平(ping)面光(guang)極(ji)案(an)例分(fen)享(xiang)：PO在非飽和(he)土(tu)壤(rang)根(gen)際(ji)CO2梯度(du)的測(ce)量應(ying)用(yong)

本次(ci)分享壹篇由德國(guo)萊(lai)布尼茨(ci)(Leibnitz)農業景(jing)觀(guan)研(yan)究(jiu)中(zhong)心團(tuan)隊在(zai) 《Rhizosphere》上發表(biao)的壹(yi)篇學術論(lun)文——Application of planar optodes to measure CO₂ gradients in the rhizosphere of unsaturated soils。在(zai)非飽和(he)土(tu)壤(rang)中(zhong)，根(gen)際(ji)過程與(yu)土(tu)壤(rang)呼(hu)吸緊密(mi)相(xiang)關(guan)，這些(xie)過程通(tong)常(chang)表(biao)現出(chu)顯(xian)著(zhu)的空間變異(yi)性(xing)。為(wei)了(le)更好地(di)理(li)解(jie)和(he)量(liang)化這(zhe)些變異(yi)性(xing)，在(zai)壹(yi)項針對(dui)玉(yu)米(mi)（Zea mays）根(gen)際(ji)的研(yan)究(jiu)中(zhong)，研(yan)究(jiu)人員(yuan)在不(bu)同體(ti)積(ji)土壤(rang)水含(han)量（VWC）條件(jian)下使(shi)用(yong)平(ping)面光(guang)極(ji)技(ji)術(shu)實(shi)時(shi)、原位地監(jian)測(ce)和(he)記(ji)錄(lu)CO₂的二(er)維(wei)分(fen)布和(he)變化。結果(guo)表(biao)明，在(zai)根(gen)尖(jian)周(zhou)圍可(ke)以觀(guan)察(cha)到明顯(xian)的CO₂梯度(du)，而(er)在成熟的根(gen)部(bu)區域(yu)梯度(du)則(ze)不(bu)太(tai)明顯(xian)。這可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)根(gen)尖(jian)區域(yu)的高(gao)根(gen)呼(hu)吸和(he)微(wei)生物活(huo)動(dong)導(dao)致(zhi)的CO₂產(chan)生較高(gao)。

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玉(yu)米(mi)根(gen)系(xi)

此外，研(yan)究(jiu)還發(fa)現，當土壤(rang)從(cong)21% VWC飽(bao)和(he)時(shi)，測(ce)量到的CO₂濃(nong)度(du)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加，從(cong)0.23 μmol CO₂ L−1增(zeng)加到1.47 μmol CO₂ L−1。這(zhe)壹(yi)發(fa)現強(qiang)調了土(tu)壤(rang)水分(fen)含量(liang)對(dui)CO₂測(ce)量結果(guo)的強(qiang)烈(lie)影(ying)響(xiang)。盡(jin)管(guan)如此，只要保持土壤(rang)濕度(du)恒(heng)定，平(ping)面光(guang)極(ji)測(ce)量的CO₂數(shu)據(ju)就可(ke)以用(yong)於量(liang)化不(bu)同處(chu)理(li)或土壤(rang)區域(yu)間CO₂濃度(du)的相(xiang)對(dui)差(cha)異(yi)。平(ping)面光(guang)極(ji)技(ji)術(shu)的應(ying)用(yong)為(wei)研(yan)究(jiu)非飽和(he)土(tu)壤(rang)根(gen)際(ji)的CO₂動(dong)態(tai)提(ti)供了(le)壹(yi)種有效的手(shou)段。通(tong)過這種(zhong)技(ji)術(shu)，研(yan)究(jiu)人員(yuan)能(neng)夠更精(jing)確(que)地評(ping)估土(tu)壤(rang)水分(fen)變化對(dui)CO₂排(pai)放的影(ying)響(xiang)，以及(ji)在全(quan)球(qiu)變化背景(jing)下土(tu)壤(rang)碳循環的響(xiang)應(ying)。這對(dui)於制定土(tu)壤(rang)管(guan)理(li)和(he)農業實(shi)踐(jian)的可(ke)持續策(ce)略(lve)具(ju)有重要(yao)意(yi)義(yi)，同時(shi)也(ye)有(you)助於(yu)更全(quan)面地理(li)解(jie)土(tu)壤(rang)生態(tai)系(xi)統(tong)在(zai)全(quan)球(qiu)碳循環中(zhong)的作(zuo)用(yong)。

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平(ping)面光(guang)極(ji)技(ji)術(shu)是(shi)當今先進的光(guang)電傳感(gan)技(ji)術(shu)之(zhi)壹(yi)，智感(gan)環境(jing)團(tuan)隊基(ji)於(yu)這種技(ji)術(shu)，相(xiang)繼開發出(chu)了壹(yi)種(zhong)封閉(bi)式(shi)平(ping)面光(guang)極(ji)設(she)備(bei)(PO2100)和(he)壹(yi)種便(bian)攜式(shi)平(ping)面光(guang)極(ji)設(she)備(bei)(PO1100)，可(ke)實現pH、DO和(he)CO₂的實(shi)時高分辨(bian)率(lv)檢測(ce)，這在光(guang)電傳感(gan)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)是壹(yi)項重大(da)的突(tu)破。2020年(nian)智(zhi)感(gan)環境(jing)的PO1100設(she)備成功走(zou)進法(fa)國(guo)波(bo)爾多大學，為(wei)“中(zhong)國制造"贏(ying)得了世界的尊(zun)重！

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截止(zhi)到目(mu)前(qian)，用(yong)戶使用(yong)智感(gan)平(ping)面光(guang)極(ji)產(chan)品在Environmental Science & Technology、Analytical Chemistry、 Water Research、Journal Of Hazardous Materials等(deng)國內(nei)外期刊發表(biao)了近(jin)百(bai)余(yu)篇(pian)學(xue)術論(lun)文。