真空栗10处于打开状态，关闭第五阀门11、第六阀门 14,打开第四阀门8,对土体柱4抽真空后，再抽20min，之后打开第二阀门6,再抽5min，之后 关闭第三阀门17、第六阀门14,多次抽气，使得土壤中残留的三氯甲烷挥发干净，在无菌操 作台上取O.Olg 土体柱4中土壤，采用牛肉膏蛋白胨检测是否染菌；
[0060] (5)调节土壤含水量:经注射器1向土体柱4中添加31.5ml纯净水，使土壤含水量达 到其最大持水量；
[0061 ] (6)添加标记氨基酸:取15〇!111浓度为120〇1^~/1， 1^丰度为98%的同位素标记赖 氨酸溶液，经注射器1缓慢添加到土体柱4中，打开第七阀门15,将渗滤液收集到集液瓶16 中，采用元素分析仪-同位素质谱仪分析渗滤液中氮素含量及同位素丰度，通过比较原始添 加的氨基酸浓度与渗滤液中浓度之差，就可以得知被土壤吸附的氨基酸的数量，从而评价 特定土壤对某一氨基酸的吸附能力。
[0062] 实施例7
[0063] (1)装置准备:将仙居高山土壤自然风干后过2mm筛，取50g已过筛土壤加入土体柱 4中，烧杯13内添加5ml三氯甲烷后，放置于贮气罐12中，之后将上述装置按图1连接起来； [0064] (2)制备三氯甲烷气体:关闭第一阀门2、第二阀门6、第五阀门11、第七阀门15,打 开第四阀门8、第六阀门14、第三阀门17,打开真空栗10,抽真空后首先关闭第三阀门17、再 关闭真空栗10,然后关闭第四阀门8,待烧杯13内三氯甲烷全部转变为气体后，打开第二阀 门6放入少量空气，以维持装置内部压强与外界相同，立即关闭第二阀门6,打开第三阀门 17、第五阀门11，保持第四阀门8、第六阀门14处于打开状态；
[0065] (3) 土壤及装置灭菌:打开真空栗10,使三氯甲烷气体在真空栗10、贮气罐12、土体 柱4中循环4h;
[0066] 4)土壤去除三氯甲烷：保持真空栗10处于打开状态，关闭第五阀门11、第六阀门 14,打开第四阀门8,对土体柱4抽真空后，再抽20min，之后打开第二阀门6,再抽5min，之后 关闭第三阀门17、第六阀门14,多次抽气，使得土壤中残留的三氯甲烷挥发干净，在无菌操 作台上取O.Olg 土体柱4中土壤，采用牛肉膏蛋白胨检测是否染菌；
[0067] (5)调节土壤含水量:经注射器1向土体柱4中添加31.5ml纯净水，使土壤含水量达 到其最大持水量；
[0068] (6)添加标记氨基酸:取15〇1111浓度为120〇1^~/1，1力丰度为98%的同位素标记谷 氨酸溶液，经注射器1缓慢添加到土体柱4中，打开第七阀门15,将渗滤液收集到集液瓶16 中，采用元素分析仪-同位素质谱仪分析渗滤液中氮素含量及同位素丰度，通过比较原始添 加的氨基酸浓度与渗滤液中浓度之差，就可以得知被土壤吸附的氨基酸的数量，从而评价 特定土壤对某一氨基酸的吸附能力。
[0069] 实施例8
[0070] 不同土壤类型对不同氨基酸的吸附能力比较结果参见表1。
[0071] 表1:不同土壤类型对不同氨基酸的吸附能力
[0072]
[0073] 从表1可以看出，不同土壤类型对同一种氨基酸的吸附能力存在明显的差异，且同 一种土壤对不同氨基酸的吸附能力也存在明显的差异。土体柱中土壤完全灭菌是保证后续 操作准确性的重要前提，从检菌结果来看，该方法能有效的对土壤灭菌。紫金港湿地土壤对 不同氨基酸的吸附能力的大小顺序为赖氨酸大于甘氨酸，甘氨酸大于谷氨酸，在仙居高山 土壤中也存在类似的规律。根据氨基酸自身特性分析，赖氨酸属于极性带正电荷氨基酸，而 土壤颗粒属于带负电荷基团，异电荷相互吸引，总而导致了赖氨酸的吸附量较高，与之相 反，谷氨酸属于带负电荷极性氨基酸，其与土壤基团相互排斥，因此其吸附量相对较小。甘 氨酸属于中性氨基酸，吸附量介于两者之间。从不同土壤类型来看，紫金港湿地土壤对氨基 酸的吸附能力明显高于仙居高山土壤，分析原因可能是湿地土壤有机质含量高，质地细腻， 对氨基酸具有更强的吸附性能。综上所述，该方法能够有效地测定土壤对氨基酸的吸附能 力。
【主权项】
1. 一种测定土壤对氨基酸吸附能力的装置，其特征在于，由注射器（1)、第一阀门（2)、 第一过滤器(3)、土体柱(4)、钢丝支撑网（5)、第二阀门（6)、第二过滤器(7)、第四阀门（8)、 第三过滤器(9)、真空栗（10)、第五阀门（11)、贮气罐（12)、烧杯（13)、第六阀门（14)、第七阀 门（15)、集液瓶（16)、第三阀门（17)组成;真空栗（10)、贮气罐（12)、土体柱⑷依次连接，注 射器（1)、第一阀门（2)、第一过滤器(3)位于土体柱(4)上部，且注射器（1)、第一阀门（2)、第 一过滤器(3)依次连接，第二阀门（6)、第二过滤器(7)位于土体柱(4)下方一侧，钢丝支撑网 (5)位于土体柱(4)下部，土体柱(4)下部设有第七阀门（15)，集液瓶（16)位于土体柱(4)下 部，真空栗（10)与土体柱(4)连接处设有第三阀门（17 )，贮气罐（12)与土体柱(4)的连接处 设有第六阀门（14)，真空栗（10)与贮气罐（12)连接处设有第五阀门（11)，真空栗（10)上部 设有第四阀门（8)、第三过滤器(9)，烧杯(13)位于贮气罐(12)内。2. 根据权利要求1所述的一种测定土壤对氨基酸吸附能力的装置，其特征在于，装置内 气体在真空栗（10)、贮气罐（12)、土体柱(4)内循环，或经第四阀门（8)、第三过滤器(9)排出 该装置。3. 根据权利要求1所述的一种测定土壤对氨基酸吸附能力的装置，其特征在于，第一过 滤器(3)、第二过滤器(7)、第三过滤器(9)内装有0.22微米醋酸纤维滤膜，钢丝支撑网（5)上 附有一张1 -3微米滤纸，烧杯(13)内放置三氯甲烷。4. 一种测定土壤对氨基酸吸附能力的方法，通过以下步骤实现： (1) 装置准备：将待测土壤自然风干后过2mm筛，取10-50g已过筛土壤加入土体柱（4) 中，烧杯（13)内添加5-10ml三氯甲烷后，放置于贮气罐(12)中，之后将上述部件按权利要求 1连接； (2) 制备三氯甲烷气体：关闭第一阀门（2)、第二阀门（6)、第五阀门（11)、第七阀门 (15) ，打开第四阀门（8)、第六阀门（14)、第三阀门（17)，打开真空栗（10)，抽真空后首先关 闭第三阀门（17)、再关闭真空栗（10)，然后关闭第四阀门（8)，待烧杯（13)内三氯甲烷全部 转变为气体后，打开第二阀门（6)放入少量空气，以维持装置内部压强与外界相同，立即关 闭第二阀门（6)，打开第三阀门（17)、第五阀门（11)，保持第四阀门（8)、第六阀门（14)处于 打开状态； (3) 土壤及装置灭菌:打开真空栗（10)，待三氯甲烷气体在真空栗（10)、贮气罐（12)、土 体柱(4)中循环2-6h; (4) 土壤去除三氯甲烷:保持真空栗（10)处于打开状态，关闭第五阀门（11)、第六阀门 (14)，打开第四阀门（8)，对土体柱（4)抽真空后，再抽20min，之后打开第二阀门（6)，再抽 5min，之后关闭第三阀门（17)、第六阀门（14); (5) 调节土壤含水量:经注射器（1)向土体柱(4)中添加定量纯净水，使土壤含水量达到 其最大持水量； (6) 添加标记氨基酸:取30-150ml浓度为1200mg N/L，15N丰度为98 %的同位素标记氨基 酸溶液，经注射器(1)缓慢添加到土体柱(4)中，打开第七阀门（15)，将渗滤液收集到集液瓶 (16) 中，采用元素分析仪-同位素质谱仪分析渗滤液中氮素含量及同位素丰度，通过比较原 始添加的氨基酸浓度与渗滤液中浓度之差，获得被土壤吸附的氨基酸的数量，从而评价特 定土壤对某一氨基酸的吸附能力。
【专利摘要】本发明提供一种测定土壤对氨基酸吸附能力的装置，由注射器、第一阀门、第一过滤器、土体柱、钢丝支撑网、第二阀门、第二过滤器、第四阀门、第三过滤器、真空泵、第五阀门、贮气罐、烧杯、第六阀门、第七阀门、集液瓶、第三阀门组成。本发明通过三氯甲烷杀灭土壤及装置中微生物，且有效避免残留的影响，在无菌环境下，采用添加高浓度且同位素标记的氨基酸溶液来研究特定土壤对某种氨基酸的吸附特性。本发明装置设计合理，操作简单，灭菌效果好，测定土准确度高，可有效地测定土壤对氨基酸的吸附能力。
【IPC分类】G01N30/06, G01N30/72
【公开号】CN105651913
【申请号】
【发明人】马庆旭, 吴良欢
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月29日