目錄
序
前言
第1章 土壤氮循環(huán)研究方法概述 1
1.1 導(dǎo)言 1
1.2 土壤氮循環(huán) 1
1.2.1 土壤氮形態(tài)及其轉(zhuǎn)化 1
1.2.2 土壤氮循環(huán)過程 2
1.3 土壤氮循環(huán)研究方法 3
1.3.1 表觀通量直接觀測(cè) 3
1.3.2 氮穩(wěn)定同位素技術(shù) 4
1.3.3 分子生物技術(shù) 4
1.3.4 模型模擬 5
1.4 展望 5
參考文獻(xiàn) 6
第2章 土壤氮素初級(jí)轉(zhuǎn)化速率測(cè)定方法 7
2.1 導(dǎo)言 7
2.2 同位素稀釋法測(cè)定氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率的基本原理 7
2.3 氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率的數(shù)值模型分析方法簡(jiǎn)介 9
2.4 15N 成對(duì)標(biāo)記結(jié)合數(shù)值分析模型研究氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率的方法 11
2.4.1 準(zhǔn)備土壤樣品 11
2.4.2 土壤氮庫的標(biāo)記方法 11
2.4.3 氮加入量、15N豐度和標(biāo)記物種類 13
2.4.4 培養(yǎng)時(shí)間和取樣時(shí)間間隔 15
2.5 初級(jí)轉(zhuǎn)化速率方法在土壤氮轉(zhuǎn)化研究中的應(yīng)用 16
參考文獻(xiàn) 18
第3章 利用膜進(jìn)樣質(zhì)譜(MIMS)法研究淹水環(huán)境反硝化過程 21
3.1 導(dǎo)言 21
3.2 MIMS組成及其原理 22
3.3 利用MIMS法測(cè)定濕地和稻田凈脫氮過程 23
3.4 利用MIMS法測(cè)定濕地和稻田反硝化及厭氧氨氧化過程 25
參考文獻(xiàn) 28
第4章 ROFLOW系統(tǒng)在旱地土壤反硝化脫氮研究中的應(yīng)用 30
4.1 導(dǎo)言 30
4.2 旱地土壤反硝化測(cè)定方法的研究進(jìn)展 30
4.3 ROFLOW旱地土壤反硝化培養(yǎng)測(cè)定系統(tǒng)的原理、構(gòu)造和方法 31
4.3.1 測(cè)定原理 31
4.3.2 系統(tǒng)構(gòu)造 31
4.3.3 培養(yǎng)系統(tǒng)操作方法 34
4.4 ROFLOW旱地土壤反硝化培養(yǎng)測(cè)定系統(tǒng)的應(yīng)用案例 35
4.5 方法展望 37
參考文獻(xiàn) 37
第5章 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法在土壤氮?dú)馀欧艤y(cè)定中的應(yīng)用 39
5.1 導(dǎo)言 39
5.2 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法發(fā)展簡(jiǎn)史與密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法的原理與適用條件 39
5.3 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法的具體操作步驟 41
5.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 41
5.3.2 土壤樣品采集與準(zhǔn)備 42
5.3.3 頂空氣體置換 42
5.3.4 土壤樣品培養(yǎng)與N2排放速率測(cè)定 42
5.3.5 結(jié)果計(jì)算 43
5.4 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法應(yīng)用案例 43
5.4.1 運(yùn)用密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法評(píng)估乙炔抑制法 43
5.4.2 運(yùn)用密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法驗(yàn)證田間原位無擾動(dòng)土壤N2通量測(cè)定方法(氮同位素自然豐度法) 45
5.4.3 運(yùn)用密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法研究土壤氮素循環(huán)過程 46
5.5 方法展望 47
參考文獻(xiàn) 47
第6章 農(nóng)田氨揮發(fā)測(cè)定方法 50
6.1 導(dǎo)言 50
6.2 農(nóng)田氨揮發(fā)測(cè)定方法簡(jiǎn)介 50
6.3 箱式法 51
6.3.1 密閉室法 51
6.3.2 通氣室法 53
6.4 微氣象學(xué)法 58
6.4.1 梯度擴(kuò)散法 58
6.4.2 渦度相關(guān)法 59
6.4.3 質(zhì)量平衡法 60
6.5 可調(diào)二極管激光吸收光譜-反向拉格朗日隨機(jī)擴(kuò)散模型法(TDLAS-BLS 法) 61
參考文獻(xiàn) 63
第7章 農(nóng)田氮徑流和淋溶研究方法 65
7.1 導(dǎo)言 65
7.2 氮徑流研究方法 66
7.2.1 野外觀測(cè)方法 66
7.2.2 人工模擬降雨方法 70
7.2.3 模型模擬方法 71
7.3 氮淋溶研究方法 75
7.3.1 野外觀測(cè)方法 75
7.3.2 控制試驗(yàn)方法 77
7.3.3 模型模擬方法 80
參考文獻(xiàn) 82
第8章 大氣氮沉降測(cè)定方法 87
8.1 導(dǎo)言 87
8.2 濕沉降測(cè)量方法 88
8.2.1 雨量器法 88
8.2.2 降雨自動(dòng)采集法 88
8.2.3 離子交換樹脂法 89
8.3 干沉降測(cè)量方法 89
8.3.1 微氣象學(xué)法 89
8.3.2 推算法 92
8.3.3 替代面法 95
8.4 氮素云霧沉降測(cè)量方法 95
8.4.1 云霧水沉降量的估算 96
8.4.2 云霧水中氮濃度的估算 98
8.5 氮沉降的其他測(cè)量方法 99
8.5.1 生物指示法 99
8.5.2 森林氮沉降評(píng)估-穿透雨法 100
8.5.3 15N 同位素溯源法 101
8.5.4 衛(wèi)星遙感法 102
8.5.5 模型評(píng)估法 103
8.6 方法的不確定性與未來展望 103
參考文獻(xiàn) 104
第9章 土壤N2O排放通量測(cè)定方法——靜態(tài)箱-氣相色譜法 108
9.1 導(dǎo)言 108
9.2 土壤N2O產(chǎn)生過程 108
9.2.1 硝化作用 109
9.2.2 反硝化作用 109
9.2.3 硝化細(xì)菌反硝化 110
9.2.4 硝態(tài)氮異化還原成銨作用 110
9.2.5 化學(xué)反硝化 110
9.3 土壤N2O排放通量監(jiān)測(cè)方法 110
9.3.1 靜態(tài)箱法-氣相色譜法基本原理 111
9.3.2 靜態(tài)箱法觀測(cè)時(shí)間 111
9.3.3 靜態(tài)箱法制作材料 111
9.3.4 農(nóng)田土壤靜態(tài)箱基本構(gòu)成 112
9.3.5 采樣氣樣N2O濃度分析 115
9.3.6 N2O排放通量計(jì)算公式 115
9.3.7 動(dòng)態(tài)箱法 115
參考文獻(xiàn) 116
第10章 同位素異位體法在土壤N2O溯源中的應(yīng)用 118
10.1 導(dǎo)言 118
10.2 質(zhì)譜分析法 119
10.2.1 方法原理 119
10.2.2 方法步驟 119
10.2.3 應(yīng)用案例 122
10.3 紅外激光吸收光譜分析法 123
10.3.1 方法原理 123
10.3.2 方法步驟 125
10.3.3 應(yīng)用案例 128
10.4 方法展望 129
參考文獻(xiàn) 129
第11章 土壤HONO氣體排放測(cè)定 132
11.1 導(dǎo)言 132
11.2 大氣HONO濃度測(cè)定方法 132
11.2.1 濕化學(xué)方法 132
11.2.2 光譜方法 137
11.3 HONO氣體15N同位素測(cè)定方法 138
11.3.1 LOPAP-HPLC-MS的測(cè)定原理 138
11.3.2 樣品的前處理 139
11.3.3 HPLC-MS分析 140
11.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線 141
11.3.5 計(jì)算15N相對(duì)豐度 141
11.3.6 儀器檢測(cè)限 142
11.3.7 其他HO15NO測(cè)定方法 142
11.4 土壤與大氣界面HONO氣體通量測(cè)定方法 142
11.4.1 動(dòng)態(tài)箱系統(tǒng)簡(jiǎn)介 143
11.4.2 土壤HONO排放的測(cè)定 144
11.4.3 基于化學(xué)平衡理論的土壤HONO排放通量的計(jì)算 145
11.5 小結(jié) 146
參考文獻(xiàn) 147
第12章 農(nóng)田系統(tǒng)生物固氮測(cè)定方法 151
12.1 導(dǎo)言 151
12.2 農(nóng)田系統(tǒng)生物固氮資源 151
12.3 生物固氮測(cè)定方法 152
12.3.1 總氮差異法 153
12.3.2 15N同位素稀釋法 153
12.3.3 15N自然豐度法 154
12.3.4 15N2示蹤法 155
12.3.5 乙炔還原法 158
參考文獻(xiàn) 159
第13章 土壤環(huán)境中不同形態(tài)氮穩(wěn)定同位素測(cè)定方法 163
13.1 導(dǎo)言 163
13.2 氮穩(wěn)定同位素方法原理 163
13.3 氮穩(wěn)定同位素測(cè)定方法 165
13.3.1 氮穩(wěn)定同位素分析技術(shù) 165
13.3.2 樣品預(yù)處理 166
13.4 氮穩(wěn)定同位素方法在土壤氮循環(huán)中的應(yīng)用與展望 170
參考文獻(xiàn) 171
第14章 基于穩(wěn)定同位素技術(shù)的水體硝酸鹽來源辨別方法 174
14.1 導(dǎo)言 174
14.2 氮氧同位素溯源水體硝酸鹽原理 174
14.3 水體硝酸鹽污染源定性判別方法 175
14.4 水體硝酸鹽污染源定量解析方法 178
14.4.1 質(zhì)量平衡混合模型法 178
14.4.2 貝葉斯同位素模型法 179
14.4.3 定量解析過程中的反硝化作用 180
14.5 方法應(yīng)用實(shí)例 180
14.5.1 樣品采集、處理與測(cè)定 181
14.5.2 水體硝酸鹽定性分析 182
14.5.3 水體硝酸鹽來源定量分析 183
參考文獻(xiàn) 186
第15章 氮轉(zhuǎn)化過程功能微生物表征方法 188
15.1 導(dǎo)言 188
15.2 微生物驅(qū)動(dòng)的氮轉(zhuǎn)化過程 189
15.3 氮轉(zhuǎn)化功能微生物表征的方法 191
15.3.1 基于功能基因的實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù) 191
15.3.2 基于氮轉(zhuǎn)化功能基因的高通量測(cè)序技術(shù) 194
15.3.3 基于氮轉(zhuǎn)化微生物活性的13C-DNA/RNA-SIP技術(shù) 196
15.3.4 基于細(xì)胞水平的氮轉(zhuǎn)化微生物表征方法 204
參考文獻(xiàn) 212