Hô hấp đất, đề cập đến quá trình mà rễ cây trong đất, động vật ăn mảnh vụn, nấm và vi khuẩn, v.v., thực hiện các hoạt động trao đổi chất, tiêu thụ các chất hữu cơ và sản xuất carbon dioxide. Chúng bao gồmQuá trình vi sinh vật trong đất phân hủy các chất hữu cơ. Trong quá trình này, các vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ oxy, cuối cùng phân hủy các chất hữu cơ thành carbon dioxide và nước.

Các vi sinh vật trong đất thở hiếu khí bằng cách quan sátO₂Tiêu thụ và/hoặc CO₂Giải phóng để đo lường.

Cường độ hô hấp của đất là một chỉ số quan trọng để đánh giá tổng hoạt động của vi sinh vật trong đất và cũng có thể được sử dụng để đánh giá độ phì nhiêu của đất.

Hơi thở đất thể hiện khả năng của đất để mang lại cuộc sống của đất bao gồm cây trồng, tăng trưởng thực vật, động vật đất và vi sinh vật. Nó là một chỉ số quan trọng về sức khỏe của đất và phản ánh hoạt động sinh học, chất hữu cơ của đất và khả năng phân hủy. Đặc biệt là trong quá trình phân hủy, các chất dinh dưỡng hữu cơ chứa chất hữu cơ (như organophosphate, nitơ và lưu huỳnh) được chuyển đổi thành các dạng vô cơ có thể được hấp thụ bởi thực vật.

Trong phòng thí nghiệm, hô hấp đất được sử dụng để ước tính sinh khối vi sinh vật trong đất. Trên thực tế, hơi thở của đất cho thấy khả năng của đất để duy trì sự phát triển của cây. Độ thông khí của đất tăng lên do sự phá hủy các hợp chất đất bảo vệ chất hữu cơ, dẫn đến hô hấp quá mức và phân hủy chất hữu cơ sau khi canh tác. Trong trường hợp không có đầu vào bổ sung, giảm chất hữu cơ, giảm tích tụ đất và hạn chế chất dinh dưỡng có sẵn cho thực vật và vi sinh vật có thể dẫn đến giảm sản lượng cây trồng. Với lượng carbon bổ sung chưa biết, rất khó để dự đoán ngưỡng tích tụ và mất chất hữu cơ.

Nhờ cảm biến hơi thở, chúng ta có thểĐo trực tiếp hơi thở vi sinh vật trong đất：

Xác định hoạt động vi sinh vật trong đất;

Xác định ảnh hưởng của các chất phụ gia (chất dinh dưỡng, chất gây ô nhiễm, chất cải tạo đất, v.v.) đối với khả năng trao đổi chất của vi sinh vật;

Xác định sinh khối vi sinh vật.

Mẫu

điều chỉnh hữu cơ đất sinh học, ID EN99

Thuốc thử cần thiết

Kali hydroxit (KOH), được sử dụng để hấp thụ carbon dioxide.

Dụng cụ phân tích

Chuẩn bị mẫu

Điều chỉnh độ ẩm trong đất

Các mẫu đất phải có độ ẩm thích hợp để kích hoạt vi sinh vật.

• Nếu đất quá khô, vi sinh vật không hoạt động và quá trình chuyển đổi vi sinh vật trong đất dừng lại.

•Nếu đất quá ẩm, hô hấp kỵ khí xảy ra trong điều kiện thiếu oxy, tạo ra mùi khó chịu và axit có hại cho cây.

Phát hiện độ ẩm của đất

Một cách dễ dàng để làm điều đó bằng cách lấy một nắm đất bằng tay, siết chặt và thả tay ra.

•Nếu đất quá khô, nó sẽ phân tán và nếu bình thường, nó sẽ giữ nguyên hình dạng ban đầu.

•Nếu đất quá ẩm, nước sẽ bị đẩy ra khi nắm chặt.

Tùy thuộc vào tình hình, có thể áp dụng các biện pháp cần thiết như thêm nước hoặc đắp đất khô.

Khi độ ẩm đất được điều chỉnh thích hợp, cần xác định phân số khối lượng khô của đất.

Đo khối lượng đất

Trong xi lanh 200 hoặc 250ml, thêm 100ml nước và thêm 50-100g đất, tổng thể tích sau khi thêm đất trừ thể tích nước là thể tích của đất.

Quy trình phân tích

1, nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân tích là 20-25 ℃, chúng tôi đặt tủ nuôi cấy thành 25 ℃.

Kết nối Wireless DataBox và điền vào cơ sở dữ liệu phần mềm RESPIROSoft.

3, Trong cốc, cân nhắc lấy 50-200 gram đất trộn đều và chuyển nó vào chai thử nghiệm 1 lít.

4, Thêm một lượng vừa phải KOH vào thùng chứa kiềm.

5, Cài đặt cảm biến hơi thở trên chai thử nghiệm và thắt chặt.

6, Đặt hệ thống thử nghiệm vào một môi trường nuôi cấy đã đạt đến nhiệt độ thiết lập.

Chờ ít nhất 3 giờ để hệ thống đo đạt đến nhiệt độ thiết lập và tạo ra đồ họa tăng áp suất ban đầu.

• Áp suất ban đầu tăng lên là do sự giãn nở nhiệt của hệ thống.
• Áp lực có thể được giải phóng bằng cách mở chai thử nghiệm.

8. Nhấn phím bắt đầu, tiếp tục chạy thử nghiệm ít nhất 15 ngày.

kết quả kiểm tra

Tính thể tích khí tự do theo công thức:

VFG= VTất cả- Vcủa- Vlà- VSM

VFG: Thể tích khí tự do, đơn vị lít;

VTất cả: Tổng thể tích của thùng chứa thử nghiệm, không bao gồm đất, thùng chứa chất hấp phụ và chất hấp phụ, tính bằng lít;

Vcủa: Hấp thụ khối lượng của container, đơn vị lít;

Vlà: Khối lượng hấp thụ, đơn vị lít;

VSM: Thể tích đất, đơn vị lít.

Tính toán khối lượng đất khô

Tính trọng lượng khô của đất theo công thức:

mSd= MSM×WSd

mSd: Trọng lượng khô của đất, đơn vị kg;

mSM: trọng lượng ẩm của đất, đơn vị kg;

WSd: Phần khối lượng khô của mẫu đất ướt.

O₂Tính toán tỷ lệ tiêu thụ

Tính O theo công thức₂Tỷ lệ tiêu thụ:

RO2=32000·VFG·ΔP / t · R · T · mSd

RO2: Tỷ lệ tiêu thụ oxy của đất khô trên một đơn vị khối lượng, mgO2/ g / giờ;

32.000: Khối lượng mol của oxy mg/mol；

VFG: Thể tích khí tự do, L；

R: hằng số khí, 83,14 hPaL/mol/K;

T: Đo nhiệt độ, K；

mSd: Đất khô nặng, g；

ΔP: chênh lệch áp suất đo được, hPa

t: Thời gian thử nghiệm, h

kết quả kiểm tra

Phần mềm RESPIROSoft của VELP tự động thu thập giá trị áp suất của cảm biến áp suất và tạo ra một màn hình hiển thị đồ họa, dưới đây là sơ đồ đường cong của mẫu 100g được thử nghiệm ở 298K.

Lưu ý: Khi áp suất trong hệ thống thử nghiệm giảm xuống 800 mbar, oxy trong bình đã cạn kiệt và cần phải mở bình thử nghiệm để bổ sung không khí trước khi tiếp tục thử nghiệm.

Sau đây là kết quả xét nghiệm 3 mẫu. Thời gian phân tích là 20 ngày, thời gian này được chọn để theo dõi sự thay đổi mức tiêu thụ oxy theo thời gian.

Mẫu A

Cân mẫu: 200g

T = 298K

VFG=0.965L

t = 72 giờ

Mẫu B

Cân mẫu: 200g

T = 298K

VFG=1.037L

t = 72 giờ

Mẫu C

Cân mẫu: 200g

T = 298K

VFG=1.081L

t = 72 giờ

kết luận

Như bạn có thể thấy từ giá trị RSD% (<3,29%), hệ thống cảm biến hô hấp đất của VELP là một giải pháp đáng tin cậy để xác định hơi thở đất vi sinh vật, với khả năng lặp lại tuyệt vời của các phân tích này.

Nhờ công nghệ không dây sáng tạo của nó, cảm biến truyền giá trị áp suất đến hộp dữ liệu không dây trong thời gian thực dựa trên tần số truyền dữ liệu được thiết lập và sau đó, thông qua RESPIROSoft trực quan^TMGiao diện hiển thị kết quả để dễ dàng quản lý dữ liệu và so sánh kết quả. Cảm biến đo hơi thở cũng có thể được kết nối với nền tảng đám mây VELPERMES để dễ dàng xem và giám sát quá trình thử nghiệm từ xa.