专利名称：一种土壤硝化作用潜势测定的方法
技术领域：
本发明涉及土壤硝化作用潜势的测定，具体的说是一种新的土壤硝化(氨氧化) 作用潜势的测定方法。
背景技术：
硝化作用(Nitrification)是指在硝化细菌的作用下使土壤中的氨(或铵)转化成硝酸盐的过程。硝化作用(NH3 — NO2-— NO3-)的微生物代谢包括硝化作用(即氨氧化作用)和亚硝化作用两个过程，分别由氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化菌两类微生物催化进行 (文献1 贺纪正，张丽梅，氨氧化微生物生态学与氮循环研究进展，生态学报，2009，四(1) 406-415)。氨氧化作用是硝化作用的第一个反应步骤，也是限速步骤，是全球氮循环的中心环节，与氮素的有效利用甚为相关(文献2:Prosser J I. Autotrophicnitrification in bacteria. Advances in Microbial Physiology,1989,30 :125-181.文献 3 :Deboer W, Gunnewiek P J A K, Vecnhuis M, etal. Nitrification at low pH by aggregated chemolithotropkicbacteria. Applied and Environmental Microbiology. 1991,57 3600-3604.)；关于因硝化作用引起的环境污染问题，亦日益受到研究者们的重视，因此测定硝化作用有重要意义。现阶国内外测定土壤硝化作用的方法多采用土壤培养法(文献4:鲁如坤，土壤农业化学分析方法，北京中国农业科技出版社，2000 )，主要步骤包括1)培养取相当于20g干土的新鲜土壤于大小适合的容器中(100-250mL的广口瓶或三角瓶)，每只瓶中按 IOOg干土 25mg N的比例加入(NH4)2S04。根据试验目的，调节土壤湿度(一般持水量60%)。 同时设置不加(NH4)2SO4的对照处理，然后立即用乙烯薄膜盖好瓶口，30°C恒温培养5-20d。 2)测定用IOOml KCl溶液Qmol/L)浸提土样，震荡Ih后过滤；取滤液若干ml，可采用 MgO-定氮合金(第威德合金)蒸馏法测定或者镉还原-重氮化偶合比色法测定其N03_含量，以培养土壤中N03_含量减去原土中N03_的含量来计算土壤硝化作用强度。使用该方法对土壤硝化作用进行测定有如下缺点1)传统方法中需要测定N03_含量，而当前N03_含量的测定方法较为复杂且耗时；幻该方法以培养前后N03_含量差值代表硝化作用，其实主要代表的是亚硝化作用；3)在培养前需要调节土壤含水量，且在培养期间每隔2-3天加水，此过程耗时费力。
发明内容
本发明的目的是提供一种重复性好，重现性高，并且简单易行的测定土壤硝化作用潜势的方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下采用土壤悬液培养法代替传统的土壤培养法，并加入定量的KClO3或NaClO3抑制 NO2-氧化为N03_，培养24h后用KCl浸提土壤中的N02_ ；过滤后，采用分光光度法测定滤液中的NO2-含量，最后以培养前后NO2-含量差值代表土壤硝化作用潜势。具体步骤如下
1)称取过筛Omrn)新鲜土 5g，置于IOOml的三角瓶中，加入20ml含有ImM(NH4)2SO4 的磷酸缓冲溶液(PBS)溶液和Iml的KClO3 (0. 2-0. 4mol/L)，混勻，封好乙烯薄膜，扎4_5个小孔，然后将其置于恒温震荡培养箱内培养Mh。另有原土的KCl浸提溶液保存在-20°C下， 等培养结束后一起测定NO2-含量；2)同时称取适量过筛好的土壤样品，按照GB7172的要求进行土壤水分的测定；3)培养结束后，用IOml KCl (2mol/L)浸提土壤，震荡Ih后过滤；4)标准曲线制备用一组7个25ml容量瓶，分别加入不同量的亚硝酸盐标准液， 并对应加入2ml的KCl溶液Qmol/L)，向每个容量瓶中加入5ml显色剂，充分混合，在室温条件下静置15min。用分光光度计在波长为540nm处比色，N02_含量(μ g)为横坐标绘制校准曲线；5)取滤液2ml置于25ml的容量瓶中，加入5ml显色剂充分混合，在室温条件下静置15min后，用分光光度计在540nm处比色测定其N02_浓度。试验结果计算N = (C原土-C培养土 )/(5 X (I-W))式中N——土壤硝化作用潜势(ug/g · 24h)C g±——原土中 NO2-量(ug)C培养土——相应培养土中NO2-量(ug)W——鲜土的含水量(g)本方法涉及的原理1. ClO3-根离子抑制 NO2-氧化为 NO3- :2N02>02 擁 > 2N0f; 2. NO2-根与磺胺反应生成重氮盐，再与盐酸N- (1-萘基)-乙二胺偶联生成紫红色
染料，在一定浓度范围内，亚硝酸盐氮浓度与吸光度值符合朗伯-比尔定律。
权利要求
1.一种土壤硝化作用潜势测定的方法，其特征在于采用土壤悬液培养法，并加入定量的KClO3和NaClO3抑制NO2.氧化为N03_，培养24h后用KCl浸提土壤中的NO2-；过滤后，采用分光光度法测定滤液中的NO2-含量，最后以培养前后NO2-含量差值代表土壤硝化作用潜势。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于具体步骤如下1)称取新鲜土5g，置于空器中，加入20ml含有ImM(NH4)2SO4的磷酸缓冲溶液和Iml的 0. 2-0. 4mol/L KClO3,混勻，封口，封口处设有小孔，然后将其置于恒温震荡培养箱内培养 24h ；2)同时称取土壤样品，按照GB7172的要求进行土壤水分的测定；3)培养结束后，用IOml的2mol/LKCl液浸提土壤，震荡Ih后过滤；4)标准曲线制备用一组5个以上25ml容量瓶，分别加入不同量的亚硝酸盐标准液， 并对应加入2ml的2mol/L KCl溶液，向每个容量瓶中加入5ml显色剂，充分混合，在室温条件下静置15min ；用分光光度计在波长为540nm处比色，N02_含量(μ g)为横坐标绘制校准曲线；5)取滤液2ml置于25ml的容量瓶中，加入5ml显色剂充分混合，在室温条件下静置 15min后，用分光光度计在540nm处比色测定其N02_浓度；6)另取新鲜土，即原土5g采用IOml的2mol/L KCl液浸提土壤，震荡Ih后过滤，取滤液2ml置于25ml的容量瓶中，加入5ml显色剂充分混合，在室温条件下静置15min后，用分光光度计在MOnm处比色测定其N02_浓度。试验结果计算N = (G原土-G培养土)Λ5Χ (I-W))式中Ν——土壤硝化作用潜势(ug/g · 24h) cg±——原土中N02_量(ug)—相应培养土中NO2-量(ug) W——鲜土的含水量(g)。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于显色剂配制溶液1 称取0. 4g磺胺(C6H8N2O2Q，放入盛有约50ml水的烧杯中，然后加入40ml盐酸， 搅拌溶解，再转移到200ml容量瓶中并用去离子水定容；溶液2 称取0. Ig奈乙二胺盐酸盐(C12H16N2C12 ·2Ηα)，放入烧杯中充分搅拌溶解，再转移到IOOml棕色容量瓶并用去离子水定容；显色溶液分别吸取80ml溶液1和20ml溶液2置于IOOml棕色容量瓶中，充分混合。
全文摘要
本发明涉及一种测定土壤氨氧化潜势的方法，采用土壤悬液培养法，并加入定量的KClO3和NaClO3抑制NO2-氧化为NO3-，培养24h后用KCl浸提土壤中的NO2-；过滤后，采用分光光度法测定滤液中的NO2-含量，最后以培养前后NO2-含量差值代表土壤硝化作用潜势。本发明方法重复性好，重现性高，简单易行。
文档编号G01N21/78GK102478525SQ201010565600
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者周桦, 宇万太, 徐永刚, 马强 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所