：230v/50-60Hz：2kW
最大耗电：2300VA
取样组件：
AZ-HSS-100-24取样组件：由原状土取样器1个、击打手柄1个、
T型手柄1个、100cm延长杆4根、
50cm延长杆1根、预打孔钻头1个、
吸能锤1把、钢制刮刀1把、钢铲1
把、清洁刷1把、扳手2个、卷尺1
个、手套1副、铝箱1个、24个容积100ml的环刀（高40.5mm、外
径60mm、内径56mm）
AZ-HSS-250-12取样组件：由原状土取样器1个、击打手柄1个、T型手柄1个、100cm延长杆
4根、50cm延长杆1根、预打孔钻头1个、吸能锤1把、钢制刮刀1
把、钢铲1把、清洁刷1把、扳手2个、卷尺1个、手套1副、铝箱
1个、12个容积250ml的环刀（高50mm、外径84mm、内径80mm）
六、 产地：德国UMS