多(duo)通(tong)道(dao)微(wei)電極(ji)分析(xi)系統是(shi)通(tong)過(guo)結(jie)合(he)微(wei)電極(ji)、升(sheng)降(jiang)臺(tai)和(he)自(zi)動(dong)分析(xi)系統，來(lai)獲(huo)取(qu)水體、沈(chen)積物(wu)、土壤以(yi)及植(zhi)物(wu)根際中DO、pH、Eh以(yi)及H2S等物(wu)理(li)化學(xue)參(can)數的垂(chui)直分布及動態(tai)的高(gao)分辨(bian)率變化，適(shi)用於實(shi)驗室模(mo)擬(ni)研究(jiu)。在測(ce)定(ding)時(shi)，需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)極置(zhi)於水(shui)體/沈(chen)積物(wu)/土壤/植(zhi)物(wu)根際附近，利(li)用(yong)自(zi)動(dong)升(sheng)降(jiang)系統將(jiang)電(dian)極帶動測(ce)定(ding)設(she)置(zhi)的梯度(du)，電極再將化學(xue)信號轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)信號，傳(chuan)輸(shu)到電腦(nao)終端，通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)式使被(bei)測(ce)物(wu)在縱向(xiang)移動時(shi)所(suo)測(ce)指(zhi)標(biao)的動(dong)態(tai)變化進行(xing)可視化呈(cheng)現。
多(duo)通(tong)道(dao)微(wei)電極(ji)分析(xi)系統 (上)
主(zhu)機 (下(xia))
升降臺(tai)、滑臺(tai)
多(duo)種(zhong)指標(biao)電(dian)極(ji)
多(duo)通(tong)道(dao)微(wei)電極(ji)分析(xi)系統可應(ying)用(yong)於多(duo)種(zhong)實(shi)用場景(jing)中(zhong)，下(xia)面我們(men)簡單列(lie)舉幾個案(an)例(li)，例(li)如：
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探討(tao)水稻生長過程(cheng)中(zhong)pH、DO和(he)H2S的垂(chui)向(xiang)變(bian)化規(gui)律
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研究(jiu)背景(jing)
水(shui)稻是糧(liang)食作物(wu)之(zhi)壹(yi)，為(wei)全(quan)球超過三分之(zhi)壹(yi)的人(ren)口提供(gong)了主(zhu)食。了解(jie)水(shui)稻生長過程(cheng)中(zhong)的環(huan)境(jing)因(yin)素變化，對於(yu)提(ti)高水(shui)稻產量(liang)和(he)優(you)化生(sheng)長條件具(ju)有重(zhong)要(yao)意義。水(shui)稻土的主(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是在壹(yi)年之(zhi)中有季(ji)節性(xing)的淹(yan)水和(he)落(luo)幹，而(er)各(ge)種(zhong)水稻土的幹(gan)濕(shi)程(cheng)度(du)和(he)時間都有不同(tong)，因(yin)而影響土壤性(xing)質(zhi)發生(sheng)復(fu)雜(za)的變(bian)化。
測(ce)定(ding)DO、pH、H2S目的
本(ben)文將探討(tao)水稻生長過程(cheng)中(zhong)pH、DO和(he)H2S垂向上的變(bian)化，根據實(shi)際情(qing)況(kuang)采取(qu)相(xiang)應(ying)的管(guan)理(li)措施(shi)，合(he)理(li)調整這些(xie)環境(jing)因(yin)素，以(yi)促(cu)進水(shui)稻的優(you)質(zhi)高(gao)產。
※ 土壤pH是影響水稻生長的重(zhong)要(yao)因(yin)素之(zhi)壹(yi)。適(shi)宜(yi)的土壤pH範圍為(wei)6.0-7.5，有利(li)於(yu)水(shui)稻對營(ying)養(yang)元(yuan)素的吸收和(he)利(li)用(yong)。在酸性(xing)土壤中，水稻易(yi)遭受鋁(lv)毒和(he)缺磷等危害；而(er)在堿性(xing)土壤中，水稻易(yi)出(chu)現缺鋅和(he)鐵(tie)的問(wen)題(ti)。為(wei)調節土壤pH，可采(cai)取(qu)施用(yong)石灰或(huo)酸(suan)性(xing)和(he)堿性(xing)肥(fei)料(liao)等措施(shi)。在實(shi)際生產中，根據土壤性(xing)質(zhi)和(he)水稻品(pin)種(zhong)的不(bu)同(tong)，合(he)理(li)調整pH，有助於(yu)提(ti)高水(shui)稻的產(chan)量(liang)和(he)品(pin)質(zhi)。
※ 在水稻生長過程(cheng)中(zhong)，DO的變(bian)化也(ye)會對其(qi)生(sheng)長發育產生影響。根際氧氣供應充(chong)足(zu)有利(li)於(yu)根系生(sheng)長和(he)吸收水(shui)分養(yang)分。若(ruo)根際缺氧，則會導(dao)致根系發(fa)育不良(liang)、植(zhi)株矮(ai)小(xiao)、葉(ye)片(pian)黃(huang)化等問(wen)題(ti)。此外，DO還會影響水稻葉片(pian)的光(guang)合(he)作(zuo)用。在缺氧條件下(xia)，葉片(pian)光(guang)合(he)作(zuo)用受阻，會導(dao)致有機物(wu)合(he)成(cheng)減(jian)少，影響植(zhi)株正(zheng)常生長。因(yin)此，合(he)理(li)灌溉和(he)改善土壤通(tong)氣(qi)狀(zhuang)況(kuang)是調節水稻生長中DO含量的重(zhong)要(yao)措(cuo)施(shi)。
※ 盡管(guan)H2S在大多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下被視為(wei)是(shi)有害物(wu)質，但(dan)在水稻生長過程(cheng)中(zhong)，H2S的變(bian)化也(ye)對其(qi)生(sheng)長發育產生著(zhe)重(zhong)要(yao)的影響。研究(jiu)表明，低濃(nong)度(du)的H2S可以(yi)作為(wei)信號分子(zi)參(can)與水稻的防(fang)禦反應，誘(you)導(dao)水稻產生(sheng)抗(kang)病性(xing)。此(ci)外，H2S還可以(yi)通(tong)過(guo)調節土壤微(wei)生物(wu)群(qun)落(luo)來影響土壤養(yang)分循(xun)環，從(cong)而(er)影響水稻的營(ying)養(yang)吸收。然(ran)而，高濃(nong)度(du)的H2S則會對水(shui)稻產生(sheng)毒(du)害作(zuo)用(yong)，導(dao)致植(zhi)株矮(ai)小(xiao)、黃(huang)化等問(wen)題(ti)。因(yin)此，在生產實(shi)踐中，要(yao)合(he)理(li)控(kong)制H2S的施(shi)用(yong)，既(ji)要(yao)保(bao)證(zheng)其對水(shui)稻生長的有益作用(yong)，又要(yao)避(bi)免(mian)對植(zhi)株產(chan)生(sheng)毒害。
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微(wei)電極(ji)應(ying)用(yong)
本(ben)次實(shi)驗使用(yong)微(wei)電極(ji)對生(sheng)長期的水(shui)稻樣(yang)品(pin)進行(xing)測(ce)試(shi)。將(jiang)電極設(she)置(zhi)參(can)數：500 μm 步(bu)進間(jian)隔(ge)、1s步(bu)進時(shi)間(jian)、3s測(ce)定(ding)時(shi)間(jian)、20000μm測(ce)試(shi)距(ju)離、5000μm零(ling)點(dian)上偏移，以(yi)獲取(qu)沈積物(wu)剖面中pH、DO及(ji)H2S等數據的垂(chui)向(xiang)變(bian)化規(gui)律。
水(shui)稻生長過程(cheng)中(zhong)垂(chui)向(xiang)上pH、DO和(he)H2S的變(bian)化
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研究(jiu)苔蘚(xian)的生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)DO、Eh、pH等多(duo)種(zhong)參(can)數的影響
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研究(jiu)背景(jing)
苔(tai)蘚(xian)植(zhi)物(wu)是壹(yi)種(zhong)生長在濕地、森(sen)林(lin)、沼(zhao)澤等環境(jing)中(zhong)的非(fei)種(zhong)子(zi)植(zhi)物(wu)，具有生態(tai)適(shi)應性(xing)和(he)生態(tai)價(jia)值。苔蘚(xian)到(dao)處(chu)可見，可以(yi)作為(wei)壹(yi)種(zhong)監(jian)測(ce)空氣(qi)汙染程(cheng)度(du)的指(zhi)示(shi)植(zhi)物(wu)。我們(men)可以(yi)通(tong)過(guo)專業(ye)的設(she)備(bei)去檢(jian)測(ce)苔(tai)蘚(xian)的壹(yi)些(xie)指標(biao)，由此(ci)來(lai)確(que)定(ding)苔蘚(xian)生(sheng)長的狀(zhuang)態(tai)以(yi)及其(qi)所(suo)處(chu)地(di)域的環(huan)境(jing)質(zhi)量(liang)。底(di)泥(ni)是(shi)水生生物(wu)棲(qi)息的重(zhong)要(yao)生(sheng)境(jing)，同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)各(ge)種(zhong)環境(jing)因(yin)子(zi)的重(zhong)要(yao)調節者。底(di)泥(ni)中(zhong)的DO、Eh和(he)pH是反映底(di)泥(ni)環(huan)境(jing)狀(zhuang)態(tai)的重(zhong)要(yao)參(can)數，對底(di)泥(ni)中(zhong)物(wu)質循(xun)環(huan)和(he)能量流(liu)動(dong)有著重(zhong)要(yao)影響。苔蘚(xian)植(zhi)物(wu)茂盛(sheng)的根部可以(yi)使得(de)水中(zhong)溶(rong)解(jie)氧進壹(yi)步(bu)的往(wang)底(di)泥(ni)中(zhong)滲透，改善(shan)底(di)泥(ni)的厭氧環境(jing)。
測(ce)定(ding)DO、Eh、pH目的
本(ben)文旨在研究(jiu)苔蘚(xian)的生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)DO、Eh和(he)pH等多(duo)種(zhong)參(can)數的影響，這些(xie)影響對於(yu)維(wei)護濕地(di)、森(sen)林(lin)、沼(zhao)澤等自(zi)然(ran)生(sheng)態(tai)系統的平(ping)衡具有重(zhong)要(yao)意義，同(tong)時(shi)也對工(gong)業(ye)應用(yong)中土壤汙染治(zhi)理(li)等方面具有壹(yi)定的參(can)考價(jia)值。以(yi)期為(wei)環(huan)境(jing)保(bao)護和(he)工(gong)業(ye)應用(yong)提供參(can)考。
本(ben)研究(jiu)表明，苔蘚(xian)的生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)的Eh、pH和(he)DO含量均(jun)具有顯著影響。通(tong)過(guo)促(cu)進底(di)泥(ni)中(zhong)有機物(wu)質的分解(jie)和(he)轉化，苔(tai)蘚(xian)的生(sheng)長使得(de)底(di)泥(ni)中(zhong)的氧化還(hai)原狀(zhuang)態(tai)得(de)到調節，同時(shi)改(gai)變了底(di)泥(ni)的酸(suan)堿(jian)性(xing)和(he)溶解氧含量。
※ 苔蘚(xian)生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)的Eh具(ju)有顯著影響。在有苔蘚(xian)生(sheng)長的實(shi)驗組中，底(di)泥(ni)中(zhong)的Eh值均(jun)高於(yu)無(wu)苔(tai)蘚(xian)生(sheng)長的實(shi)驗組。這可能(neng)是(shi)因(yin)為(wei)苔(tai)蘚(xian)的生(sheng)長促(cu)進了底(di)泥(ni)中(zhong)的有機物(wu)質分解(jie)，從(cong)而(er)使得(de)底(di)泥(ni)中(zhong)的還(hai)原(yuan)性(xing)物(wu)質減(jian)少，氧化性(xing)物(wu)質增(zeng)加(jia)，導(dao)致Eh值升高(gao)。
※ 底(di)泥(ni)中(zhong)的pH呈(cheng)現壹(yi)個降(jiang)低的趨(qu)勢(shi)，這可能(neng)與(yu)苔蘚(xian)通(tong)過(guo)呼吸作用(yong)產生(sheng)微(wei)量CO2，從(cong)而(er)促(cu)進了pH的降(jiang)低(di)。
※ 苔(tai)蘚(xian)生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)的DO有較大的影響。 苔蘚(xian)過(guo)多(duo)會遮擋(dang)陽光，妨礙(ai)了浮(fu)遊(you)植(zhi)物(wu)進行(xing)光(guang)合(he)造(zao)氧活動，魚塘底(di)部就(jiu)會缺氧，底(di)質上堆積的物(wu)質就(jiu)會分解(jie)，引起(qi)底(di)泥(ni)惡化。
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微(wei)電極(ji)應(ying)用(yong)
本(ben)研究(jiu)選(xuan)取(qu)了實(shi)驗室自(zi)行(xing)培(pei)養(yang)的苔(tai)蘚(xian)來(lai)測(ce)定(ding)其(qi)生(sheng)長對底(di)泥(ni)中(zhong)參(can)數的影響。將電(dian)極設(she)置(zhi)參(can)數：500 μm 步(bu)進間(jian)隔(ge)、1s步(bu)進時(shi)間(jian)、1s測(ce)定(ding)時(shi)間(jian)、20000μm測(ce)試(shi)距(ju)離、5000μm零(ling)點(dian)上偏移，以(yi)獲取(qu)沈積物(wu)剖面中pH、DO及(ji)Eh數(shu)據的垂(chui)向(xiang)變(bian)化規(gui)律。在實(shi)驗過程(cheng)中(zhong)，對底(di)泥(ni)中(zhong)的pH、DO及(ji)Eh的含量進行(xing)定(ding)期的測(ce)定(ding)和(he)分析(xi)。
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