目錄
序
前言
第1章 土壤氮循環(huán)研究方法概述 1
1.1 導言 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 3
1.3.2 氮穩(wěn)定同位素技術 4
1.3.3 分子生物技術 4
1.3.4 模型模擬 5
1.4 展望 5
參考文獻 6
第2章 土壤氮素初級轉(zhuǎn)化速率測定方法 7
2.1 導言 7
2.2 同位素稀釋法測定氮初級轉(zhuǎn)化速率的基本原理 7
2.3 氮初級轉(zhuǎn)化速率的數(shù)值模型分析方法簡介 9
2.4 15N 成對標記結合數(shù)值分析模型研究氮初級轉(zhuǎn)化速率的方法 11
2.4.1 準備土壤樣品 11
2.4.2 土壤氮庫的標記方法 11
2.4.3 氮加入量、15N豐度和標記物種類 13
2.4.4 培養(yǎng)時間和取樣時間間隔 15
2.5 初級轉(zhuǎn)化速率方法在土壤氮轉(zhuǎn)化研究中的應用 16
參考文獻 18
第3章 利用膜進樣質(zhì)譜(MIMS)法研究淹水環(huán)境反硝化過程 21
3.1 導言 21
3.2 MIMS組成及其原理 22
3.3 利用MIMS法測定濕地和稻田凈脫氮過程 23
3.4 利用MIMS法測定濕地和稻田反硝化及厭氧氨氧化過程 25
參考文獻 28
第4章 ROFLOW系統(tǒng)在旱地土壤反硝化脫氮研究中的應用 30
4.1 導言 30
4.2 旱地土壤反硝化測定方法的研究進展 30
4.3 ROFLOW旱地土壤反硝化培養(yǎng)測定系統(tǒng)的原理、構造和方法 31
4.3.1 測定原理 31
4.3.2 系統(tǒng)構造 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)測定系統(tǒng)的應用案例 35
4.5 方法展望 37
參考文獻 37
第5章 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法在土壤氮氣排放測定中的應用 39
5.1 導言 39
5.2 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法發(fā)展簡史與密閉培養(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 實驗準備 41
5.3.2 土壤樣品采集與準備 42
5.3.3 頂空氣體置換 42
5.3.4 土壤樣品培養(yǎng)與N2排放速率測定 42
5.3.5 結果計算 43
5.4 密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法應用案例 43
5.4.1 運用密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法評估乙炔抑制法 43
5.4.2 運用密閉培養(yǎng)-氦環(huán)境法驗證田間原位無擾動土壤N2通量測定方法(氮同位素自然豐度法) 45
5.4.3 運用密閉培養(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 47
第6章 農(nóng)田氨揮發(fā)測定方法 50
6.1 導言 50
6.2 農(nóng)田氨揮發(fā)測定方法簡介 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 微氣象學法 58
6.4.1 梯度擴散法 58
6.4.2 渦度相關法 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-反向拉格朗日隨機擴散模型法(TDLAS-BLS 法) 61
參考文獻 63
第7章 農(nóng)田氮徑流和淋溶研究方法 65
7.1 導言 65
7.2 氮徑流研究方法 66
7.2.1 野外觀測方法 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 野外觀測方法 75
7.3.2 控制試驗方法 77
7.3.3 模型模擬方法 80
參考文獻 82
第8章 大氣氮沉降測定方法 87
8.1 導言 87
8.2 濕沉降測量方法 88
8.2.1 雨量器法 88
8.2.2 降雨自動采集法 88
8.2.3 離子交換樹脂法 89
8.3 干沉降測量方法 89
8.3.1 微氣象學法 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 氮沉降的其他測量方法 99
8.5.1 生物指示法 99
8.5.2 森林氮沉降評估-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 模型評估法 103
8.6 方法的不確定性與未來展望 103
參考文獻 104
第9章 土壤N2O排放通量測定方法——靜態(tài)箱-氣相色譜法 108
9.1 導言 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 化學反硝化 110
9.3 土壤N2O排放通量監(jiān)測方法 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)箱法觀測時間 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)箱基本構成 112
9.3.5 采樣氣樣N2O濃度分析 115
9.3.6 N2O排放通量計算公式 115
9.3.7 動態(tài)箱法 115
參考文獻 116
第10章 同位素異位體法在土壤N2O溯源中的應用 118
10.1 導言 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 應用案例 128
10.4 方法展望 129
參考文獻 129
第11章 土壤HONO氣體排放測定 132
11.1 導言 132
11.2 大氣HONO濃度測定方法 132
11.2.1 濕化學方法 132
11.2.2 光譜方法 137
11.3 HONO氣體15N同位素測定方法 138
11.3.1 LOPAP-HPLC-MS的測定原理 138
11.3.2 樣品的前處理 139
11.3.3 HPLC-MS分析 140
11.3.4 標準曲線 141
11.3.5 計算15N相對豐度 141
11.3.6 儀器檢測限 142
11.3.7 其他HO15NO測定方法 142
11.4 土壤與大氣界面HONO氣體通量測定方法 142
11.4.1 動態(tài)箱系統(tǒng)簡介 143
11.4.2 土壤HONO排放的測定 144
11.4.3 基于化學平衡理論的土壤HONO排放通量的計算 145
11.5 小結 146
參考文獻 147
第12章 農(nóng)田系統(tǒng)生物固氮測定方法 151
12.1 導言 151
12.2 農(nóng)田系統(tǒng)生物固氮資源 151
12.3 生物固氮測定方法 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 159
第13章 土壤環(huán)境中不同形態(tài)氮穩(wěn)定同位素測定方法 163
13.1 導言 163
13.2 氮穩(wěn)定同位素方法原理 163
13.3 氮穩(wěn)定同位素測定方法 165
13.3.1 氮穩(wěn)定同位素分析技術 165
13.3.2 樣品預處理 166
13.4 氮穩(wěn)定同位素方法在土壤氮循環(huán)中的應用與展望 170
參考文獻 171
第14章 基于穩(wěn)定同位素技術的水體硝酸鹽來源辨別方法 174
14.1 導言 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 方法應用實例 180
14.5.1 樣品采集、處理與測定 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 186
第15章 氮轉(zhuǎn)化過程功能微生物表征方法 188
15.1 導言 188
15.2 微生物驅(qū)動的氮轉(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 基于功能基因的實時熒光定量PCR技術 191
15.3.2 基于氮轉(zhuǎn)化功能基因的高通量測序技術 194
15.3.3 基于氮轉(zhuǎn)化微生物活性的13C-DNA/RNA-SIP技術 196
15.3.4 基于細胞水平的氮轉(zhuǎn)化微生物表征方法 204
參考文獻 212