土壤氮循环实验研究方法

目录序前言第1章 土壤氮循环研究方法概述 11.1 导言 11.2 土壤氮循环 11.2.1 土壤氮形态及其转化 11.2.2 土壤氮循环过程 21.3 土壤氮循环研究方法 31.3.1 表观通量直接观测 31.3.2 氮稳定同位素技术 41.3.3 分子生物技术 41.3.4 模型模拟 51.4 展望 5参考文献 6第2章 土壤氮素初级转化速率测定方法 72.1 导言 72.2 同位素稀释法测定氮初级转化速率的基本原理 72.3 氮初级转化速率的数值模型分析方法简介 92.4 15N 成对标记结合数值分析模型研究氮初级转化速率的方法 112.4.1 准备土壤样品 112.4.2 土壤氮库的标记方法 112.4.3 氮加入量、15N丰度和标记物种类 132.4.4 培养时间和取样时间间隔 152.5 初级转化速率方法在土壤氮转化研究中的应用 16参考文献 18第3章 利用膜进样质谱(MIMS)法研究淹水环境反硝化过程 213.1 导言 213.2 MIMS组成及其原理 223.3 利用MIMS法测定湿地和稻田净脱氮过程 233.4 利用MIMS法测定湿地和稻田反硝化及厌氧氨氧化过程 25参考文献 28第4章 ROFLOW系统在旱地土壤反硝化脱氮研究中的应用 304.1 导言 304.2 旱地土壤反硝化测定方法的研究进展 304.3 ROFLOW旱地土壤反硝化培养测定系统的原理、构造和方法 314.3.1 测定原理 314.3.2 系统构造 314.3.3 培养系统操作方法 344.4 ROFLOW旱地土壤反硝化培养测定系统的应用案例 354.5 方法展望 37参考文献 37第5章 密闭培养-氦环境法在土壤氮气排放测定中的应用 395.1 导言 395.2 密闭培养-氦环境法发展简史与密闭培养-氦环境法的原理与适用条件 395.3 密闭培养-氦环境法的具体操作步骤 415.3.1 实验准备 415.3.2 土壤样品采集与准备 425.3.3 顶空气体置换 425.3.4 土壤样品培养与N2排放速率测定 425.3.5 结果计算 435.4 密闭培养-氦环境法应用案例 435.4.1 运用密闭培养-氦环境法评估乙炔抑制法 435.4.2 运用密闭培养-氦环境法验证田间原位无扰动土壤N2通量测定方法(氮同位素自然丰度法) 455.4.3 运用密闭培养-氦环境法研究土壤氮素循环过程 465.5 方法展望 47参考文献 47第6章 农田氨挥发测定方法 506.1 导言 506.2 农田氨挥发测定方法简介 506.3 箱式法 516.3.1 密闭室法 516.3.2 通气室法 536.4 微气象学法 586.4.1 梯度扩散法 586.4.2 涡度相关法 596.4.3 质量平衡法 606.5 可调二极管激光吸收光谱-反向拉格朗日随机扩散模型法(TDLAS-BLS 法) 61参考文献 63第7章 农田氮径流和淋溶研究方法 657.1 导言 657.2 氮径流研究方法 667.2.1 野外观测方法 667.2.2 人工模拟降雨方法 707.2.3 模型模拟方法 717.3 氮淋溶研究方法 757.3.1 野外观测方法 757.3.2 控制试验方法 777.3.3 模型模拟方法 80参考文献 82第8章 大气氮沉降测定方法 878.1 导言 878.2 湿沉降测量方法 888.2.1 雨量器法 888.2.2 降雨自动采集法 888.2.3 离子交换树脂法 898.3 干沉降测量方法 898.3.1 微气象学法 898.3.2 推算法 928.3.3 替代面法 958.4 氮素云雾沉降测量方法 958.4.1 云雾水沉降量的估算 968.4.2 云雾水中氮浓度的估算 988.5 氮沉降的其他测量方法 998.5.1 生物指示法 998.5.2 森林氮沉降评估-穿透雨法 1008.5.3 15N 同位素溯源法 1018.5.4 卫星遥感法 1028.5.5 模型评估法 1038.6 方法的不确定性与未来展望 103参考文献 104第9章 土壤N2O排放通量测定方法——静态箱-气相色谱法 1089.1 导言 1089.2 土壤N2O产生过程 1089.2.1 硝化作用 1099.2.2 反硝化作用 1099.2.3 硝化细菌反硝化 1109.2.4 硝态氮异化还原成铵作用 1109.2.5 化学反硝化 1109.3 土壤N2O排放通量监测方法 1109.3.1 静态箱法-气相色谱法基本原理 1119.3.2 静态箱法观测时间 1119.3.3 静态箱法制作材料 1119.3.4 农田土壤静态箱基本构成 1129.3.5 采样气样N2O浓度分析 1159.3.6 N2O排放通量计算公式 1159.3.7 动态箱法 115参考文献 116第10章 同位素异位体法在土壤N2O溯源中的应用 11810.1 导言 11810.2 质谱分析法 11910.2.1 方法原理 11910.2.2 方法步骤 11910.2.3 应用案例 12210.3 红外激光吸收光谱分析法 12310.3.1 方法原理 12310.3.2 方法步骤 12510.3.3 应用案例 12810.4 方法展望 129参考文献 129第11章 土壤HONO气体排放测定 13211.1 导言 13211.2 大气HONO浓度测定方法 13211.2.1 湿化学方法 13211.2.2 光谱方法 13711.3 HONO气体15N同位素测定方法 13811.3.1 LOPAP-HPLC-MS的测定原理 13811.3.2 样品的前处理 13911.3.3 HPLC-MS分析 14011.3.4 标准曲线 14111.3.5 计算15N相对丰度 14111.3.6 仪器检测限 14211.3.7 其他HO15NO测定方法 14211.4 土壤与大气界面HONO气体通量测定方法 14211.4.1 动态箱系统简介 14311.4.2 土壤HONO排放的测定 14411.4.3 基于化学平衡理论的土壤HONO排放通量的计算 14511.5 小结 146参考文献 147第12章 农田系统生物固氮测定方法 15112.1 导言 15112.2 农田系统生物固氮资源 15112.3 生物固氮测定方法 15212.3.1 总氮差异法 15312.3.2 15N同位素稀释法 15312.3.3 15N自然丰度法 15412.3.4 15N2示踪法 15512.3.5 乙炔还原法 158参考文献 159第13章 土壤环境中不同形态氮稳定同位素测定方法 16313.1 导言 16313.2 氮稳定同位素方法原理 16313.3 氮稳定同位素测定方法 16513.3.1 氮稳定同位素分析技术 16513.3.2 样品预处理 16613.4 氮稳定同位素方法在土壤氮循环中的应用与展望 170参考文献 171第14章 基于稳定同位素技术的水体硝酸盐来源辨别方法 17414.1 导言 17414.2 氮氧同位素溯源水体硝酸盐原理 17414.3 水体硝酸盐污染源定性判别方法 17514.4 水体硝酸盐污染源定量解析方法 17814.4.1 质量平衡混合模型法 17814.4.2 贝叶斯同位素模型法 17914.4.3 定量解析过程中的反硝化作用 18014.5 方法应用实例 18014.5.1 样品采集、处理与测定 18114.5.2 水体硝酸盐定性分析 18214.5.3 水体硝酸盐来源定量分析 183参考文献 186第15章 氮转化过程功能微生物表征方法 18815.1 导言 18815.2 微生物驱动的氮转化过程 18915.3 氮转化功能微生物表征的方法 19115.3.1 基于功能基因的实时荧光定量PCR技术 19115.3.2 基于氮转化功能基因的高通量测序技术 19415.3.3 基于氮转化微生物活性的13C-DNA/RNA-SIP技术 19615.3.4 基于细胞水平的氮转化微生物表征方法 204参考文献 212