近日，北京易科泰生态技术有限公司成功交付黑龙江八一农垦大学农学院一套便携式土壤呼吸实验测量系统，为该单位在土壤碳循环和生态系统功能领域的研究提供了强大助力。该系统可同时测量监测土壤CO2、氧气和水汽，还可选配CH4测量监测；主机系统集成于便携箱内，既可用于实验室土壤呼吸实验模拟测量监测、土壤微生物活力监测，也可用于野外“原位”测量土壤呼吸、湿地土壤呼吸等。

图1 左：便携式土壤呼吸实验测量系统；右：安装培训现场

培训过程中，测得土壤CO2排放速率为0.622μmol/m²·s。

图2 二氧化碳浓度随时间变化

• 国际研究进展：便携式土壤呼吸测量仪助力微生物碳利用效率研究

  美国肯特州立大学的Kyle E. Smart团队利用便携式土壤呼吸实验测量系统在《Biogeosciences》期刊发表了一项关于土壤微生物碳利用效率（CUE）的创新性研究。该研究通过连续监测土壤中二氧化碳和氧气的浓度变化，揭示了微生物在土壤碳循环中的关键作用。

  研究团队使用便携式土壤呼吸实验测量系统构建了一套自动化气体采样装置，能够以2小时为间隔连续监测土壤呼吸过程中的气体浓度。实验中，研究人员向土壤中添加了不同量的葡萄糖作为底物，模拟自然环境中植物凋落物对土壤微生物的刺激作用。通过精确测量土壤呼吸过程中的二氧化碳和氧气浓度，研究人员计算出呼吸商（RQ），并进一步推导出微生物的碳利用效率（CUE）。

图3 左：CO₂产生量、O₂消耗量和RQ值随时间变化结果；中：微生物碳利用效率（CUE）和生物量生产的动态变化；右：不同葡萄糖添加量下，土壤中碳的分布情况

  研究结果显示，在葡萄糖添加后，土壤呼吸商（RQ）显著高于1.0，表明微生物在利用葡萄糖进行呼吸的同时，还将其部分转化为生物量和其他生物合成产物。这一发现突破了传统认知，即微生物在利用简单碳源时RQ应接近1.0。通过理论推导，研究人员建立了RQ与CUE之间的定量关系，发现随着CUE的增加，RQ值也相应升高。这一关系为实时监测土壤微生物的碳利用效率提供了一种新的方法。

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