基于 CO₂ 同位素研究植物和土壤碳动态

科罗拉多州立大学自然资源生态学中心Francesca Cotrufo‘s 土壤创新实验室团队研究助理Michelle Haddix和博士生Aaron Prairie在多个实验中测试 LI-7825 CO₂同位素 /NH₃痕量气体分析仪。

实验室管理员Haddix在温室内搭建 CO₂ 同位素标记生长室。 他们将植物密封在生长室内并借助泵将CO₂ 富含¹³CO₂ 充入生长室, 以便植物通过光合作用将¹³CO₂ 固定至体内。使用塑料软管将 LI-7825 连接至生长室， 以连续测量生长室内 ¹³CO₂的浓度。

由于源源不断充入 ¹³CO₂, Haddix预期¹³CO₂ 的值也会保持恒定。然而数据结果远超预期表征出特殊的趋势。“似乎植物摄取 ¹²CO₂ and 和¹³CO₂ 的速率并不同,””Haddix说，“存在明显的日变化，我们希望与植物生理学家合作，更深入地了解光合作用途径以探究13CO2的变化趋势。”

Prairie关注土壤动物在土壤有机物形成中的作用。他使用富含13CO₂生长室内的植物凋落物和富含15Np的Hoagland‘s溶液，在密闭培养瓶内进行土壤微生物模拟实验，瓶口预留端口以使用注射器采集气体样品来测量呼吸。通过添加和去除土壤动物类群来改变土壤生物群落，进而借助食物链追踪标记凋落物的碳氮动态，作为生物控制剂这些动物分别由科罗拉多州立大学农业研究发展与教育中心（ARDEC）土壤中分离以细菌为食的线虫和掠食性螨虫(Stratiolaelaps scimitus)组成。

Prairie从培养瓶中抽取气体样品分别注入LI-7825 LI-7825和气相色谱同位素比质谱（GC-IRMS）内以进行结果比对，比对结果在预期范围内。培养实验继续开展试图将土壤有机物库、微生物生物量及动物生物量等其他信息结合起来，以解析土壤动物对死生物物质和土壤有机物的影响。他说，“这是谜题的一部分，但是也是关键的一部分。”初步结果表明，不同处理之间的呼吸始终存在差异，接种线虫的土壤生物群落¹³CO₂呼吸速率比对照更高。

关于LI-7825与现场土壤测量室整合方面，研究人员从 LI-COR科学和支持团队获取技术支持和指导。该团队对 LI-7825在野外便携性方面表示赞赏，与现场土并发现其在实验室内便携设计使用也很方便。

Haddix和Prairie都很感激有机会测试LI-7825. 对于熟悉LI-COR 仪器的Prairie来说,这是一个无缝体验。Haddix赞赏 LI-7825开辟了一个新的研究方向。