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公司动态

快速·灵活·强大丨HPROBE 磁性自动测试设备 开启晶圆测试新纪元

       在全球半导体产业高速发展的今天,中国正以其前瞻性的战略布局和政策支持,推动国内半导体行业的跨越式发展。随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展,我国对半导体器件的需求日益增长,对器件可靠性与性能指标的要求也越发严格。晶圆测试:质量与效率的保障       晶圆测试是半导体制造过程中不可或缺的一步,它能够确保芯片在制造过程中的每一个阶段都能达到设计规格和性能要求。自动化和高精度的测试设备可以显著提高测试速度,缩短生产周期;通过精确检测,确保每一片晶圆的可靠性和一致性,降低不良品率;有效的测试可以减少返工和废品,从而降低生产成本。       在晶圆测试中,磁性器件需要在磁场扫描下测试,而传统的设备和方法较为耗时,会增加芯片的制造成本。在晶圆上方以高扫速改变磁场是工业化大批量生产正面临的挑战,今天要为大家介绍的Hprobe 磁性自动测试设备,其专利的磁场发生器技术,可以完美应对这项挑战。Hprobe 磁性自动测试设备      Hprobe 磁性自动测试设备是通过实现每个器件的快速测试时间,以更高的通量对晶圆在磁场下进行电探测。其专利技术3D磁场发生器和Hcoil-2T磁场发生器,能够满足大规模生产中对晶圆级电子探测的要求,独特设计的磁场发生器通过电源供电和空气冷却,不需要复杂的液体冷却。快速:更高的磁扫率,每秒高达10000件样品,实现高通量测试,并与批量生产的测试时间相匹配。灵活:具有独立可控空间轴的三维磁场,用于垂直和平面磁场的任意组合。强大:单一方向的超高强度磁场,结合更快的扫描速度,可在20微秒内达到2特斯拉。      Hprobe 磁性自动测试设备使用100-300mm自动晶圆探针台。集成了磁场发生器的测试头被置于晶圆探针台上。测试设备与以下自动探针台兼容:TEL (Tokyo Electron Limited)、ACCRETECH、Electroglas。技术原理       1、三维磁场发生器:三维磁场发生器能够产生三维磁场,其中每个空间轴可被独立驱动。该发生器具有多种组态,可在特定的1D、2D或3D方向上更大化磁场强度或表面覆盖。磁场的扫描速率在场强和角度上是可控的,扫描速率可达每秒10000件样品。        2、Hcoil-2T 磁场发生器:Hcoil-2T 磁场发生器是一种创新性的超紧凑型技术,能够以更快的扫描速度在单一方向产生超强磁场。利用这项技术,可以在不到20微秒的时间内达到±2特斯拉磁场。主要特点平面内和垂直方向的高磁场强度磁场的三维控制场强和角度扫描(旋转场)嵌入式校准传感器自动化测试程序MRAM参数提取软件可用于100至300 mm晶圆与标准探针卡兼容完整且可定制的软件,可创建测试序列和自动探测空气冷却测试设备1、测试头:磁场发生器集成在测试头中,后者被安装在自动晶圆探针台上,与单个直流或射频探针和探针卡兼容。 2、仪表架:测试设备使用高端控制和传感设备。测试设备的仪器组态可以按照用户需求而配置。3、磁场校准套件:磁场发生器配有磁场校准组件,由三维磁传感器和自动定位系统组成,用于在与被测设备完全相同的位置校准磁场。 4、软件:带图形用户界面GUI(graphical user interface)的软件,用于磁场的生成、校准,以及MRAM和磁传感器的自动化电测量。软件还包括晶圆厂自动化和生产控制功能。IBEX平台(用于MRAM测试)       IBEX平台与200毫米和300毫米自动晶圆探针台兼容,专用于测试MRAM磁性隧道结,以及基于自旋转移矩(STT-MRAM)、自旋轨道矩(SOT-MRAM)和电压控制(VC-MRAM)技术的位单元。该系统能够在快速可变磁场和超窄脉冲信号下进行高通量测试。1、IBEX-P MRAM参数测试       IBEX-P系统以单通道或多通道配置运行,测试结构中包含过程控制和监控(PCM),因而可用于晶圆验收测试(WAT)时生产产量的统计过程控制(SPC)。       IBEX使用Hprobe的带有图形用户界面的专用一站式软件,既可在研发环节中手动操作,又可在全自动晶圆厂中自动操作。该软件包括专用于MRAM器件的更优化生产测试程序。       该系统采用Hprobe的磁场发生器专利技术,将磁场发生器集成到测试头中,后者安装在晶圆探针台上。       该测试设备由精选高端仪器驱动, 从而以更快的测试时间来表征MRAM磁性隧道结或位单元。涉及的仪器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的专有构架模块集成。2、IBEX-F功能测试        IBEX-F系统专用于测试位阵列和片上系统(SoC)嵌入式MRAM存储器。       测试系统以单点或多点配置运行,用于MRAM阵列的表征和测试。其目的是进行产品开发、验证和鉴定,并转入生产。它还可用于嵌入式MRAM器件的大规模生产环境,在后端(BEOL)过程中进行芯片探测(CP)的筛选和分级。       该测试设备由精选高端仪器驱动,从而以更快的测试时间来表征MRAM磁隧道结或位单元。涉及的仪器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的专有构架模块集成。关于MRAM 测试       与传统采用电荷存储数据的半导体存储器不同,MRAM(磁阻随机存取存储器)是一种非易失性存储器,使用磁化(例如电子自旋)方向来存储数据位。       与现有的半导体技术相比,MRAM具有许多优点,因为它本质上是非易失性的(例如,当电源切断时能够保存数据),同时还表现出非常好的耐久性(例如读/写周期数)和较低的运行功率。全新一代的MRAM为pSTT-MRAM(垂直自旋转移矩随机存取存储器),已被业界选择取代28/22nm以下技术节点的嵌入式闪存,目前各大半导体代工厂均可提供该产品。LINX 平台(用于传感器测试)       LINX平台与200mm和300mm自动晶圆探针台兼容,用于测试基于xMR(磁阻)和霍尔效应技术的磁性传感器。该系统能够在静态和快速变化的磁场下进行测试,磁场在空间任何方向可控。LINX-1–磁性传感器测试仪       LINX-1测试仪专用于磁性传感器芯片的晶圆级分选。       该产品使用Hprobes的带有图形用户界面的专用一站式软件,以单通道或多通道配置来生成和校准磁场,包括静态或动态模式下优化的磁场生成模式。该系统具有可编程功能,可与用户的测试平台集成。       LINX-1采用Hprobe专有的磁场发生器技术,与3轴自动化测试头集成。它可以使用手动或自动加载的探针卡进行操作。       磁场的产生由高性能仪器驱动,以实现稳定的静态磁场或高扫描率的可变场。       仪器组包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的专有构架模块集成。关于传感器测试       磁性传感器检测由磁铁或电流产生的磁场和地磁场的强度。它们将磁场或磁编码信息转换成电信号,供电子电路处理。磁性传感器正变得越来越流行,因为它们可以用于多种应用场合,如传感位置、速度或运动方向。磁性传感器有以下几种类型: 霍尔效应传感器       霍尔效应传感器由半导体衬底上的条形载流导体构成,当置于磁通量中时,通过霍尔效应产生垂直于电流方向的电压。霍尔效应传感器被广泛应用于汽车和工业领域。AMR传感器       各向异性磁阻(AMR)传感器由条形或带状磁性各向异性材料组成,其等效电阻与磁化方向和导电方向的夹角有关。与其他磁电阻传感器相比,AMR传感器具有相对较低的磁电阻(MR)率。它们被用于工业、商业和空间技术,作为位移或角度传感器以及地磁场传感器。GMR传感器       巨磁阻(GMR)传感器具有三明治结构,由被界面导电层隔开的磁性薄膜组成。该传感器有两种电阻状态:当两个磁性层磁化方向平行时,器件为低阻态;而当两个磁性层磁化方向相反时,器件为高阻态。GMR传感器是一种温度稳定性好的精密磁场传感器。它们已被广泛应用于硬盘驱动器(HDD)行业以及工业应用中。TMR传感器       隧道磁阻(TMR)传感器由被隧穿势垒层分离的铁磁多层膜组成。TMR器件的电阻与两铁磁层磁化方向的夹角有关。与其它种类的磁场传感器相比,TMR传感器具有更好的信噪比、更高的精度、以及更低的功耗。TMR传感器在温度和寿命方面具有可靠稳定的性能。因此,TMR传感器在要求苛刻的应用中是首选。 关于Hprobe       法国Hprobe公司成立于2017年,总部位于具有“法国硅谷”的美誉格勒诺布尔,是SPINTEC(全球领先的自旋电子学研究实验室之一)的一家衍生公司。       法国Hprobe基于独有的三维磁场发生器等专利技术,致力于为磁性器件和传感器的晶圆级表征和测试提供系统解决方案。目前产品提供的服务内容涵盖磁技术开发所有阶段,能针对性的为MRAM(STT、SOT、VCMA)和磁性传感器(TMR、GMR等)进行表征和测试提供专用设备和服务。       依托投资方的自身优势,普瑞亿科半导体事业部聚焦国内半导体产业工艺发展,与Hprobe协力打造国内领先的晶圆级表征和测试系统解决方案,致力于为中国半导体行业客户提供研究级和生产级的MRAM和磁检测解决方案和服务支持。

新品

2024.06.25

C14-SCAR 应用丨酒精中生物源组分的鉴别

       酒精是一类广泛的化学化合物,具有许多不同的应用。一般来说,它们可以来自化石来源,如天然气和石油,或来自可再生资源,如生物质。此外,对于许多工业和商业应用,它们可以被化学改性或与其他化学品混合。       从化石衍生材料向生物基、可再生材料的转变正在进行中。可再生甲醇是一种超低碳化学品,由可持续生物质制成,通常称为生物甲醇,或由可再生电力产生的二氧化碳和氢气制成。在这种情况下,控制来自可再生资源的材料组分,即生物源组分的需求日益增长。       基于此,在本应用说明中,展示了一些酒精样品的生物源组分结果并进行了讨论。基于市场需求,到目前为止,我们更多地关注了乙醇样品而不是甲醇样品,本应用展示了在乙醇样品上进行的结果。本处理方法和可能的关键问题对所有酒精样本通用。       值得注意的是,在本次研究中,使用了C14-SCAR 分析仪,它能够在包括酒精在内的各种材料上执行14C分析,它是控制工业化学品作为燃料或酒精的生物源组分的关键工具。样品准备       生物源组分的测定是在元素分析仪(EA)中,使用CN(碳氮)配置,从液态样品制备的CO2气体样品上进行的。作为EA,研究中使用了NCTechnology 8020等分析仪。       基于其化学式,乙醇中预期的碳质量分数为52%。因此,对于每个乙醇样品,使用分析天平(精度:0.01 mg)称量16mg的液体。每个样品分布在两个锡胶囊中(每个约8 mg),并在纯O2气氛中使用EA燃烧。       在提取阶段,EA提供的燃烧产物曲线与预期值兼容,氮值低(CO2在带有聚四氟乙烯阀的Pyrex烧瓶(体积:250 mL)内固化,使用液氮浴。使用涡轮分子泵从安瓿中除去EA载气(氦气),然后通过重新加热到室温将CO2最终重新气化。表1.乙醇样品准备样品参数结果       从乙醇样品制备的CO2的同位素混合物被插入到C14-SCAR仪器腔室中,在静态条件下(170 K温度和12 mbar压力)测量14C 16O2的摩尔分数。       未知样品的放射性碳摩尔分数参照《NIST草酸,SRM 4990C》标准,其14C含量等于134.07 pMC,C14-SCAR仪器是基于此项标准进行校准。       对于每个样品,进行了20次光谱扫描,总共分析了2小时。表2.乙醇样品测量结果不确定性代表统计误差(1σ)。所有测量的整体不确定性为±2 pMC。       在本研究中,C14-SCAR能够提供精确的14C含量测量,从而揭示样品的生物源组分比例。这些结果不仅为乙醇样品的生物源性提供了确凿的证据,也为其他酒精类化合物的分析提供了参考。       碳-14 测定应用广泛,今天为大家介绍的就是更简单、更高性价比的14C测定整套解决方案——       EA-SCAR 14C同位素测量系统是基于中红外分布反馈量子级联激光饱和吸收腔衰荡(SCAR,Saturated-Absorption Cavity Ring-Down)技术,通过前端收集和纯化单元获得高纯 CO2 , 并输送至 14CO2 分析仪进行同位素在线分析。而便携式大气 CO2 捕获装置能方便客户外出采样,并将获得的样品带回实验室分析。       相对传统的加速质谱仪(AMS),EA-SCAR 14C同位素测量系统能以更高的测量频率和更低廉的成本量化化石燃料对大气碳质组分的贡献,可以促进建立全国或重点区域的14CO2 观测网络,可以更好服务“双碳”目标。       整套设备由两部分组成:1、SCAR 14C桌面型分析仪;2、ECS 8020 CHNS/O元素分析仪 或 ECS 8070大气CO2捕获和纯化系统。饱和吸收腔衰荡(SCAR,Saturated-Absorption Cavity Ring-Down)       SCAR 14C分析仪可与ECS 8020或ECS 8070连接使用,组成性能完备的EA-SCAR测量系统,用于固体或气体样品的同位素分析——       ECS 8020是基于杜马分析法对有机元素进行分析,可同时测出碳氢氮硫/氧元素。该仪器是基于“闪燃”技术/层析分离法,是ECS 4010/4024元素分析仪的分析技术的改进版本。二氧化碳、水蒸气、二氧化硫和氮气经过一段恒温的气体层析柱(GC柱)进行高度分离,通过TCD检测器进行检测并且输出到软件中进行分析。       ECS 8020从可选的进样器、氧气的用量以及监测消耗品的状态均为全自动控制;ECS 8020可测试不同类型和大小的样品,包括液体和固体,大量样品,从微克到克的有机物均可以被分析;三种不同的进样器,多种规格的反应管满足不同的应用需求;自动化系统使仪器的使用更加人性化:自动控制氧用量系统可以更好控制氧气的消耗,实现消耗状态监测功能,优化催化剂的使用;创新设计的TCD检测器是自校准的,不需要使用参考气体;ECS 8020可以连接多款同位素分析仪,用于分析元素中稳定同位素的同位素比值。自动化系统检漏、自动化流速设置;触摸屏显示,方便设置;反应过程监控,优化催化剂使用:氧气进样量智能调整,减少耗材消耗;高灵敏度、准确度及精确度;检测器无需利用基准气体;功能强大的分析软件;三种进样器(电子进样器、气动进样器及手动进样器);高效催化剂及准确测试流程管控,实现低运营及管理成本;兼容性高,可连接多款同位素分析仪。       创新的ECS 8070大气CO2捕获和纯化系统能够在短时间内(10-60分钟)捕获和分离每个样品(10-100 mg)相对大量的CO2。采用吸附/解吸原理,用创新的纯化线路,可以消除水、VOC和NOX,只留下纯CO2气体。使用自动空气泵吸附/解吸使得系统使用非常简单,通过新的C-Quantum CO2吸附系统,可以通过自动再生系统处理大量的CO2,与其他系统相比,测量精度高,性能更好。ECS 8070 大气CO2兼容性高,容易对接各类同位素检测设备以测定碳稳定同位素和放射性成因14C的同位素比值。自动化操作,用户使用友好;允许更好的使用消耗品,并自动监控其状态,自动泄露测试;三种可选配置:仅吸附、仅解吸、根据需要完成吸附/解吸循环;用户可以设置所有的仪器参数,包括CO2捕集阱温度,载气压力和解吸时间;便携式,可充电和轻量级的现场取样器;专用CO2烘箱,快速加热和冷却循环;功能强大的测试软件,结果可视化;兼容性高,可与13C质谱仪联用,应用于考古年代测定。

应用实例

2024.05.29

测试通过!ZERO正式入驻萍乡 高精准燃气泄漏检测系统护航城市安全

       近日,为有效推动江西省萍乡市湘东区部署开展的城镇燃气管道及设施“带病运行”问题专项治理工作,萍乡新奥长丰燃气公司引进了一个高科技“新武器”——搭载了由普瑞亿科自主研发的ZERO天然气泄漏检测系统的高精准检测车,在全区范围内部署燃气隐患排查整治行动。       ZERO车载式高精度天然气泄漏检测系统相对于传统检测车(ppm级)精度提升了1000倍,通过中红外激光光谱技术对周边环境气体进行检测分析,精度可达10亿分之一(ppb级),可对行车距离150米范围内进行覆盖;与人工检测方式相比,检测车具有检测范围大、辐射面广、检测效率快、精准度高、可快速定位泄漏点等优势;经过最新的中红外直接吸收光谱技术采集 CH4 C2H6 数据,并通过整合气象参数(风速、风向、气压、温湿度等)、行车轨迹并进行逻辑运算,在不超过80km/h的车速下,高效获得天然气是否泄漏及泄漏浓度、泄漏位置等信息;相关信息将直接上传到燃气公司监管平台实行远程调度处理,能对天然气泄漏隐患做到提前发现与及时处置,从而避免事故发生。       为验证高精准检测车远距离快速巡检的能力,5月16日上午,特邀请萍乡市燃气发展服务中心技术人员,对湘东镇道田段市政管网、香榭帝景居民小区燃气设施开展燃气巡查测试,巡检测试过程中,仪器发出警报音。       此次测试环节显示,检测车能准确判断可能存在的泄漏点,系统也会自动生成巡检轨迹和报表,更高效、快捷地识别和锁定泄漏点,大大提高了燃气泄漏预警和险情处理工作效率,高精准检测车的引进对萍乡市湘东区燃气安全检查和隐患排查防范于未然,是确保安全生产的重要措施及保障。       除了高精度车载系统,普瑞亿科还可以针对不同的应用场景提供系统解决方案,以满足不同用户的检测需求——       普瑞亿科提供的天然气泄漏检测系统基于先进的中红外直接吸收光谱技术,核心的 CH4 C2H6 分析仪具有1ppb/s和0.5ppb/s的灵敏度,极高的灵敏度和快速的响应时间确保设备能在高速路面走航和无人机记载等高速运行的工具上获得可信的数据,这不仅仅保证了天然气泄漏的准确度、更提高了天然气泄漏测量的速率。尤其是该产品具有相对最小的重量和最低的功耗,确保设备能在无人机上挂载、能在传统汽车上车载,抑或是电动自行车、摩托车车载,甚至是手提/肩背使用。优越的性能、合理的价格和宽泛的适用场景决定了ZERO泄漏检测系统正在引导着天然气泄漏检测的发展方向。       针对本系统解决方案,我们配置了ZERO All-in-One 组合式天然气泄漏检测系统,主要包含ZERO(Plus)车载式系统、ZERO Flight 飞行版系统、ZERO(Plus)便携式系统三位一体的立体解决方案,采用5G数据传输,搭载北斗高精准定位系统,以满足高速车载走航测量、高空飞行测量和便携式精准定位测量需要;同时系统包含必要的现场硬件和软件、服务器端及智慧客户终端。       ZERO依托5G、大数据、物联网等现代信息技术,从设备、系统到云实现数字化集成,在降低成本的同时,为用户提供一站式全方位天然气泄漏解决方案,搭建从采集处理、分析到决策支持的数据闭环,以数字技术赋能燃气安全管理,从而实现城市智慧管网、智慧燃气的全链条、数字化集中管理。

应用实例

2024.05.20

小体积 大能量丨QCL2 500 低噪音激光驱动器 引领激光技术新风尚

       量子级联激光器(Quantum Cascade Laser)是一种能够发射光谱在中红外和远红外频段激光的半导体激光器,具有发射功率高、线宽窄、可在室温下工作等特点。QCL被更多地应用于科学和工程研究,特别是在高精度光谱检测方面所具有的显著优势,已然成为研究和应用的热点。       我们知道,激光的光输出取决于驱动电流的幅度以及激光二极管的电流到光的转换效率或斜率效率,而激光驱动器正是为激光二极管提供偏置电流和调制电流的关键设备,其在激光技术的应用中起着至关重要的作用。随着激光技术日趋成熟,应用领域愈加广泛,对激光驱动器的需求也与日俱增,但目前国内市场同类产品可供用户的选择并不多。基于此,普瑞亿科全新推出一款创新性产品——QCL2 500 低噪音激光驱动器,开启激光驱动技术的全新篇章。       QCL2 500 低噪音激光驱动器外形小巧但性能强大。集成函数发生器、过流保护等功能,满足用户多样化需求的同时,还可确保设备的安全运行;超低的电流噪声密度,为用户提供稳定、精准的激光输出;相较于行业同类产品,QCL2 500 体积更加小巧,用户可在有限空间内实现更多功能,为设备设计提供更多的灵活性。       QCL2 500 低噪音激光驱动器的创新设计和技术功能,将为用户的实验和应用提供强有力的解决方案和技术服务,降低研发生产风险,助力科研项目推进,实现产品的高效开发与迭代。       QCL2 500 低噪音激光驱动器可广泛应用于环境监测、生物医疗、工业监控、分子光谱研究等领域,为激光技术的发展和应用提供了全新的可能性。无论是研究机构还是工业生产企业,都将从其优异的性能和稳定性中获益。在激光技术的飞速发展中,QCL2 500 正以其卓越的性能和引领行业的创新地位,成为业界瞩目的焦点。普瑞亿科将继续致力于为客户提供更先进、更可靠的产品,推动激光技术在各个领域的应用创新,为科学研究和工业发展带来更多的可能性。电流噪声密度极低:500mA 驱动器的噪声性能优于928nAp-p (0.1Hz~10Hz);集成函数发生器功能:可轻松生成梯形波,满足用户对波形控制的需求,为实验和应用提供更大的灵活性和便利性;过流保护功能:有效防止因过载而引起的损坏,确保设备在各种工作条件下的安全运行,为用户提供更高的可靠性和安全性;紧凑的体积设计:与同类产品相比,该驱动器体积更小,适用于高精度小体积的产品开发,为用户在有限空间内实现更多功能提供了便利条件。图一:模拟规格参数:其他参数:

新品

2024.04.18

助力国家大规模设备更新 普瑞亿科“换新指南”来了!

       近期,国务院常务会议审议通过《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,旨在优化整体经济结构,促进新质生产力的形成和发展。该方案鼓励淘汰落后设备,以提高技术、降低能耗、减少排放为主要更新方向,以实现设备投资规模增长、能效提升等目标。       近年来,普瑞亿科始终坚持创新驱动和自主科技研发,设计、生产了一系列具有国际领先水平的产品;与此同时,普瑞亿科设有专业的技术支持服务团队,可以协助客户优选科研工作中所需的优质硬件、探讨科研方案设计、提供设备运维服务、分析科研数据等工作。       为响应国家政策,助力设备更新工作更加科学、高效地推进,我们将为行业客户和研究机构提供一系列系统解决方案——普瑞亿科“换新指南”。       北京普瑞亿科科技有限公司成立于2007年,是国内领先的仪器设备、系统方案和咨询服务提供商。普瑞亿科参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等发起的多个设备研发项目,具有突出的仪器研发、设计和生产能力,可以提供多种痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统、高性能数据采集器和云平台服务等,致力为生态环保、能源地质、城市安全、农林牧渔、水文水资源、医疗健康、半导体等行业客户和研究机构提供系统解决方案。       普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含定位观测站、车载走航、低空无人机搭载的监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。       针对碳氮水循环科学研究,普瑞亿科提供一系列具有自主知识产权的科研级产品, 包含不限于基于中红外直接吸收光谱(MIRLASTM)技术的一系列高精度温室气体 (CO CO2 CH4 N2O H2O)分析仪;多组分在线、分布式在线和便携式原位土壤呼吸、群落光合、地上地下廓线测量系统, 室内全自动变温培养土壤呼吸测量系统;基于TureTDR® 技术的分布式和便携式土壤温度、湿度和盐度测量系统、COSMOS区域土壤含水量测量系统,以及自主研发的高性能数据采集器和云平台。相关产品在国内和国外众多科研院所、大专院校等单位,以及中国生态系统研究网络(CERN)、中国森林生态系统定位研究网络(CFERN)等网络安装运行,取得用户的一致好评。满足WMO/ICOS/CNEMC观测标准构建“天-空-地”一体化监测体系为“双碳”目标研究和评价提供更加完善的温室气体测量解决方案PRI-5251 CO2 CH4 N2O H2O 分析仪PRI-5251 Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪PRI-5251e CO2 CH4 N2O H2O 涡度协方差测量系统PRI-5251f CO2 CH4 N2O H2O飞行版温室气体测量系统PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统PRI-5231 CO2 N2O H2O 分析仪PRI-5232 CO N2O H2O 分析仪PRI-5233 CH4 C2H6 H2O 分析仪PRI-501 CO2 H2O 分析仪PRI-501w CO2 H2O 分析仪ZERO CH4 C2H6 H2O 分析仪PRI-503 CO2 CH4 H2O 分析仪PRI-560 飞行版 NOx 分析仪PRI-701 氨气(NH3)分析仪PRI-732 CO2 CH4 N2O H2O 分析仪G-Flask 全自动温室气体取样器ELF-600 六旋翼无人机从在线测量到实验室培养多角度、多尺度、多场景为研究人员提供更加灵活、高效、便捷的土壤气体测量工具PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8800 Plus 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8610 便携式 CO2 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8610U 超便携 CO2 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8620 便携式 CO2 CH4 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8630 便携式 CO2 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8635 便携式 CO CO2 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8640 便携式 CO2 CH4 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8300 土壤剖面 CO2 廓线连续测量系统PRI-8300 Plus 土壤剖面 CO2 CH4 N2O廓线连续测量系统PRI-8650 分布式土壤呼吸测量系统PRI-8500大气 CO2 H2O 廓线测量系统PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统点状到区域土壤含水量测量整套解决方案基于电容原理的经济型点状测量基于Ture TDR®原理的高精度点状测量基于COSMOS 测量技术的区域土壤含水量测量轻松应对各种气象观测场景为极端条件下的环境气象观测提供强有力的技术支撑CRS-2000C 区域土壤含水量测量系统Plover 便携式土壤水分、温度和电导率测量系统Warden 分布式土壤水分、温度和电导率测量系统Canary 分布式土壤水分、温度和电导率测量系统METLOG S 数据采集器METLOG 2000 科研军事级自动气象站METLOG 科研级梯度气象观测系统基于国际先进的同位素分析技术深度揭示物质本质,解码起源演化之谜为同位素研究和应用提供不可或缺的工具Isotope5 CNS 同位素比质谱仪Isotope5 CN 同位素比质谱仪EA-MIR 碳同位素分析仪EA-HWG 碳同位素分析仪AMBA C123+n 单体碳同位素分析仪PRI-5352i CO2 同位素分析仪EA-SCAR 14CO2 同位素在线测量系统EA-IRMS-SCAR 13C 14C同位素测量系统揭秘微观世界奥秘,助力科学研究突破国产先锋品牌,为您提供更专业的分析设备和系统解决方案Element5 610 CHNSO 元素分析仪Element5 624 CHNSO 元素分析仪Element5 820 CHNSO 元素分析仪Element5 822 CN 元素分析仪Element5 824 CN 元素分析仪(土壤专用)Element5 840 CHNSO 元素分析仪Element5 860 氮、蛋白质分析仪Element5 870 大气 CO2 捕获和纯化系统洞察植物生理,优化栽培技术为全方位植物观测提供稳定运行、坚固耐用的测量系统IPS-1000 便携式同位素光合作用测量系统RhizoScan 原位根系扫描仪RhizoScan Plus 原位根系扫描仪PlantCam 植物生长节律在线自动观测系统DMS-600 分布式多光谱监测仪

企业动态

2024.03.27

文献分享丨灌溉绿洲农业生态系统中土壤呼吸CO2及其Δ13C值随时间变化的测量策略

       土壤呼吸中13C的天然丰度可以为研究土壤-植物大气圈系统中的碳动力学提供有力的工具,并对大气δ13C产生很大影响,因为它是进入大气的最大CO2通量之一。大气δ13C可以进一步反映陆地生态系统的分馏,为生物圈-大气CO2交换提供有价值的示踪剂。此外,使用稳定同位素13C作为示踪剂是划分土壤呼吸成分的极好方法,因为它可以在对土壤环境干扰最小的情况下识别释放的CO2的来源。如果由于缺乏δs数据而导致陆地呼吸的同位素组成参数化不正确,基于呼吸过程中陆地同位素分馏常数的生态系统和全球碳循环模型可能会给出不正确的结果。在现有的δs研究中,最常用的方法是使用静态封闭土壤室,在选定的时间间隔从中收集空气样本,并通过同位素比质谱仪测定进行后分析。在这些实验中,样品采集的频率固有地受到烧瓶采集和离线质谱分析所需的时间和精力的限制。因此,最佳测量时间对于获得日、月或年平均δs非常重要。       基于此,中国科学院地理科学与自然资源研究所温学发等研究人员采用非稳态条件下在线连续多通道双循环观测系统,在中国西北的灌溉玉米生态系统中进行了Rs和δs的原位连续测量。研究过程中,基于连续和高频(1Hz)测量,研究Rs和δs在日、月和季节时间尺度上的最佳测量时间,量化Rs和Δs的最佳测量频率,以在季节时间尺度下达到一定的准确度(±10%、±20%或±30%)。从而评估生长季节土壤呼吸CO2(Rs)及其δ13C(δs)值以及土壤温度(ST)和土壤含水量(SWC)的最佳测量时间和频率。       研究发现,尽管在生长季节,Rs和δs通常随着非生物和生物因素的变化而表现出明显的日变化和季节变化,但在9:00–10:00或此时(如9:00–11:00)的窗口中测得的Rs和Δs通常与日平均值没有显著差异。因此,如果研究人员无法直接测量昼夜模式,建议将这些时间尺度作为气候和植物类型相似地区的最佳测量时间。这项研究的结果为未来在其他灌溉农业生态系统中使用非连续测量提供了指导,可用于选择最佳测量时间并在保证一定精度的同时降低测量频率。试验方案及设备       下图是整套系统的示意图。整个方案由1)分析模块;2)采样模块;3)控制模块和4)校准模块构成。整体采用多通道双循环的设计思路,实现待测气体既能快速周转,又能互不干扰,并且将死体积降至最低水平。下图中蓝色线条代表的气路循环为整套系统的大循环,气体在呼吸室和控制系统内快速循环,能实时反馈气体浓度的变化。黄色线条代表的气路循环为小循环,从大循环中取分析仪需要的气体流量进行分析检测,测试完成的气体再次送回循环气路。原位多通道双循环观测系统示意图(std1, std2, std3:标准气体;MV:3通电磁阀;OF:溢流;V:流量控制阀;P:KNF泵;F:过滤器)       1、降低每一个呼吸室的关闭速度,最大限度减少呼吸室盖紧过程因空气下压产生的土壤呼吸测量的不确定性,保证数据测量结果的稳定性和准确性。       2、缩短每个循环周期的测量时间,尤其有利于土壤呼吸通量较低需要延长单个呼吸室测量时间,以及单次循环土壤呼吸室较多的情况。       3、有利于提高流速较慢分析仪的响应时间。       4、双泵交替工作有利于延长泵的使用寿命。       土壤空间异质性强,即便是同一区块相同土壤类型的土壤呼吸,其通量差异性也非常大。科学家在进行土壤呼吸研究时,通常需要在空间、时间和气体种类上进行多维度的组合研究,才能更好地解释土壤呼吸的内在机制。基于此,普瑞亿科研发了PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统,能为上述研究提供时间顺序上、不同位点土壤呼吸循环测量解决方案。       PRI-8600D双循环复路系统是普瑞亿科潜心研发多年的土壤呼吸测量多路系统,具有发明专利(专利号:ZL201710784488.5),并在科技部重点研发计划项目支持下,于2023年完成最新一轮的升级。升级完成后,相对其他厂家的同类产品具有以下特点和优势:       1)具有双循环气路设计:设有奇数组和偶数组两个分组,每组均包含1个一体化的汇流排和1一个循环泵,并通过电磁阀组连接在一起交替为分析仪主机提供气源。两组复路系统交替工作,在前一个呼吸室测量结束前,次一个呼吸室开始工作,并在前一个呼吸室测量结束时,切入第二个呼吸室进行测量。       2)升级高度集成的采集汇流排、双路双循环汇流排、标样汇流排,极大的减少了分析气路的“死体积”;而模块化的设计也大大降低了气路泄漏的风险,保证了测量结果稳定可靠。       3)升级每个通道内置的过滤器材质为SUS304,提高了整机的气密性和稳定性,保障了整套系统能靠运行。       4)升级工业级电控逻辑板,即使在极端的工况下,设备也能稳定可靠的运行。MODBUS RTU的RS485通讯为客户大范围远距离应用提供了可能。       5)具有三路标准气接口,这可以实现高校准频率需要的分析仪时间在线校准,比如光谱同位素分析仪。       6)升级的气电混装定制化接头和线缆,设备更简洁/美观和可靠;同时,实现一个较小尺寸的主机箱连接不少于32个土壤呼吸室。       7)标配一个RS-232、一个RS-485 通讯接口,为一个复路系统驳接多个气体分析仪提供可能(可根据客户应用,拓展RS-232、RS-485和TTL通讯)。       8)具有WIFI接口,可以连接触控设备进行测量参数配置;具有双网口,可以进行数据自动上传和远程数据跟踪。       9)可以同时接驳土壤呼吸明室/土壤呼吸暗室/大容量群落光合室等。       10)若只需要CO2 H2O测量,分析仪可以内嵌到一个主机箱内。       8600-2012 全自动土壤呼吸测量暗室具有发明专利(专利号:ZL202021501088.2),该呼吸室升级了气电混装的线缆结构,升级土壤呼吸的防水等级至IP66,升级呼吸室多层采样装置,设备简洁、美观、可靠。       8600-2012 具有动压平衡装置,通过科学的设计,既能保证呼吸室内大气压于外界大气压的平衡,也能在一定限度内消除外界风速对呼吸室内气体的扰动,保证测量结果的准确性。配合PRI-8600D双循环,8600-2012关闭呼吸室的速率可以很低,最大限度消除其对土壤呼吸的扰动。       8600-2012C 是全自动土壤呼吸明室,呼吸室上部没有任何遮挡,考虑到植物生长高度,透明呼吸室高度可以在一定范围内特殊定制。兼容性好,可连接不同的同位素或气体浓度分析仪;双循环气路设计,能提升不同通道之间的切换效率;定制化程度高,通道数量、气路长度、呼吸室种类;标配3路标准气切换模块,可在线进行系统标定;专利的动压平衡装置,能提升通量测量精度和准度。PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统主要包含多路复路系统主控箱,双循环泵,触屏PAD;可选配 CO2 H2O 分析仪,高精度 CO2 CH4 N2O 气体浓度分析仪,高精度 CO2 CH4 N2O 同位素分析仪;可选各种呼吸室,如土壤呼吸室、群光光合箱,明暗交替呼吸室/箱(含动压平衡装置),空气温度、土壤温度和土壤湿度传感器等;可选配不同长度的气路管线,标配15 m,可以定制长度至100 m。装置,能提升通量测量精度和准度。       PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统可以满足不同科学研究需要,适用于生态学、农学、林学、肥料学、冻土、地震学研究,以及垃圾掩埋等领域。

应用实例

2024.03.04

何念鹏、潘俊等研究人员揭示森林-农田长期转化对土壤微生物呼吸温度敏感性及空间变异的影响

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达27篇。       今天与大家分享的是何念鹏、潘俊等研究人员在森林-农田长期转化对土壤微生物呼吸温度敏感性及空间变异的影响方面取得的进展。在该项研究中,研究团队利用PRI-8800测定土壤样品的Rs和Q10,为研究结果提供了有力的数据支撑。       土壤是陆地生态系统中最大的碳库,所含碳量相当于大气和植被的总和。土壤微生物呼吸(Rs)是重要的碳循环过程,控制着陆地生态系统向大气的碳释放。此外,全球变暖会加速土壤中碳的分解,增加大气二氧化碳(CO2)浓度,从而导致土壤碳循环与气候变暖之间的正反馈。这种反馈的方向和强度在很大程度上取决于Rs的温度敏感性(Temperature sensitivity, Q10)。       土地利用变化是当前生物圈碳循环的主要人为驱动因素之一(也是全球变化的重要组成要素),土地利用变化将促进/抑制土壤碳释放到大气中,被认为是仅次于化石燃烧的第二大人为碳源,累计约占人为二氧化碳排放量的12.5%。由于人口的增长和对农产品需求的增加,全球范围内大量森林生态系统已被转化为农业生态系统。这些与农业相关的森林砍伐,不仅会导致生物多样性丧失,改变土壤碳循环过程,还可能削弱生态系统应对气候变化的能力。由于土壤微生物呼吸对温度变化的响应异常敏感,土壤Q10对土地利用变化的潜在响应(提升或压制),可能会对未来气候产生重大影响。因此,为了提高人们关于土地利用变化对土壤碳循环的影响及其对气候变化反馈的认识,确定Q10对土地利用变化响应的生物地理格局及其调控因素至关重要(图1)。图1 不同区域森林转变为农田对土壤微生物呼吸温度敏感性(Q10)潜在影响       为了更好地阐明土地利用变化对土壤Q10的影响及其空间变异机制,研究人员收集了中国东部从热带到温带的19个“森林转变为农田”配对地块的土壤样品,采用由普瑞亿科研发的PRI-8800全自动变温土壤培养温室气体分析系统,在5~30 °C进行室内培养,并测量Rs和计算了Q10,此数据的获取为该项研究提供了有力的数据支撑。‍‍‍‍‍‍图‍‍2 中国东部土壤微生物呼吸Q10的空间变异模式‍‍‍‍‍‍‍‍       研究结果表明: 森林土壤Q10的纬度模式主要受到气候因素的驱动。类似的,农田土壤Q10随纬度而升高,气候因素、pH、粘粒和SOC共同调节了耕地土壤Q10的空间变化(图2)。总体而言,森林和耕地之间的Q10值随着纬度的增加趋于一致;DQ10从热带地区(9.23~3.58%)到亚热带地区(0.58~1.93%)和温带地区(–0.97~1.11%)显著下降。DQ10的空间变化受到气候因子、DpH、DMBC及其相互作用的影响。此外,研究还发现森林转变为农田土壤Q10呈现了明显的阈值现象(约1.5),受到pH和MBC的共同调控(图3)。图3 长期的森林转化为农田导致Q10出现不同方向的偏离(阈值约1.5)       预计全球气温升高2.0 °C的情景下,与生物地理可变的Q10相比,使用固定的Q10平均值将导致土壤CO2排放量估算产生偏差:森林为–0.93%~3.66%,农田为–0.71%~2.05%,森林-农田转换的偏差范围为–5.97~2.14%(表1)。表1 中国东部不同生物群落在2.0°C升温情景下表土(0-20 cm)CO2排放预测       总的来说,相关研究结果凸显了与长期土地利用变化相关的生物地理变化对土壤微生物呼吸温度响应的潜在影响,并强调了将长期土地利用对土壤温度敏感性的影响纳入陆地碳循环模型以改进未来碳-气候反馈预测的重要性。       研究论文近期在线发表于土壤学著名期刊《Soil Biology and Biochemistry》。第一作者为北京林业大学博士研究生潘俊、通讯作者为东北林业大学何念鹏教授和北京林业大学的孙建新教授;其他重要的合作作者还包括密歇根州立大学刘远博士、中央民族大学李超博士、中国科学院地理资源所李明旭博士和徐丽博士。该研究受到国家自然科学基金项目(32171544,42141004, 31988102)、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-037)等资助。原文链接:Pan J, He NP, Li C, Li MX, Xu L, Osbert Sun JX. 2024. The influence of forest-to-cropland conversion on temperature sensitivity of soil microbial respiration across tropical to temperate zones. Soil Biology and Biochemistry, doi:10.1016/j. soilbio.2024.109322.       截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达26篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源:https://sci.justscience.cn/       很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量,感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。即日起,如果您成功发表文章,并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备,请与我们公司联络,我们为您准备了一份小礼物,以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持!        为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;307 mL样品瓶,25位样品盘;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. 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Soil Biology and Biochemistry, doi:10.1016/j. soilbio.2024.109322.

应用实例

2024.01.31

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新岁启封2024又立下了哪些新目标?是找到一个更具潜力的商机项目还是加入一个更有前景的发展平台巧啦,我们都为你准备好了! 普瑞亿科「区域代理商」开始招募啦!        北京普瑞亿科科技有限公司成立于2007年,是国内领先的仪器设备、系统方案和咨询服务提供商。普瑞亿科参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等发起的多个设备研发项目,具有突出的仪器研发、设计和生产能力,可以提供多种痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统、高性能数据采集器和云平台服务等,致力为生态环保、能源地质、城市安全、农林牧渔、水文水资源、医疗健康、半导体等行业客户和研究机构提供系统解决方案。       普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含定位观测站、车载走航、低空无人机搭载的监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。       针对碳氮水循环科学研究,普瑞亿科提供一系列具有自主知识产权的科研级产品, 包含不限于基于中红外直接吸收光谱(MIRLASTM)技术的一系列高精度温室气体 (CO CO2 CH4 N2O H2O)分析仪;多组分在线、分布式在线和便携式原位土壤呼吸、群落光合、地上地下廓线测量系统, 室内全自动变温培养土壤呼吸测量系统;基于TureTDR® 技术的分布式和便携式土壤温度、湿度和盐度测量系统、COSMOS区域土壤含水量测量系统,以及自主研发的高性能数据采集器和云平台。相关产品在国内和国外众多科研院所、大专院校等单位,以及中国生态系统研究网络(CERN)、中国森林生态系统定位研究网络(CFERN)等网络安装运行,取得用户的一致好评。       现因公司发展需要,我们将面向全国招募普瑞亿科自主研发产品的「区域代理商」,我们建立了成熟的“代理商计划”,提供完善的“支持体系”赋能代理商团队,共同为我们的客户提供优质的产品与服务。1、温室气体和痕量气体PRI-5251 CO2 CH4 N2O H2O 分析仪PRI-5251 Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪PRI-5251e CO2 CH4 N2O H2O 涡度协方差测量系统PRI-5251f CO2 CH4 N2O H2O飞行版温室气体测量系统PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统PRI-5231 CO2 N2O H2O 分析仪PRI-5232 CO N2O H2O 分析仪PRI-5233 CH4 C2H6 H2O 分析仪PRI-501 CO2 H2O 分析仪PRI-501w CO2 H2O 分析仪ZERO CH4 C2H6 H2O 分析仪PRI-503 CO2 CH4 H2O 分析仪PRI-560 飞行版 NOx 分析仪PRI-701 氨气(NH3)分析仪PRI-732 CO2 CH4 N2O H2O 分析仪G-Flask 全自动温室气体取样器ELF-600 六旋翼无人机2、土壤气体通量PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8800 Plus 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8610 便携式 CO2 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8610U 超便携 CO2 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8620 便携式 CO2 CH4 H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8630 便携式 CO2 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8635 便携式 CO CO2 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8640 便携式 CO2 CH4 N2O H2O 土壤呼吸测量系统PRI-8300 土壤剖面 CO2 廓线连续测量系统PRI-8300 Plus 土壤剖面 CO2 CH4 N2O廓线连续测量系统PRI-8650 分布式土壤呼吸测量系统PRI-8500大气 CO2 H2O 廓线测量系统PRI-8600D 多通道土壤呼吸(群落光合)测量系统3、土壤水分和环境气象CRS-2000C 区域土壤含水量测量系统Plover 便携式土壤水分、温度和电导率测量系统Warden 分布式土壤水分、温度和电导率测量系统Canary 分布式土壤水分、温度和电导率测量系统METLOG S 数据采集器METLOG 2000 科研军事级自动气象站METLOG 科研级梯度气象观测系统4、同位素分析Isotope5 CNS 同位素比质谱仪Isotope5 CN 同位素比质谱仪EA-MIR 碳同位素分析仪EA-HWG 碳同位素分析仪AMBA C123+n 单体碳同位素分析仪PRI-5352i CO2 同位素分析仪EA-SCAR 14CO2 同位素在线测量系统EA-IRMS-SCAR 13C 14C同位素测量系统5、元素分析Element5 610 CHNSO 元素分析仪Element5 624 CHNSO 元素分析仪Element5 820 CHNSO 元素分析仪Element5 822 CN 元素分析仪Element5 824 CN 元素分析仪(土壤专用)Element5 840 CHNSO 元素分析仪Element5 860 氮、蛋白质分析仪Element5 870 大气 CO2 捕获和纯化系统6、植物生理测量IPS-1000 便携式同位素光合作用测量系统RhizoScan 原位根系扫描仪RhizoScan Plus 原位根系扫描仪PlantCam 植物生长节律在线自动观测系统DMS-600 分布式多光谱监测仪1、拥有仪器销售、代理等相关行业经验;2、拥有优质的渠道推广资源,具备快速拓展市场的基础条件;3、具备优秀的销售能力、运营能力与学习能力;4、有强烈的合作意向,认同并配合普瑞亿科的战略发展规划。1、丰厚的利润回报,助力代理商快速成长;2、1v1专业技术指导,助力区域客户服务;3、多元化业务合作,助力代理商业务拓展。如果您认可普瑞亿科的发展理念与产品项目,愿意与我们共同成长、合作共赢,可以通过以下方式联系我们:联系电话:010-51651246 88121891邮箱地址:info@pri-eco.com孤帆难远行,万舰渡重洋普瑞亿科期待您的加入!

企业动态

2024.01.16

浙江大学罗忠奎研究团队揭示青藏高原不同气候梯度下土壤碳矿化与微生物群落组成之间的解耦

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达26篇。       今天与大家分享的是浙江大学环境与资源学院罗忠奎研究团队在研究土壤有机碳矿化及其温度敏感性(Q10)与微生物群落多样性和组成之间关系方面取得的进展。在该项研究中,研究团队利用PRI-8800测定土壤CO2排放速率,为研究结果提供了有力的数据支撑。       土壤微生物驱动着有机碳的矿化,由于不同微生物群落在代谢效率以及对不同温度变化的响应存在差异,因此土壤有机碳矿化及其温度敏感性(Q10)与微生物群落多样性和组成之间应该存在密切的关系。然而,这些关系很少被检验。       基于此,浙江大学环境与资源学院罗忠奎研究团队通过室内培养实验,评估了藏东南地区不同海拔(气候)梯度中土壤微生物α多样性对温度的响应以及r-和k-策略微生物的相对丰度。图.培养第128天的土壤有机碳矿化速率及其Q10与门水平微生物群落丰度的相关性。灰色表示相关性不显著(即P > 0.05),彩色网格表示相关性显著(P 5°C-128和R25°C-128分别为5°C和25°C培养温度下第128天的有机碳矿化速率。Q10-128为土壤有机碳在128天培养期间的温度敏感性。F:新鲜土壤样品;5、25分别为在5°C和25°C培养的土壤样品。       在土壤培养实验设计及有机碳矿化测定的过程中,研究团队采用由普瑞亿科研发的PRI-8800全自动变温土壤培养温室气体分析系统测定土壤CO2排放速率(μg CO2-C g−1 SOC day−1),每个土壤样品测定时间设置为3分钟,此数据的获取为该项研究提供了有力的数据支撑。基于不同温度下测定的土壤CO2排放速率,计算了有机碳矿化的温度敏感性(Q10)。       研究结果表明:培养128后测定的α多样性以及r-和k-策略微生物的相对丰度受温度的显著影响(P 10的影响是一致且显著的(P 10的影响并不是独立的。本研究结果表明,虽然土壤微生物群落的多样性和组成是土壤有机碳质量和有效性的重要指标,但它们并不是土壤有机碳矿化速率及其Q10的根本的决定因素。       相关研究成果以“Decoupling of soil carbon mineralization and microbial community composition across a climate gradient on the Tibetan Plateau”为题发表在国际SCI期刊Geoderma(IF2022=6.1,中科院一区)。Zheng, J., Mao, X., Jan van Groenigen, K., Zhang, S., Wang, M., Guo, X. et al. (2024). Decoupling of soil carbon mineralization and microbial community composition across a climate gradient on the Tibetan Plateau. 441, 116736.https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116736       截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达26篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源:https://sci.justscience.cn/       很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量,感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。即日起,如果您成功发表文章,并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备,请与我们公司联络,我们为您准备了一份小礼物,以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持!        为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;307 mL样品瓶,25位样品盘;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. 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Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.24.Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.25.Liu YH,Xiong DC,Wu C,et al.Effects of exogenous carbon addition on soil carbon emission in a subtropical evergreen broad-leaf forest[J]. Journal of Forest & Environment, 2023, 43(5).26.Zheng, J., Mao, X., Jan van Groenigen, K., Zhang, S., Wang, M., Guo, X. et al. (2024). Decoupling of soil carbon mineralization and microbial community composition across a climate gradient on the Tibetan Plateau. 441, 116736.

应用实例

2024.01.05

助力国家双碳目标,普瑞亿科温室气体监测系统解决方案案例集锦

北京普瑞亿科科技有限公司(PRI-ECO)成立于2007年,深耕温室气体科学研究与监测领域16年,承担和参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等授予的温室气体分析相关的重大仪器研发专项,具有优秀的仪器研发、设计和生产能力,可以提供各种高、中、低精度的痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统等。2022年,针对“双碳”市场需求,在遵循MRV体系的前提下,普瑞亿科升级体系至MVS(可监测-Monitoring、可核查-Verification、可支持-Support),并针对性地开发了国内首套区域碳监测核查支持系统解决方案,包含监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。公司产品及解决方案:1、会“飞”的分析仪——PRI-5251F 飞行版温室气体测量系统全球气候变暖给人类的生产生活带来严重威胁,减缓气候变暖、监测温室气体排放变得日益迫切,而传统的监测方法只能获取有限的数据,很难测量一些难以到达的区域,因此构建“天-空-地”一体化监测体系已然成为新形势下生态环境、农林气象等领域的重要解决方案。普瑞亿科创新研发的PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统,通过创新的微型激光传感器引擎,可以短时间内获得更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,多样化的应用场景为研究人员提供更加灵活、高效、便捷的温室气体测量解决方案。PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统是一套高精度、多组分飞行版温室气体测量的全新解决方案,采用中红外激光直接吸收光谱技术(MIRLAS)。系统包含了高精度多组分温室气体分析模块、微型气象站和ELF-600六旋翼无人机系统,能同步在线测量3种主要的温室气体(CO2、N2O、CH4)、伴生气体(CO)和水汽(H2O),以及三维超声、空气温湿度、大气压等参数。系统核心的PRI-5251f Plus CO CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪基于创新的微型激光传感器引擎,通过中红外波段极强的光谱吸收提供更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,具有ppb级的灵敏度;在尺寸、重量和低功耗与整体性能的综合优化设计上,最佳适配微型无人机载。2、PRI-5251CT:空气高效除水“新标杆”,高精度温室气体观测“必备品”“双碳”战略目标的实现,需要对区域范围内、特定排放源进行温室气体的高精度监测,并将监测分析计算结果服务于国家战略目标和国家核证自愿减排量(CCER)。包含但不限于二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的高精度测量和监控是评估“双碳”目标行动有效性重要的技术手段,是获取我国二氧化碳气体及其他温室气体浓度的长期变化趋势、深入开展气候变化研究的基础,有助于科学评估各地区、各行业的碳减排成效,有助于支撑我国“碳达峰、碳中和”工作的开展和相应政策的制定。通常,我们需要采用高精度温室气体监测设备连续抽取大气进行目标气体的在线测量。但是大气中的不同水平的水汽含量会很大的影响高精度温室气监测设备对目标气体测量精度和准度。针对目前基于光谱技术的高精度温室气体分析仪,世界气象组织(WMO)和生态环境部环境监测总站等组织和机构明确要求,其待检目标气中的水汽含量应低于500ppm,因此,需要通过专业设备对待测气进行高水平的干燥处理,以获得低于500ppm 或者更低水平水汽含量的待测气体。为实现高效地大气除水,普瑞亿科针对性地开发了一套PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统,该系统特别适配温室气体高精度观测量,具有两级除水功能,可以通过交替双工模式实现待测气体的高效除水和快捷除冰,输出的水汽浓度低于0.01%。PRI-5251CT包含两个一级低温除水单元和两个超低温除水单元,通过两次除水提高冷阱除水效率和降低冷阱切换频率;优化设计的冷阱管内容积小,气体消耗量低而气体周转速率高,且标准气和样品气都过冷阱,能确保标定和测样具有统一的系统误差;包含双泵双通道主动送气单元,可以提前对下一个待测通道进行吹扫净化并制取干燥气体,实现不同冷阱之间的无缝切换;包含压力和流量平衡设计,可以消除不同通道间因电磁阀切换造成的压力波动带来的测量误差。PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统是高精度温室气体测量更好的除水解决方案,针对性解决了目前其他品牌冷阱稳定性差等各种弊端。3、PRI-8800: 土壤呼吸温度敏感性(Q10)室内快速测量的新方法气候变暖如何影响土壤有机质分解,以及陆地生态系统碳排放如何响应气候变暖成了目前科学家主要关注的内容之一。在国内“双碳”背景的目标下,如何快速、科学、高效地监测、核查和支持因为升温导致的土壤呼吸速率的增加成了科学家和政府组织的重点关注。为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,2022年普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。1)选型推荐:2)实验设计:1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。

媒体关注

2023.11.23

检测燃气泄露,降低燃气事故;控制甲烷排放,践行“双碳”目标丨ZERO天然气泄漏检测系统解决方案

       燃气作为一种常见的能源,被广泛用于居民日常生活和餐饮企业的生产经营中。国家消防救援局近日发布的统计数据显示,今年1月至10月,全国因燃气故障和使用不当共引发火灾2万起,造成人员伤亡和财产损失。       每一次事故的发生都在提醒我们,燃气安全管理迫在眉睫。与此同时,我们知道燃气的主要成分为90~95%的甲烷,甲烷的变暖能力是二氧化碳的84倍,也是气候变暖的第二“元凶”气体,任何数量的甲烷逃逸都会对气候产生强烈的影响,同样严重影响着人们的生存环境。       为此,生态环境部近日联合有关部门发布《甲烷排放控制行动方案》,针对甲烷排放监测,方案提出包含建立天空地一体化监测体系以及推广完善泄漏检测技术等多项重点任务——三、重点任务1、加强甲烷排放监测,探索开展甲烷排放监测试点,在重点领域推广甲烷排放源监测。根据我国甲烷排放特征,在现有的生态环境监测体系下开展甲烷环境浓度监测,逐步建立地面监测、无人机和卫星遥感等天空地一体化的甲烷监测体系。5、推广应用泄漏检测与修复技术。探索逐步完善油气领域泄漏检测与修复技术规范体系,推动全产业链泄漏检测与修复常态化应用。加强管线先进维检修技术、设备的研究与应用,有效提升甲烷泄漏控制能力。       由此可见,无论从生命安全保护还是减缓气候变暖,监测天然气泄漏、降低甲烷的排放都具有重要意义。然而,传统管网巡检、人工排查受制于管理、人员等因素,无法确保实时的安全监控。       因此,快速扩张的天然气管网迫切需要更精准、更高效的“体检”方式。       普瑞亿科提供的天然气泄漏检测系统基于先进的中红外直接吸收光谱技术,核心的CH4 C2H6分析仪具有1ppb/s和0.5ppb/s的灵敏度,极高的灵敏度和快速的响应时间确保设备能在高速路面走航和无人机记载等高速运行的工具上获得可信的数据,这不仅仅保证了天然气泄漏的准确度、更提高了天然气泄漏测量的速率。尤其是该产品具有相对最小的重量和最低的功耗,确保设备能在无人机上挂载、能在传统汽车上车载,抑或是电动自行车、摩托车车载,甚至是手提/肩背使用。优越的性能、合理的价格和宽泛的适用场景决定了ZERO泄漏检测系统正在引导着天然气泄漏检测的发展方向。       针对本系统解决方案,我们配置了ZERO All-in-One 组合式天然气泄漏检测系统,主要包含ZERO(Plus)车载式系统、ZERO Flight 飞行版系统、ZERO(Plus)便携式系统三位一体的立体解决方案,采用5G数据传输,搭载北斗高精准定位系统,以满足高速车载走航测量、高空飞行测量和便携式精准定位测量需要;同时系统包含必要的现场硬件和软件、服务器端及智慧客户终端。       ZERO依托5G、大数据、物联网等现代信息技术,从设备、系统到云实现数字化集成,在降低成本的同时,为用户提供一站式全方位天然气泄漏解决方案,搭建从采集处理、分析到决策支持的数据闭环,以数字技术赋能燃气安全管理,从而实现城市智慧管网、智慧燃气的全链条、数字化集中管理。相关案例分享:护航亚运丨“5G+北斗” ZERO高精度检测系统开启燃气巡检新模式双剑合璧!PRI-5251F为化工企业提供温室气体监测解决方案

应用实例

2023.11.21

福建师范大学黄锦学、刘源豪等研究人员揭示外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放的影响

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达25篇。       今天与大家分享的是福建师范大学黄锦学、刘源豪等研究人员在研究外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放影响方面取得的进展,在该项研究中,研究团队利用PRI-8800测定土壤CO2排放速率,为研究结果提供了有力的数据支撑。       土壤是陆地生态系统中最大的碳库,其碳储量约占陆地生态系统碳储量的60%,其微小变化对大气中的CO2浓度影响较大。土壤微生物呼吸是陆地生态系统向大气释放CO2的主要途径,对维持土壤碳库平衡起着重要作用。气候变暖将提高植物净初级生产力,从而提高凋落物和根系分泌物的输入量,导致外源葡萄糖输入增加,进而改变土壤碳循环过程。土壤微生物呼吸是土壤微生物为获取化学能量和营养物质,分解土壤有机碳并释放CO2的过程,其速率不仅受土壤pH值和碳、氮含量等因素的影响,而且受葡萄糖输入的显著影响。       目前对葡萄糖输入后土壤CO2排放动态特征的研究多集中在长期(60d以上)观察,对于短期内的变化研究较为缺乏。多数研究对于土壤CO2排放的动态观测时间间隔较大。因此,探究短期内不同葡萄糖输入量对土壤CO2排放的影响及其动态变化特征,对预测外源碳输入对土壤碳动态的影响具有重要意义。图1 不同浓度葡萄糖输入对土壤CO2排放速率和土壤CO2累积排放量的影响注:图中不同小写字母表示不同处理间差异显著(P)       为了更好地研究外源葡萄糖输入量对土壤CO2排放动态过程的影响及机理,福建师范大学黄锦学、刘源豪等研究人员以中亚热带常绿阔叶林土壤为研究对象,在培养温度为恒温20℃,土壤田间持水量60%的条件下,输入不同浓度的葡萄糖(碳含量分别为0、50、150、450μg·g-1,分别标记为CK、C1、C2、C3处理)进行室内培养试验,测定不同浓度葡萄糖输入下不同时间的土壤CO2排放。       在室内培养试验过程中,研究团队采用由普瑞亿科研发的PRI-8800全自动变温土壤培养温室气体分析系统测定土壤CO2排放速率,采样时间间隔为1h,室内培养试验结束共计获得1232条土壤CO2排放速率数据,为该项研究提供了有力的数据支撑。图2 预培养期间土壤CO2排放速率和土壤CO2累积排放量图3 葡萄糖输入后土壤CO2排放速率和土壤CO2累积排放量的动态特征注:*表示培养28h前后的土壤CO2排放速率、土壤CO2累积排放量差异显著(P)       研究结果表明,C2、C3处理的土壤CO2排放速率和土壤CO2累积排放量均显著升高(P);C2、C3处理28h后,土壤CO2排放速率随培养时间的延长显著升高(P),土壤CO2累积排放量随培养时间的延长显著升高(P);当培养时间超过65h后,C1处理的土壤CO2排放速率随培养时间的延长有显著降低的趋势(P),C3处理的土壤C/N、DOC变化量较CK显著增大(P),土壤CO2排放速率与C/N、DOC含量呈显著正相关关系(P)。不同浓度葡萄糖输入对土壤CO2排放的影响有显著差异,在中亚热带常绿阔叶林土壤中,根系分泌物葡萄糖的输入增加可能会改变土壤C、N含量,提高CO2排放量,从而进一步影响土壤C库的固存。       相关研究成果以“外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放的影响”为题发表于期刊《Journal of Forest & Environment》上。相关论文信息:刘源豪, 熊德成, 吴晨, 等. 外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放的影响[J]. Journal of Forest & Environment, 2023, 43(5).DOI:10.13324/j.cnki.jfcf.2023.05.006       截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达25篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源:https://sci.justscience.cn/       很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量,感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。如果您成功发表文章,并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备,请与我们公司联络,我们为您准备了一份小礼物,以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持!        为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶,25位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. 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Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.15.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. 2018.Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.16.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.18.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.19.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.20.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.21.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.22.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.23.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.24.Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.25.Liu YH,Xiong DC,Wu C,et al.Effects of exogenous carbon addition on soil carbon emission in a subtropical evergreen broad-leaf forest[J]. Journal of Forest & Environment, 2023, 43(5).

应用实例

2023.11.15

中科院地理所刘远团队揭示基质可用性调和不同土壤剖面SOC矿化的温度响应

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇。       今天与大家分享的是中国科学院地理科学与资源研究所刘远团队在调查基质可用性(根系分泌物)的变化如何影响不同土壤剖面中土壤有机碳(SOC)矿化的温度响应(Q10)方面取得的进展,在该项研究中,研究团队利用PRI-8800对SOC矿化率进行高频测量,为研究结果提供了有力的数据支撑。       土壤有机碳(SOC)矿化是导致大量碳从土壤流失到大气中的一个主要过程,而温度会极大地影响这一过程。预计在下个世纪,底土和表土都将经历类似程度的变暖。气候变暖预计会产生土壤碳-气候正反馈,从而加速气候变化。这种正反馈的大小在很大程度上取决于不同深度SOC矿化的温度敏感性(Q10)。因此,更好地了解不同深度的Q10变化及其内在机制,对于准确预测气候变化情景下的土壤碳动态至关重要。尽管在理解全球变暖对底土碳动态影响方面取得了进展,但对于Q10在土壤剖面不同深度的变化方式仍未达成共识。       为了更好地理解气候变化背景下土壤碳动态,刘远团队从三个地点采集了土壤剖面的土壤样品,包括四个深度区间(0-10厘米,10-30厘米,30-50厘米和50-70厘米):两个地点具有典型的矿物质土壤,一个地点是埋藏土壤。研究团队在实验室中使用这些土壤来探讨随着土壤深度的增加SOC矿化的Q10对底物可利用性变化的响应。葡萄糖是一种容易获得的底物,因为它是根分泌物的重要组成部分。土壤在10-25°C的温度下孵育,以0.75°C的温度间隔进行了24小时。然后,在孵育1天后,通过高频率连续测量SOC矿化速率,避免了底物限制和微生物群落的变化对结果的影响,估算Q10。       值得注意的是,针对SOC矿化速率的测量,研究团队使用的是由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI–8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,该系统允许在一定时间内逐步提高孵育温度并与SOC矿化速率的高频测量同步进行,为该项研究提供了更准确的Q10估计。图1:不同土壤深度和不同站点下,控制组(CK)和底物添加组(S+)的土壤有机碳(SOC)矿化的温度响应,使用指数拟合表示。站点:Liangshui(LS)、Huinan(HN)和Hongyuan(HY)。***代表P图2 a:在控制组(CK)和底物添加组(S+)中,土壤有机碳(SOC)矿化速率(R22)在22°C下随深度增加的变化。b:不同站点下不同土壤深度的底物可利用性指数(CAI);c:在CK和S+处理中,SOC矿化的温度敏感性(Q10)随深度增加的变化;d:不同站点下不同土壤深度中CK和S+处理之间Q10的差异(ΔQ10)。       研究结果表明,在典型的矿质土壤中,Q10随深度的增加而降低,但在埋藏土壤中,Q10则先降低后增加。不出所料,在不同的土壤深度,基质的添加会明显增加Q10;但是,增加的幅度(ΔQ10)随土壤深度和类型的不同而不同。出乎意料的是,在典型的矿质土壤中,表土中的ΔQ10比底土中的高,反之亦然。ΔQ10与土壤初始基质可用性(CAI)呈负相关,与土壤无机氮呈正相关。总体而言,气候变化情景下基质可用性的增加(即二氧化碳浓度升高导致根系渗出物增加)会进一步加强SOC矿化的温度响应,尤其是在无机氮含量高的土壤或氮沉积率高的地区。       相关研究成果以“Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles”为题在线发表于期刊《Journal Of Soils And Sediments》上(中科院三区Top,IF5 =3.8)。相关论文信息:Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.原文链接:https://doi.org/10.1007/s11368-023-03602-y       截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源:https://sci.justscience.cn/       很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量,感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。如果您成功发表文章,并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备,请与我们公司联络,我们为您准备了一份小礼物,以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持!       自2018年上市以来,PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。       为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶,25位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.15.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. 2018.Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.16.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.18.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.19.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.20.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.21.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.22.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.23.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.24.Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.

应用实例

2023.10.17

护航亚运!“5G+北斗” ZERO高精度检测系统开启燃气巡检新模式

       10月8日晚,第十九届亚洲运动会在杭州圆满闭幕。作为史上规模最大、参赛人数最多的一届亚运会,对城市安全保障工作也提出了极大考验。特别是燃气安全问题,如何及时发现泄漏风险消除隐患,就需要高效、快速、灵敏的检测设备来实现。       为确保亚运期间燃气安全平稳运行,杭州萧山新奥燃气公司采用普瑞亿科“ZERO车载式高精度天然气泄漏检测系统”和“ZERO便携式高精度天然气泄漏检测系统”,针对亚运核心500米范围内重点区域的场馆、保障酒店、保障医院的燃气管道及附属设施,以及亚运场所1公里范围内严控区域的地下天然气管网、工商业用户、重点居民用户进行高精度检测。       ZERO车载式高精度天然气泄漏检测系统相对于传统检测车(ppm级)精度提升了1000倍,通过中红外激光光谱技术对周边环境气体进行检测分析,精度可达10亿分之一,可对行车距离150米范围内进行覆盖;与人工检测方式相比,检测车具有检测范围大、辐射面广、检测效率快、精准度高、可快速定位泄漏点等优势,能对天然气泄漏隐患做到提前发现与及时处置,从而避免事故发生。       ZERO便携式高精度天然气泄漏检测系统采用5G数据传输,搭载北斗高精准定位系统,在快速、精准查找泄漏点方面表现出色,极大地提高了巡检效率,协助新奥更高效地管理和控制潜在的泄漏风险。       除了高精度车载系统,普瑞亿科还可以针对不同的应用场景提供系统解决方案,以满足不同用户的检测需求——       普瑞亿科提供的天然气泄漏检测系统基于先进的中红外直接吸收光谱技术,核心的CH4 C2H6分析仪具有1ppb/s和0.5ppb/s的灵敏度,极高的灵敏度和快速的响应时间确保设备能在高速路面走航和无人机记载等高速运行的工具上获得可信的数据,这不仅仅保证了天然气泄漏的准确度、更提高了天然气泄漏测量的速率。尤其是该产品具有相对最小的重量和最低的功耗,确保设备能在无人机上挂载、能在传统汽车上车载,抑或是电动自行车、摩托车车载,甚至是手提/肩背使用。优越的性能、合理的价格和宽泛的适用场景决定了ZERO泄漏检测系统正在引导着天然气泄漏检测的发展方向。       针对本系统解决方案,我们配置了ZERO All-in-One 组合式天然气泄漏检测系统,主要包含ZERO(Plus)车载式系统、ZERO Flight 飞行版系统、ZERO(Plus)便携式系统三位一体的立体解决方案,以满足高速车载走航测量、高空飞行测量和便携式精准定位测量需要;同时系统包含必要的现场硬件和软件、服务器端及智慧客户终端。       ZERO依托5G、大数据、物联网等现代信息技术,从设备、系统到云实现数字化集成,在降低成本的同时,为用户提供一站式全方位天然气泄漏解决方案,搭建从采集处理、分析到决策支持的数据闭环,以数字技术赋能燃气安全管理,从而实现城市智慧管网、智慧燃气的全链条、数字化集中管理。

应用实例

2023.10.11

PRI-5251CT丨空气高效除水“新标杆”,高精度温室气体观测“必备品”

       “双碳”战略目标的实现,需要对区域范围内、特定排放源进行温室气体的高精度监测,并将监测分析计算结果服务于国家战略目标和国家核证自愿减排量(CCER)。包含但不限于二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的高精度测量和监控是评估“双碳”目标行动有效性重要的技术手段,是获取我国二氧化碳气体及其他温室气体浓度的长期变化趋势、深入开展气候变化研究的基础,有助于科学评估各地区、各行业的碳减排成效,有助于支撑我国“碳达峰、碳中和”工作的开展和相应政策的制定。       通常,我们需要采用高精度温室气体监测设备连续抽取大气进行目标气体的在线测量。但是大气中的不同水平的水汽含量会很大的影响高精度温室气监测设备对目标气体测量精度和准度。针对目前基于光谱技术的高精度温室气体分析仪,世界气象组织(WMO)和生态环境部环境监测总站等组织和机构明确要求,其待检目标气中的水汽含量应低于500ppm,因此,需要通过专业设备对待测气进行高水平的干燥处理,以获得低于500ppm 或者更低水平水汽含量的待测气体。       为实现高效地大气除水,普瑞亿科针对性地开发了一套PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统,该系统特别适配温室气体高精度观测量,具有两级除水功能,可以通过交替双工模式实现待测气体的高效除水和快捷除冰,输出的水汽浓度低于0.01%。PRI-5251CT包含两个一级低温除水单元和两个超低温除水单元,通过两次除水提高冷阱除水效率和降低冷阱切换频率;优化设计的冷阱管内容积小,气体消耗量低而气体周转速率高,且标准气和样品气都过冷阱,能确保标定和测样具有统一的系统误差;包含双泵双通道主动送气单元,可以提前对下一个待测通道进行吹扫净化并制取干燥气体,实现不同冷阱之间的无缝切换;包含压力和流量平衡设计,可以消除不同通道间因电磁阀切换造成的压力波动带来的测量误差。       PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统是高精度温室气体测量更好的除水解决方案,针对性解决了目前其他品牌冷阱稳定性差等各种弊端。单压缩机复叠制冷,双压缩机交替伺服;-78℃超低温除水,空气湿度4路标准气,2路目标气,3路质控气;9+8多通道气路设计,全程无缝切换;优化的小体积冷阱设计,所有气体过阱;兼容性高,可连接各品牌分析仪。Vapor QC       本软件用于分析水汽浓度,用可视化图表展现数据变化的趋势及特征。可选择单个或多个数据文件分析。选择多个文件时可以把多个文件排序生成时间序列化的预处理数据;可标注整个曲线中水汽浓度的最大最小值及500ppm的质控线;可标注数据对应的冷阱通道信息,方便分析冷阱每个通道的除水性能;可以单独保存每次分析的结果。结果文件是独立的图表具备完整的缩放、鼠标悬停显示详细信息、推拽等交互功能。PRI-5251温室气体分析仪48h水汽测试数据某品牌CRDS温室气体分析仪48h水汽测试数据

参数原理

2023.08.29

免费试用丨Plover 便携式土壤水分、温度和电导率测量系统

       科学研究可以带领人类探索更多未知的领域,而完成一项研究离不开科研仪器的“加持”,高效精准的仪器设备将为研究人员的探索之路助一臂之力。       自2021年《政府采购进口产品审核指导标准》发布以来,国家支持重大科研设施和仪器设备国产化的力度不断提升,各省市也相继发布支持政策,在保障科研需求的前提下,优先购置国产仪器。       但购置仪器不是一件小事,哪款设备能满足需求?哪款设备性价比高?采购前的持续观望、谨慎研究,只为找到能够更好满足科研需求的设备。       如何更深入地了解一款仪器设备?当然是“用起来”。       为提升用户对国产仪器品牌的了解,解决大家的“采购”之忧,普瑞亿科将招募“产品试用官”,开展一系列国产仪器免费试用活动,让有科研需求或购买意向的用户朋友们亲身体验到国产设备的优势,同时试用官真实的试用报告,也可以给予正在观望的用户非常有价值的参考建议,诚挚邀请大家参与活动,成为我们的“产品试用官”。       本期我们将招募“Plover便携式土壤水分、温度和电导率测量系统”产品试用官,为了让用户亲身感受到产品强大的性能和配置,普瑞亿科将开放3台Plover设备,面向有研究、测试需求的用户,推出15天免费试用活动,无需观望等待,试用后觉得合适您再购买。Plover 便携式土壤水分、温度和电导率测量系统       Plover便携式土壤水分、温度和电导率测量系统是基于“真时域反射”(TureTDR®)技术的土壤三参数测量系统。该系统通过激发并测量高频(~1.5GHz)电磁波的运移时间进行土壤水分和电导率的测量,同时输出土壤温度。其它测量技术因采用低频测量信号,测量过程中存在严重的水和离子极化现象,因而对盐度异常敏感;而基于TureTDR®技术的Plover土壤三参数测量系统更大限度克服了上述问题,对土壤中的含盐量及各种土壤类型不敏感,可更大限度提高土壤水分和电导率测量的准确性,并进一步拓展该系统的使用场景。       Plover可以实现便携式测量,通过安卓APP手机或平板进行操作并实时记录。该便携式土壤三参数测量系统能为农业、林业、草业、生态等科研和生产场景的土壤含水量便携测量提供稳定可靠数据。15天免费试用即日起至12月31日 可拨打电话详细咨询       试用结束后,可联系工作人员归还产品,也可成为我们的“产品推荐官”,推荐下一位新用户参与试用活动(将新用户联系方式提供给工作人员即可)。1、当新用户正式开始试用产品,即推荐成功,我们将给予“推荐官”200元现金奖励;2、如果新用户试用后决定购买产品,“推荐官”将再获得1500元现金奖励。       活动结束后,我们将在普瑞亿科公众号以推送的形式展示所有试用用户的使用体验,并发起投票活动,票数前三位用户将分别获得600元、400元、200元现金奖励。*该活动最终解释权归北京普瑞亿科科技有限公司所有

企业动态

2023.07.13

双剑合璧!PRI-5251F为化工企业提供温室气体监测解决方案

       本期产品应用案例要与大家分享的是由北京普瑞亿科科技有限公司旗下国产设备——ELF-600六旋翼无人机搭载PRI-5251F CO2 CH4 N2O H2O 飞行版分析仪,助力天津渤化澳佳永利化工有限公司探索温室气体监测新方法,无人机+飞行版气体分析仪“双剑合璧”,有效地提高了温室气体监测的效率、精准度和安全性。       为了更好地调查温室气体的排放路径,在飞行服务前,我们针对化工厂的场地以及周围工厂提前进行了调研,然后由ELF-600六旋翼无人机搭载PRI-5251F对二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、水气等温室气体进行了有效监测。       采集的数据经过分析处理,生成了详细的报告;报告中包含温室气体分布图、浓度变化趋势等;同时,还提供了可视化的图表以便于管理层和监测人员的理解和决策。       在工业化进程中,温室气体的监测和管理变得尤为重要,而传统的监测方法只能获取有限的数据,很难测量一些难以到达的区域,因此构建“天-空-地”一体化监测体系迫在眉睫,而无人机技术的快速发展则为该领域带来了全新的解决方案,其能够快速、高效地监测温室气体,为企业提供重要的安全保障。       普瑞亿科自主研发的PRI-5251F CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统,通过创新的微型激光传感器引擎,可以短时间内获更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,多样化的应用场景,为研究人员提供更加灵活、高效、便捷的温室气体测量解决方案,为我国实现“双碳”目标、建设绿色生态环境提供可靠的数据支持。       与此同时,针对用户的不同需求,我们还有 PRI-5251F Plus CO CO2 CH4 N2O H2O,5251F Max CO CO2 CH4 N2O NOx H2O,ZERO Flight CH4 C2H6 H2O 燃气泄漏监测等多款飞行版设备可供选择。       普瑞亿科(PRI-ECO)深耕温室气体科学研究和监测领域16年,承担和参与过科学技术部(2次)、中国科学院和北京市科学技术委员会等授予的重大仪器研发专项,具有卓越的仪器研发、设计和生产能力,可以提供各种高、中、低精度的温室气体分析仪及光谱同位素分析仪;在为客户提供技术支持和系统方案的实践中积累了丰富的经验,针对国内“双碳”行动有效性评估提供,普瑞亿科有实力提供“科学、准确、完整、系统”的碳计量解决方案。

应用实例

2023.07.12

GEODERMA丨肖春旺教授团队在草地土壤碳激发效应研究领域取得新进展

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。       今天与大家分享的是肖春旺教授团队在草地土壤碳激发效应研究领域取得新进展,在该项研究中,研究团队利用PRI-8800对来自外源碳和土壤有机质的土壤微生物呼吸的快速、连续、高频观测,为研究结果提供了有力的数据支撑。       来自植物根际和凋落物层淋溶的易分解外源碳(LOC)输入土壤是生态系统常见的自然现象,其在微生物介导的土壤碳循环中发挥着关键作用,尤其是在植物根系密集的草原生态系统。然而,外源碳的输入并不总是意味着土壤碳的净增加,因其能为异养微生物群落提供可用的碳和能量,进一步对土壤有机质的分解产生影响,即激发效应(Priming Effect,PE)。长期以来,尽管许多研究已经探讨了由外源碳添加诱导的激发效应,但很少有研究关注其短期效应。其次,输入土壤的外源碳是高度动态变化的,会迅速融入微生物、土壤有机质,或分解为CO2,但由于土壤微生物对外源碳输入的反应很快,来自外源碳的呼吸作用对微生物呼吸作用的相对贡献及其影响因素仍不确定。此外,围栏禁牧被认为是实现草地生态系统自我恢复的重要途径,其对土壤碳氮特性具有重要的积极影响,而围栏禁牧所导致的土壤碳氮特征变化可能进一步影响微生物对外源碳和土壤有机质的分解,但目前仍然缺乏对此的全面了解。       针对以上科学问题,肖春旺教授团队在中科院内蒙古草原生态站开展了相关研究,研究人员采集了3个不同围封禁牧时间(42年、22年和0年[自由放牧])和4个不同土层深度(0–10、10–30、30–50、50–100 cm)的土壤。通过向土壤中添加δ13C标记的葡萄糖以模拟自然界的碳输入,并使用北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI–8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,在105-h内实现了分钟尺度上对来自外源碳和土壤有机质的土壤微生物呼吸的快速、连续、高频观测,主要探究了土壤碳氮特征变化对土壤微生物响应外源碳输入的短期过程以及对外源碳和土壤有机质分解的影响及机制。       研究结果发现,土壤微生物对外源碳的输入反应迅速,由土壤有机碳和碳氮比控制的微生物生物量是直接影响微生物对外源碳输入反应强度的最重要因素。放牧和较深的土壤层减少了来自外源碳的呼吸作用及其对总呼吸作用的相对贡献(图1),主要归因于土壤碳氮比和真菌/细菌的变化。此外,外源碳添加促进了所有土壤中有机质的分解,使土壤有机质的呼吸作用增加了11.3–92.4 mg C g-1 SOC,相当于18.7–266.1%的激发效应。放牧和土壤深度增加导致了更大的激发效应和土壤碳损失,其中土壤碳氮比和有机碳含量是最重要的调节因素。图1 不同土壤中来自外源碳和土壤有机质的累积碳矿化量及其比值注:GE42(10)、GE22(10)和GE0(10)分别代表围栏禁牧42年、22年和0年样点的0–10 cm土壤;GE42(10)、GE42(30)、GE42(50)和GE42(50)分别代表围栏42年样点的0–10、10–30、30–50、50–100 cm的土壤。       禁牧被认为是实现草原生态系统自我恢复的重要途径,了解放牧对外源碳输入下草原碳循环的影响可能有助于提高我们对未来草原土壤碳动态的预测。因此,结合本研究结果,研究人员建立了一个概念框架,阐明了禁牧年限和土壤深度变化对外源碳输入下草原土壤微生物呼吸和土壤碳动态的影响(图2)。禁牧对植被的积极影响进一步提升了土壤有机质的质和量,进而通过影响微生物特性导致更多的外源碳被微生物呼吸代谢,并增大其对总微生物呼吸的贡献,但是却会减小其诱导的激发效应和土壤碳损失。然而,对于不同深度的土壤而言,增加土层深度会影响土壤有机质的质和量,导致来自外源碳的呼吸及其对总微生物呼吸的贡献均减小,但是却会减小其诱导的激发效应和土壤碳损失。目前在世界大部分地区,由于受到人类活动的影响,草原正面临着严重退化的困境,而禁牧可能是实现表层土壤碳固持的有效措施。图2 禁牧和土壤深度变化对外源碳输入下草原土壤微生物呼吸和土壤碳动态影响的概念图       相关研究成果以“The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands”为题在线发表于国际土壤学领域主流期刊《Geoderma》(中科院一区Top,IF5 = 7.444)上。       生命与环境科学学院2019级博士研究生李超为本论文第一作者,肖春旺教授为本论文的通讯作者。中国科学院地理科学与资源研究所何念鹏研究员为本研究的重要合作作者,另外,中国科学院地理科学与资源研究所的徐丽副研究员和李明旭博士也参与了本研究。来源丨中央民族大学生命与环境科学学院官网相关论文信息:Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.原文链接:https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116385.       自2018年上市以来,PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。       为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶,25位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.15.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. 2018.Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.16.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.18.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.19.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.20.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.21.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.22.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.23.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.

应用实例

2023.06.30

METHODS ECOL EVOL丨兰州大学贺金生团队在土壤呼吸测定方法研究中取得新进展

       今天要与大家分享的文章是兰州大学贺金生教授团队关于土壤呼吸环安装时间影响土壤呼吸准确测定的最新研究成果。这项研究不仅量化了长期呼吸环安装对土壤呼吸测定的影响,同时提出了相应的校正方法,为未来土壤呼吸的标准化测量提供了依据,填补了国际上对这一现象进行系统研究的空白。       土壤呼吸(Soil Respiration)是指土壤释放二氧化碳的过程。和动物的呼吸一样,土壤中的植物根系、动物、真菌和细菌等进行新陈代谢活动,都会释放出大量的二氧化碳。土壤呼吸是陆地生态系统仅次于光合作用的第二大碳通量,约是人为碳排放总量的9倍。土壤呼吸微小的变化可能导致大气中二氧化碳浓度和土壤中碳库的重大变化。因此,对土壤呼吸的准确测定,不仅关系到对生态系统碳循环过程的正确理解,也直接与生态系统碳收支的评估、土壤健康等方面密切相关。       土壤呼吸不仅随土壤的生物和非生物因素发生变化,也与植物的光合、生长状况密切相关。受这些因素的影响,土壤呼吸处于高度的动态变化过程中,表现出明显的日变化、季节变化和年际变化。因此,对土壤呼吸的准确测定需要长期、高频率的动态监测。       目前国际上通用的测定方法是土壤碳通量长期自动监测系统,该系统的运行依赖于安装在土壤表层的呼吸环底座(collar)。然而,在野外测定过程中发现,土壤呼吸环的安装时长可能会影响土壤呼吸的准确测定,但目前国际上还没有对这一现象进行系统的研究。       基于此,兰州大学贺金生教授团队在青藏高原东北部的青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站,对土壤呼吸进行了3个生长季(2017-2019年)的连续测定,对土壤环内外的生物和非生物因素进行了分析。此项研究不仅量化了呼吸环安装时间对土壤呼吸测定的影响,同时揭示了测定偏差的潜在原因。       整个研究项目也开展了对温度敏感性的测试。采用原位在线测量(2017-2019)和室内培养实验对土壤呼吸的温度敏感性进行了量化。野外试验是对5厘米深度土壤的Rs和ST(土壤温度)进行了测试。在培养实验中,采用了由北京普瑞亿科研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统对长期和短期土壤环内不同深度的土壤样品进行培养(Liu et al.,2018)。使用同位素和气体浓度分析仪自动监测顶空CO2浓度的变化。具体来说,对于每个样品,将20g新鲜土壤调整为55%的持水量,放置在150毫升的聚乙烯塑料瓶中培养测试。共选取6个样地的48份土壤样品进行培养试验。所有土壤样品置于PRI-8800中,在20℃下预培养1周。为了保持恒定的土壤水分水平,每2天检查一次失水,并根据重量调整土壤含水量(Liu et al.,2018)。设置了16个培养温度(-15 ~ 15℃,间隔2℃)。培养温度由-15℃升高至15℃。每天每个温度保持3 h(平衡时间),使土样能够适应温度的变化,排除因温度变化而导致CO2的滞后排放(Liu et al.,2018)。根据CO2浓度随时间变化的斜率曲线计算土壤有机碳分解速率。图:长期土壤呼吸环安装后的土壤呼吸速率变化       研究发现,长期土壤呼吸环安装对土壤呼吸速率的影响随时间变化。长期呼吸环安装后的第二和第三个生长季节,土壤呼吸速率分别降低了8.9%和18.2%,特别从第二个生长季中期开始,长期底座安装使土壤呼吸速率迅速下降。研究进一步发现,在长期呼吸环安装的后期,环内根系生物量、土壤微生物量碳的显著下降和土壤容重的显著增加是土壤呼吸被低估的主要原因。这些研究结果表明,在解释基于长期呼吸环底座测量的土壤呼吸数据时,应考虑呼吸环安装时长这种潜在的影响因素。文章同时建议,使用短期呼吸环测量土壤呼吸或呼吸环安装超过1-2年后应及时更换位置,以降低因呼吸环安装时长所引起的测定偏差。这项研究不仅量化了长期呼吸环安装对土壤呼吸测定的影响,同时提出了相应的校正方法,为未来土壤呼吸的标准化测量提供了依据。       目前,研究成果以“Long-term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements”为题正式在线发表于国际重要生态学期刊《生态学与进化研究方法》(Methods in Ecology and Evolution)上。兰州大学草地农业科技学院2019级博士生马小亮为论文第一作者、贺金生教授为论文通讯作者、蒋胜竞青年研究员、北京大学博士生张智起、生态学院宋超教授和汪浩青年研究员为论文共同作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(32130065和32192461)的资助。相关论文信息:Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.原文链接:https://doi.org/10.1111/2041-210X.14056 来源丨兰州大学草地农业科技学院       自2018年上市以来,PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。       为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。戳视频↓       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶,25位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。       2023年,为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。       2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。       3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。       除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。       PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。       4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。       5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。       6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.15.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. 2018.Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.16.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.18.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.19.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.20.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.21.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.22.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.23.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.最新研究发现土壤有机碳分解热适应的调控机制PRI-8800助力土壤有机碳分解对温度变化响应的研究研究人员发现土壤微生物对易分解有机碳添加的快速响受温度调控复旦大学聂明团队在土壤碳循环方面取得新进展如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

应用实例

2023.06.05

更简单的碳14测定工具——EA-SCAR 14C同位素在线测量系统

       碳-14是碳元素的一种具放射性的同位素,由于具有放射性,可以被检测出来,因此常常作为标记物,利用放射性探测技术来追踪。放射性碳同位素测量技术被广泛应用于考古学、地质学、食品科学、大气环境科学等领域。       14C测定应用广泛,但在测量的过程中有两个难点:01 测量设备       目前,加速器质谱法(AMS)是高精度放射性碳测量的主要参考技术,但AMS设备体积庞大,购置成本和运行成本高昂,限制了该技术的应用普及范围。02 样品制备       在大气14C测定时,我们无法直接测试14C,需要对大气进行采集和纯化之后再测量,样品制备过程中带来的干扰可能性更高,容易造成误差。       针对14C测定的两大痛点,今天为大家提供一整套解决方案——EA-SCAR 14C同位素在线测量系统,该系统实现了在实验室用更简单、更高性价比的方法测量放射性碳。         EA-SCAR 14C同位素测量系统是基于中红外分布反馈量子级联激光饱和吸收腔衰荡(SCAR,Saturated-Absorption Cavity Ring-Down)技术,通过前端收集和纯化单元获得高纯 CO2 , 并输送至 14CO2 分析仪进行同位素在线分析。而便携式大气 CO2 捕获装置能方便客户外出采样,并将获得的样品带回实验室分析。       相对传统的加速质谱仪(AMS),EA-SCAR 14C同位素测量系统能以更高的测量频率和更低廉的成本量化化石燃料对大气碳质组分的贡献,可以促进建立全国或重点区域的14CO2 观测网络,可以更好服务“双碳”目标。       整套设备由两部分组成:1、SCAR 14C桌面型分析仪;2、ECS 8020 CHNS/O元素分析仪 或 ECS 8070大气CO2捕获和纯化系统。 饱和吸收腔衰荡(SCAR,Saturated-Absorption Cavity Ring-Down)          14C SCAR仪器分析样品燃烧产生的二氧化碳气体,并通过测量14CO2分子的给定分子跃迁的光谱面积来检索14C的浓度。如果样本取自现代生物,测得的14C浓度将接近所谓的自然丰度或现代碳(MC)浓度。这相当于100%的现代碳,即100pMC。对只含有化石碳的样品进行类似的测量将不会显示任何与14CO2转变相对应的信号,因为不存在14C:即0pMC。        因此,直接测量任何落在0pMC - 100pMC范围内的分析材料的生物基碳含量。        长时间平均测量不仅有助于提高精度,而且有助于研究该技术的可重复性。下面给出了我们的样机所得到的结果,如下表所示:         使用14C作为生物标记物已被证明是有效和可靠的,具有高分析选择性,因为不需要样品的先验信息。如今,只有两种成熟的技术,加速器质谱(AMS)和液体闪烁计数(LSC),也可以依靠直接评估14C含量来测量任何种类燃料中的生物成分。特别是,AMS可以在测量不同燃料混合物的生物含量时获得不确定度值,测量液体的不确定度为0.3%至1%,测量气体的不确定度为0.7-4.5%。LSC在测量液体燃料的生物含量时可以达到0.2-4%的不确定度值,LSC不能用于气相样品。燃料样本比较        我们在上面展示了六个样品的分析结果,即HEFA航空燃料与Jet A-1化石燃料和热解生物质中提取的生物油的混合物,以证明SCAR技术在测定燃料混合物中生物组分方面所取得的准确性。采用AMS作为主要验证方法,采用直接质量混合比(MMR)作为独立交叉检验方法,进行了准确度评估。为了验证SCAR技术的准确性,将Neste公司提供的航空电子燃料混合物AFB_1, AFB_2和瑞典RISE研究所提供的升级热解生物油uPBO_1, uPBO_2的14C含量与AMS结果进行了比较。然后,通过精确测量的质量比混合制备固定生物/化石成分的航空电子燃料混合物AFB_3和AFB_4(由CSV-AM: Centro Sperimentale di Volo, Aeronautica Militare提供),使用SCAR技术进行分析。       为了获得每个样品中14C含量的估计值,必须通过将其与标准参考物质进行比较来进行相对测量。选用国家标准技术研究院(SRM 4990C)提供的碳质量含量为19%、14C含量为134.07pMC的草酸二水合物(C2H2O4·2H2O)作为AFB_1、AFB_2、uPBO_1和uPBO_2样品的参比物,按照已建立的AMS测量方案进行测定。       SCAR 14C分析仪可与ECS 8020或ECS 8070连接使用,组成性能完备的EA-SCAR测量系统,用于固体或气体样品的同位素分析——        ECS 8020是基于杜马分析法对有机元素进行分析,可同时测出碳氢氮硫/氧元素。该仪器是基于“闪燃”技术/层析分离法,是ECS 4010/4024元素分析仪的分析技术的改进版本。二氧化碳、水蒸气、二氧化硫和氮气经过一段恒温的气体层析柱(GC柱)进行高度分离,通过TCD检测器进行检测并且输出到软件中进行分析。       ECS 8020从可选的进样器、氧气的用量以及监测消耗品的状态均为全自动控制;ECS 8020可测试不同类型和大小的样品,包括液体和固体,大量样品,从微克到克的有机物均可以被分析;三种不同的进样器,多种规格的反应管满足不同的应用需求;自动化系统使仪器的使用更加人性化:自动控制氧用量系统可以更好控制氧气的消耗,实现消耗状态监测功能,优化催化剂的使用;创新设计的TCD检测器是自校准的,不需要使用参考气体;ECS 8020可以连接多款同位素分析仪,用于分析元素中稳定同位素的同位素比值。自动化系统检漏、自动化流速设置;触摸屏显示,方便设置;反应过程监控,优化催化剂使用:氧气进样量智能调整,减少耗材消耗;高灵敏度、准确度及精确度;检测器无需利用基准气体;功能强大的分析软件;三种进样器(电子进样器、气动进样器及手动进样器);高效催化剂及准确测试流程管控,实现低运营及管理成本;兼容性高,可连接多款同位素分析仪。         创新的ECS 8070大气CO2捕获和纯化系统能够在短时间内(10-60分钟)捕获和分离每个样品(10-100 mg)相对大量的CO2。采用吸附/解吸原理,用创新的纯化线路,可以消除水、VOC和NOX,只留下纯CO2气体。使用自动空气泵吸附/解吸使得系统使用非常简单,通过新的C-Quantum CO2吸附系统,可以通过自动再生系统处理大量的CO2,与其他系统相比,测量精度高,性能更好。ECS 8070 大气CO2兼容性高,容易对接各类同位素检测设备以测定碳稳定同位素和放射性成因14C的同位素比值。自动化操作,用户使用友好;允许更好的使用消耗品,并自动监控其状态,自动泄露测试;三种可选配置:仅吸附、仅解吸、根据需要完成吸附/解吸循环;用户可以设置所有的仪器参数,包括CO2捕集阱温度,载气压力和解吸时间;便携式,可充电和轻量级的现场取样器;专用CO2烘箱,快速加热和冷却循环;功能强大的测试软件,结果可视化;兼容性高,可与13C质谱仪联用,应用于考古年代测定。环境监测和CO2排放报价       二氧化碳排放报价已经成为全球金融市场上衡量、估价和交换的产品。因此,精确的高分辨率14CO2测量至关重要。材料中生物成分认证       区分化石和非化石排放源对产品质量评价至关重要:了解纺织品、塑料、石油、燃料的生物成分对评估其环境影响非常重要。生命/生物科学       14C被用作药物/治疗的标记物,监测其代谢和疗效。核设施监测       核电站/废物储存库周围地区的放射性二氧化碳浓度较高,其放射性可能会给居民带来健康问题。放射性碳年代测定       放射性碳测量是测定考古和文化遗产年代的最经典应用:生物样品中的放射性碳含量可以追踪有机活动停止的年龄。 - Delli Santi, M. G., Insero, G., Bartalini, S., Cancio, P., Carcione, F., Galli, I., Giusfredi, G.,Mazzotti, D., Bulgheroni, A., Martinez Ferrig, A. I., Alvarez-Sarandes, R., Aldave de LasHeras, L., Rondinella, V. V., & De Natale, P. (2022). Precise radiocarbon determination in radioactive waste by a laser-based spectroscopic technique. PNAS, under review.- Delli Santi, M. G., Bartalini, S., Cancio, P., Galli, I., Giusfredi, G., Haraldsson, C., Mazzotti, D., Pesonen, A., & de Natale, P. (2021). Biogenic Fraction Determination in Fuel Blends by Laser‐Based 14CO2 Detection. Advanced Photonics Research 2, 2000069. https://doi.org/10.1002/adpr.202000069- Galli, I., Bartalini, S., Cancio, P., de Natale, P., Mazzotti, D., Giusfredi, G., Fedi, M. E., & Mandò, P. A. (2013). Optical detection of radiocarbon dioxide: First results and AMS intercomparison. Radiocarbon 55, 213. https://doi.org/10.2458/azu_js_rc.55.16189- Galli, I., Bartalini, S., Ballerini, R., Barucci, M., Cancio, P., de Pas, M., Giusfredi, G., Mazzotti, D., Akikusa, N., & de Natale, P. (2016). Spectroscopic detection of radiocarbon dioxide at parts-per-quadrillion sensitivity. Optica 3, 385.- Galli, I., Bartalini, S., Borri, S., Cancio, P., Mazzotti, D., de Natale, P., & Giusfredi, G. (2011). Molecular gas sensing below parts per trillion: Radiocarbon-dioxide optical detection. Physical Review Letters 107, 270802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.270802- Giusfredi, G., Bartalini, S., Borri, S., Cancio, P., Galli, I., Mazzotti, D., & de Natale, P. (2010). Saturated-absorption cavity ring-down spectroscopy. Physical Review Letters 104, 110801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.110801如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

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2023.05.26

普瑞亿科亮相国家民用空间基础设施真实性检验场网2023年会

       2023年5月21日,“国家民用空间基础设施真实性检验场网2023年年会暨地面观测仪器培训与技术研讨会”在南京信息工程大学举办。各领域专家学者、知名厂商齐聚南京,共同探讨民用空间基础设施、陆地遥感观测系统的新趋势、新发展和新技术。北京普瑞亿科科技有限公司(PRI-ECO)应邀参展,并带来了土壤环境、气象观测领域的多项创新成果,获得与会者的广泛关注。       国家民用空间基础设施历时五年建设,目前已建成覆盖全国、遥感全要素、规模最大的陆地观测卫星真实性检验场网体系。作为空基项目的设备供应商之一,普瑞亿科为全国12个土壤温湿度监测站点,提供了120套Warden分布式土壤水分、温度和电导率测量系统用于卫星校验,该套系统由普瑞亿科研发生产,能够适应各种土壤类型,克服土壤盐度对土壤湿度测定的影响,可最大限度提高测量的准确性。       为了更全面地了解土壤温湿度监测系统安装与维护,普瑞亿科技术工程师李文华将在5月23日15:40-16:00做题为《土壤温湿度监测系统站点安装和维护要求》的报告,欢迎各位专家学者莅临。       土壤被称为世界上最重要的能源,对土壤各项指标的有效监测是合理利用和保护土壤资源的重要环节。目前市面传感器因采用低频测量信号,测量过程中存在严重的水和离子极化现象,因而对盐度异常敏感,影响测量的准确性。       由普瑞亿科研发生产的Warden分布式和Plover便携式土壤温度、湿度和电导率测量系统基于“真时域反射”(TureTDR®)技术,对土壤中的含盐量及各种土壤类型不敏感,可最大限度提高土壤水分和电导率测量的准确性,并进一步拓展该系统的使用场景。同时,我们设计了专用的高性能数据采集器、高品质的SMA接头、低噪音的同轴电缆,以及优化的信号延迟和温度补偿,为稳定的TDR系统提供了技术保证;硬件工艺的改进和IoT物联技术的嫁接以及国内高标准的生产流程,为您提供更高性能和性价比的TureTDR土壤温度、湿度和电导率测量解决方案。拓展阅读:01-论土壤湿度测量系统的选择及土壤湿度和电导率同步测量的重要性02-“瑞”心精造,工匠品质丨土壤湿度、温度和盐度测量系统PRI-5251Plus 高精度 CO CO2 CH4 N2O H2O分析仪PRI-5251F Plus CO CO2 CH4 N2O H2O飞行版温室气体测量系统PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8640 便携式 CO2 CH4 N2O H2O土壤呼吸测量系统CRS-2000C 区域土壤含水量测量系统如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

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2023.05.24

普瑞亿科参加国家重点研发项目工作进展推进会

       2023年5月5-7日,国家重点研发计划“生态系统碳收支物联网监测核心设备研制与示范”项目在安徽合肥召开了课题一和课题二的联合工作进展推进会。此次会议旨在促进生态系统气体碳通量和碳浓度监测设备的研制与示范,并提出了针对性的建议,以推动项目的顺利进行。作为该项目合作单位,北京普瑞亿科科技有限公司应邀出席本次会议。       会议期间,与会专家对课题的研究进度给予了高度肯定,同时就国产先进设备的现状与分析、硬件与软件研发、性能测试和项目管理等问题提出了宝贵的建议。       作为课题二“生态系统气体碳浓度监测设备研制与示范”的子课题负责人之一,北京普瑞亿科科技有限公司总经理张光辉就所负责的课题做工作报告,并倾听了与会专家组的意见,为项目后续持续推进,做好万全准备。       普瑞亿科深耕温室气体科学研究和监测领域16年,承担和参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等授予的重大仪器研发专项,具有卓越的仪器研发、设计和生产能力,可以提供各种高、中、低精度的温室气体分析仪及光谱同位素分析仪;在为客户提供技术支持和系统方案的实践中积累了丰富的经验,针对国内“双碳”行动有效性评估提供,普瑞亿科有实力提供“科学、准确、完整、系统”的碳计量解决方案。       针对国内“双碳”行动有效性评估,在遵循MVS(可监测-Monitoring、可核查-Verification、可支持-Support)体系的前提下,基于普瑞亿科提供的高、中、低精度的温室气体分析仪和前处理设备,针对性地开发了一整套碳源、碳汇以及净碳核算的“碳计量”解决方案,致力于提供“天-空-地”多源碳(CO2)及其它温室气体监测、碳同化反演、“碳达峰”及“碳中和”行动有效性评估的系统解决方案。PRI-5251Plus 高精度 CO CO2 CH4 N2O H2O分析仪PRI-5251F Plus CO CO2 CH4 N2O H2O飞行版温室气体测量系统PRI-5251CT 全自动低温冷阱在线除水系统PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统PRI-8640 便携式 CO2 CH4 N2O H2O土壤呼吸测量系统如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

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2023.05.18

会“飞”的分析仪——PRI-5251F 飞行版温室气体测量系统

       全球气候变暖给人类的生产生活带来严重威胁,减缓气候变暖、监测温室气体排放变得日益迫切,而传统的监测方法只能获取有限的数据,很难测量一些难以到达的区域,因此构建“天-空-地”一体化监测体系已然成为新形势下生态环境、农林气象等领域的重要解决方案。       今天要为大家介绍的就是普瑞亿科全新推出的PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统,通过创新的微型激光传感器引擎,可以短时间内获得更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,多样化的应用场景为研究人员提供更加灵活、高效、便捷的温室气体测量解决方案。       我们一起来认识一下这位能“上天”的新朋友吧~       PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 飞行版温室气体测量系统是一套高精度、多组分飞行版温室气体测量的全新解决方案,系统包含了高精度多组分温室气体分析模块、微型气象站和ELF-600六旋翼无人机系统,能同步在线测量3种主要的温室气体(CO2 N2O CH4)、伴生气体(CO)和水汽(H2O),以及三维超声、空气温湿度、大气压等参数。       系统核心的PRI-5251f Plus CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪基于创新的微型激光传感器引擎,通过中红外波段极强的光谱吸收提供更高精度、准确度和宽范围的气体浓度数据,具有ppb级的灵敏度;在尺寸、重量和低功耗与整体性能的综合优化设计上,最佳适配微型无人机载。技术原理       中红外激光直接吸收光谱技术(MIRLAS)产品优势ppb级精度同步测量5种痕量气体;中红外超强吸收光谱,无需高反镜;结构简洁,系统稳定,低系统漂移;通过严苛环境测试,品质性能卓越;运行平稳,以年为周期的维护需求;科学构建,为高精度飞行监测设计。性能指标       普瑞亿科全新推出的PRI-5251f Plus 飞行版温室气体测量系统,旨在为研究人员提供全面、准确、快速的温室气体测量解决方案,为我国实现“双碳”目标、建设绿色生态环境提供可靠的数据支持。       与此同时,针对用户的不同需求,我们还有 PRI-5251f CO2 CH4 N2O H2O,5251f max CO CO2 CH4 N2O NOx H2O,ZERO flight CH4 C2H6 H2O 燃气泄漏监测等多款飞行版设备可供选择。       普瑞亿科(PRI-ECO)深耕温室气体科学研究和监测领域16年,承担和参与过科学技术部(2次)、中国科学院和北京市科学技术委员会等授予的重大仪器研发专项,具有卓越的仪器研发、设计和生产能力,可以提供各种高、中、低精度的温室气体分析仪及光谱同位素分析仪;在为客户提供技术支持和系统方案的实践中积累了丰富的经验,针对国内“双碳”行动有效性评估提供,普瑞亿科有实力提供“科学、准确、完整、系统”的碳计量解决方案。

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2023.03.16

@应届毕业生 普瑞亿科春招开始啦!

北京普瑞亿科科技有限公司2023年应届生春季招聘正式启动寻找闪闪发光的你加入我们!你的未来即刻开启关于我们       北京普瑞亿科科技有限公司成立于2007年,是国内领先的仪器设备、系统方案和咨询服务提供商。普瑞亿科参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等发起的多个设备研发项目,具有突出的仪器研发、设计和生产能力,可以提供多种痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统等,致力为生态环保、能源地质、城市安全、农林牧渔、水文水资源、医疗健康、半导体等行业客户和研究机构提供系统解决方案。       普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。       立足现在、着眼未来,公司始终奉行“诚信服务、质量优先、真诚合作、共同发展”的企业宗旨,秉承服务程序更简单、更灵活、更机动、响应速度更快的经营理念,积极为客户提供更安全、更优质、更可靠、更高效、更高性价比的优秀解决方案和先进产品,让更多的用户获益于前沿仪器设备带来的优异成果。‍‍‍‍我们的福利‍‍‍‍我们有竞争力的薪酬制度;我们有完善的福利保障制度;我们有双休与稳定的标准工作时间;我们有完善的培训体系;我们有出国出境接受培训的机会;我们有出国出境旅游观光的机会;我们还有节日福利、生日福利、年度奖金及各项补助等等;如果你成为正式员工满1年,可以享受公司股份优先权。招聘岗位1、销售工程师  3名  工作地:北京  岗位职责:       1)负责科研分析仪器推广和销售工作,完成公司下发的销售指标;       2)开发潜在客户,拓展公司业务,树立公司形象;       3)反馈客户及市场信息,维护客户和公司的良好关系。  任职要求:       1)具备优秀的学习能力、语言表达能力和良好的社交能力;       2)良好的沟通及团队协作能力,能承受高强度的工作压力;       3)独立处理、解决问题的能力,适应经常出差;       4)有温室气体或稳定性同位素研究或仪器销售经验者优先考虑。2、技术支持工程师  2名  工作地:北京  岗位职责:       1)负责公司产品的售前、售中、售后技术支持以及客户服务;       2)消化整理产品技术资料,制作销售需要的所有技术文件;       3)负责编辑整理产品目录彩页;       4)配合销售做售前技术咨询,了解客户应用细节,提供解决方案;       5)负责公司产品对内对外的应用培训。  任职要求:       1)生态学、环境科学、环境工程、气象学、林学、地质学、化学等相关专业优先考虑;       2)具备良好的语言表达能力、良好的沟通能力以及敏捷的思维和应变能力;       3)具备良好的沟通及团队协作能力,能承受高强度的工作压力;       4)具备独立处理、解决问题的能力,适应经常出差。应聘方式有意者请将简历、应聘职位发送至:info@pri-eco.com我们将邮件、短信或电话通知初选合格者进行视频面试,未接通知者,您的资料将会进入我公司的人才库,有新的职位时会优先予以考虑。更多信息,敬请浏览www.pri-eco.com我们的明星产品01 高精度温室气体测量系统PRI-5251 PLUS CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪02 室内变温培养测量系PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统03 便携式土壤呼吸测量系统PRI-8640 便携式CO2 CH4 N2O H2O 土壤呼吸测量系统

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2023.03.01

加强版来了!PRI-8800 PLUS全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统

       由普瑞亿科研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统自上市以来得到了广泛关注。       继2022年全新升级的PRI-8800带着新外观、高性能与大家见面后,为了更好地助力科学研究,服务国家“双碳”目标,更广、更深层次地拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。       样品选择、系统性能、应用场景有哪些变化?加强版究竟“强”在哪里?小编这就带大家了解一下!       PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统主要用于在线测量原状土变温条件下的温室气体排放,具有较大单体样本容量,具有可选的土壤温度、湿度、盐度、水势、水位传感器,可以进行包含原状和非原状土壤冻融过程模拟、湿地淹水深度模拟、温度敏感性(Q10)测量、水分敏感性测量、底物敏感性测量、生物敏感性测量等;此外,选配温度、湿度和盐度传感器后,PRI-8800 Plus 可以用于测量水泥、混凝土等在不同温度和不同相态下的含水量和电导率(电阻率)。        PRI-8800 Plus 具有灵活的兼容性,可以选配不同的气体分析仪,如经济型CO2 H2O分析仪、高精度CO2 CH4 N2O H2O分析仪、CO2 CH4同位素分析仪等。01 主要特点可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/5min;14 cm D x 50 cm H,9位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;可以外接浓度和同位素分析仪等。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍02 选型推荐‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍03 配置说明       PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统主要包含自动进样器、水槽、压缩机、CO2 H2O分析仪、内部计算机、9位样品盘等,9个原状测量套件;可选土壤温度传感器、土壤湿度和盐度传感器、土壤水势传感器、水位传感器等。       PRI-8800 Plus可以选配不同的气体分析仪,如CO2 H2O分析仪、高精度CO2 CH4 N2O H2O分析仪、CO2 CH4同位素分析仪等,具体请咨询销售人员。04 实验设计1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。05 相关文献信息1.Li, C., Xiao, C.W., Guenet, B., Li, M.X., Xu, L., He, N.P. 2022. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe. Soil Biology and Biochemistry 167, 108589. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108589.2.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.3.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.4.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.5.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.6.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.7.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.8.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.9.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.10.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.11.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.12.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.13.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.14.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.15.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.16.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.17.Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.18.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2022.19.Li C, Xiao CW*, Li MX, Xu L, He NP. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands. Geoderma. 2023, 432: 116385.PRI-8800 文献分享■ 研究发现土壤有机碳分解热适应的调控机制■ PRI-8800助力土壤有机碳分解对温度变化响应的研究■ 研究人员发现土壤微生物对易分解有机碳添加的快速响受温度调控■ 复旦大学聂明团队在土壤碳循环方面取得新进展

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2023.02.28

普瑞亿科2023年春季招聘正式启动

北京普瑞亿科科技有限公司2023年春季招聘正式启动加入我们!一起探索更多的可能关于我们       北京普瑞亿科科技有限公司成立于2007年,是国内领先的仪器设备、系统方案和咨询服务提供商。普瑞亿科参与过科学技术部、中国科学院和北京市科学技术委员会等发起的多个设备研发项目,具有突出的仪器研发、设计和生产能力,可以提供多种痕量和温室气体分析仪、光谱和质谱同位素分析仪、室内和室外土壤呼吸测量系统等,致力为生态环保、能源地质、城市安全、农林牧渔、水文水资源、医疗健康、半导体等行业客户和研究机构提供系统解决方案。       普瑞亿科是国内较早提供高精度温室气体和同位素分析仪的制造商,针对 “双碳”市场需求,在遵循MVS(Monitoring-监测、Verification-核查、Support-支持)体系的前提下,为政府机关、科研院所、企事业单位及其它机构提供“双碳”行动有效性评估和碳核查所需的整套方案,包含监测设备租售运维、碳核查核算支持、碳源汇科学评价、以及区域“碳中和”建议。       立足现在、着眼未来,公司始终奉行“诚信服务、质量优先、真诚合作、共同发展”的企业宗旨,秉承服务程序更简单、更灵活、更机动、响应速度更快的经营理念,积极为客户提供更安全、更优质、更可靠、更高效、更高性价比的优秀解决方案和先进产品,让更多的用户获益于世界顶尖级仪器设备带来的非凡成果。 我们的福利我们有竞争力的薪酬制度;我们有完善的福利保障制度;我们有双休与稳定的标准工作时间;我们有完善的培训体系;我们有出国出境接受培训的机会;我们有出国出境旅游观光的机会;我们还有节日福利、生日福利、年度奖金及各项补助等等;如果你成为正式员工满1年,可以享受公司股份优先权。 招聘岗位1、销售工程师  6名  工作地:北京、广州、南京  岗位职责:       1)负责科研分析仪器推广和销售工作,完成公司下发的销售指标;       2)开发潜在客户,拓展公司业务,树立公司形象;       3)反馈客户及市场信息,维护客户和公司的良好关系。  任职要求:       1)具有2年以上销售经验,有生态环境监测口和农林草研究口相关工作经验者优先;       2)具备优秀的语言表达能力和良好的社交能力;       3)良好的沟通及团队协作能力,能承受高强度的工作压力;       4)独立处理、解决问题的能力,适应经常出差;       5)有温室气体或稳定性同位素研究或仪器销售经验者优先考虑。 2、技术支持工程师  2名  工作地:北京  岗位职责:       1)负责公司产品的售前、售中及售后技术支持及客户服务;       2)消化整理产品技术资料,制作销售需要的所有技术文件;       3)负责编辑整理产品目录彩页;       4)配合销售做售前技术咨询,了解客户应用细节,提供解决方案;       5)负责公司产品对内对外的应用培训。  任职要求:       1)具有3年以上相关工作经验;       2)生态学、环境科学、环境工程、气象学、林学、地质学、化学等相关专业优先考虑;       3)具备良好的语言表达能力、良好的沟通能力、以及敏捷的思维和应变能力;       4)具备良好的沟通及团队协作能力,能承受高强度的工作压力;       5)具备独立处理、解决问题的能力,适应经常出差。3、测试工程师  1名  工作地:北京  岗位职责:       1)参与新产品开发工作,承担产品测试方案制定、执行职责,发现产品存在的设计缺陷、提高产品质量、输出测试报告;       2)参与产品试生产及现场测试工作,对产线及现场人员进行培训,配合新产品导入量产工作;       3)负责测试设备的调研、选型、测试工装的开发;       4)负责参与和监控产品测试过程质量,提高产品质量;       5)参与产品的认证及企业标准制定工作。  任职要求:       1)专业为自动化、测控、光学、环境等工科专业本科学历,具备一定的模拟电路、软件、化学、环境、光学等基础知识;       2)具备较强的动手能力,能够执行各项产品的系统测试工作;       3)工作严谨认真,具备较强的质量意识,及时发现产品存在的缺陷并推动缺陷修正;       4)有光谱仪器调试经验优先;       5)具备一定的沟通协调能力、表达能力及问题分析能力。4、软件开发工程师  1名 工作地:大连  岗位职责:       1)公司产品的系统设计(软件部分);       2)后台代码实现;       3)负责程序开发、测试、部署等。  任职要求:       1)计算机、自动化、数学等理工科专业,2年以上编程经验;       2)熟练使用Java/.Net/Python/C++等至少一种编程语言;       3)熟悉数据库如Mysql、Redis等;       4)熟悉前端技术、串口通讯者优先。应聘方式有意者请将简历、应聘职位发送至:info@pri-eco.com       我们将邮件、短信或电话通知初选合格者进行视频面试,未接通知者,您的资料将会进入我公司的人才库,有新的职位时会优先予以考虑。更多信息,敬请浏览www.pri-eco.com我们的明星产品  01 高精度温室气体测量系统PRI-5251 PLUS CO CO2 CH4 N2O H2O 分析仪  02 室内变温培养测量系PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统  03 便携式土壤呼吸测量系统PRI-8640 便携式CO2 CH4 N2O H2O 土壤呼吸测量系统

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2023.02.16

文献分享丨最新研究发现土壤有机碳分解热适应的调控机制

       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展,相关文章发表已达18篇。       今天与大家分享的文章是东北林业大学林学院周旭辉教授团队首次从底物消耗与微生物适应角度,揭示了土壤有机碳分解热适应的调控机制的研究论文。在该研究中,采用了PRI-8800作为关键设备之一,我们来具体了解一下吧~       长期以来,学界普遍认为气候变暖加速土壤有机碳分解,进而使得地球平均温度上升,形成正反馈效应。而近期的一些长期增温实验发现土壤有机碳分解速率可能会随着增温时间呈逐渐下降趋势,表现出热适应现象。当前,针对土壤有机碳分解的热适应调控机制,国内外生态学家仍存在较大争议,其根本难点在于无法有效区分底物消耗与微生物适应在土壤碳分解中的相对贡献。为了解决这一难题,何杨辉等研究人员依托长期野外增温实验平台,巧妙地使用土壤微生物灭菌-接种方法区分底物与微生物的调控作用,研究结果表明土壤底物可利用性是调控土壤有机碳分解热适应的主要因素。这一重要发现将增进人们对土壤有机碳分解热适应性的理解,为准确预测陆地土壤碳-气候反馈提供重要的科学依据。 土壤有机碳分解热适应潜在调控机制        值得注意的是,在实验过程中,研究团队通过PRI-8800连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,克服了恒温培养模式土壤微生物对特定培养温度的适应性和底物消化不均的难题,加速研究进程并获得可靠的研究结果。       研究成果“Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability”为题,在线发表于国际顶级生态学期刊Global Change Biology(IF=13.211),何杨辉教授为论文的第一作者,周旭辉教授为论文通讯作者。相关论文信息:He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2022.全文链接:https://doi.org/10.1111/gcb.16523 UPGRADED!        土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,在全球变暖背景下,土壤有机质分解对温度变化的响应很大程度影响着陆地生态系统对全球气候变化反馈效应。气候变暖如何影响土壤有机质分解,以及陆地生态系统碳排放如何响应气候变暖已成为目前科学家主要关注的内容之一。       为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。         土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。 01 主要特点可进行恒温或变温培养设定;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶适配25位样品盘;具有CO2预降低的双回路设计;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可以外接浓度和同位素分析仪等。02 PRI-8800 实验设计1)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800全自动变温培养土壤CO2 H2O在线测量系统主要包含自动进样器、水槽、压缩机、CO2 H2O 分析仪、内部计算机、25位样品盘等,25个样品瓶。PRI-8800除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。2)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。3)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。4)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。03 PRI-8800相关文献信息1.Li, C., Xiao, C.W., Guenet, B., Li, M.X., Xu, L., He, N.P. 2022. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe. Soil Biology and Biochemistry 167, 108589. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108589.2.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.3.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.4.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.5.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.6.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.7.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.8.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.9.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.10.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.11.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.12.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.13.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.14.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.15.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.16.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.17.Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.18.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2022. 如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:support@pri-eco.com

应用实例

2022.12.27

国产正当时——Isotope5 CN 同位素比质谱仪全新上线

       自2021年《政府采购进口产品审核指导标准》发布以来,国家支持重大科研设施和仪器设备国产化的力度不断提升,各省市也相继发布支持政策,在保障科研需求的前提下,优先购置国产仪器。       在国产优先的主旋律之下,普瑞亿科响应科研仪器国产化发展的号召,打破元素和同位素质谱仪长期依赖进口的局面,推出国产仪器品牌,更加满足本土化科研需求,可以为客户提供更专业的分析设备和系统解决方案。       上一期为大家介绍了Element5 系列元素分析仪《国产正当时(1)—Element5 元素分析仪破浪启航》,本期的重磅“明星”就是全新上线的Isotope5 CN 同位素比质谱仪,我们一起来了解一下吧!       Isotope5 CN 同位素比质谱仪系普瑞亿科引进英国 Compact Science Systems 公司技术生产的小型质谱分析仪。Isotope5彻底打破了质谱仪使用的诸多限制,体积小巧轻盈,可放置在实验室的桌面上运行;性能稳定可靠,可快速测得高品质同位素数据;操作简单快捷,无需专业技术人员即可运转;运行成本经济,仅需消耗较少的氦气、标准气和电力。       Isotope5 CN 同位素比质谱仪连接Element5 元素分析仪可组成性能完备的EA-IRMS,用于固体和液体样品的元素和同位素分析;可以连接气相色谱组成稳定可靠的GC-IRMS,以用于气态样品的物质含量和同位素分析;还可以连接液相色谱组成快捷高效的LC-IRMS,以用于液态样品的物质含量和同位素分析。其中,EA-IRMS 配备了Element5 元素分析仪,可以测量样品的CN含量,同时为Isotope5 提供高纯CO2 和 N2,以用于CN同位素的分析;Element5 也可以独立使用,以测量样品的CNHS或O元素含量。       Isotope5 CN 同位素比质谱仪可以快速对物质循环(如CN循环研究)、食品真实性(如蜂蜜掺假)、疾病诊断(如幽门螺杆菌判别)等应用场景下的含CN样品进行快速检测,有助于人们在气候研究、生物化学、法医学、食品分析、油气勘探和土壤科学等领域获得新发现。       依据分子(原子)质量数测量同位素高灵敏度、准确度及精确度;气体消耗少,具有待机模式;安装简洁高效,免维护运行;体积小、性能好、操作简单。更多产品详情可点击链接查看如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

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2022.12.02

国产正当时(1)—ELEMENT5 元素分析仪破浪启航

       自2021年《政府采购进口产品审核指导标准》发布以来,国家支持重大科研设施和仪器设备国产化的力度不断提升,各省市也相继发布支持政策,在保障科研需求的前提下,优先购置国产仪器。       在国产优先的主旋律之下,普瑞亿科响应科研仪器国产化发展的号召,打破元素和同位素质谱仪长期依赖进口的局面,推出国产仪器品牌——PRI-ECO Element5 元素分析仪,更加满足本土化科研需求,可以为客户提供更专业的分析设备和系统解决方案。       Element5 系列元素分析仪系普瑞亿科引进意大利NCT(原Costech)公司技术,结合杜马斯“闪燃”技术和色谱分离法生产的高品质有机元素分析仪,可通过氧化过程测量碳、氢、氮、硫元素,或者通过还原过程测量氧元素。       Element5 600和800系列元素分析仪可选单炉和双炉设计,以区分氧化和还原过程是在单炉还是在双炉间进行;可选不同直径的氧化和还原管,满足不同类型(如固体和液体)和不同含碳量样本(从微克到克)的测试需求,且对应不同的测量样本,配置不同的氧气用量,以节约消耗品;可选手动进样器或自动进样器,以满足不同进样操作和进样数量需求;创新设计的TCD检测器具有自校准功能,不需要使用参考气体,最大限度优化提升了客户的使用体验;除此之外,Element5 800系列是600系列产品的升级版和拓展版,增加了设备的自动化功能,即自动化系统检漏、自动化流速设置、氧气智能配给等功能。       Element5 系列元素分析仪继承了NCT公司产品的优秀品质,并在普瑞亿科的优化过程中,产品稳定性和适用性进一步提升,可广泛应用于生态、农业、医药、海洋研究、食品分析、石油化工、质量控制等多个行业和领域。杜马斯“闪燃”技术和色谱分离法高灵敏度、准确度及精确度;可选不同直径的氧化还原管;具有自动气体泄漏自检功能;具有不同氧气输入量设置项;电子/气动自动和手动进样器;TCD检测器无需基准参考气;可选单炉和双炉,丰俭由己;可以连接光谱和质谱同位素仪。Element5 820 CHNSO 元素分析仪       前沿的分析技术深受科学家们的信赖,56篇发表在国际顶级科学杂志《Nature》的生态研究文章,在其研究过程中采用了NCT公司的分析仪进行有机元素分析相关链接→《近5年56篇Nature文章的幕后“神器”——NCT CHNS/O元素分析仪》       面向不同市场需求,我们针对性地推出了Element5 610、624 CHNS/O 元素分析仪、820、840 CHNS/O 元素分析仪、822 CN 元素分析仪、824 CN 元素分析仪(土壤专用)、860 氮 蛋白质分析仪、以及870 大气CO2 捕获和纯化系统。更多产品详情可点击链接查看Element5 610 CHNS/O 元素分析仪Element5 624 CHNS/O 元素分析仪Element5 820 CHNS/O 元素分析仪Element5 840 CHNS/O 元素分析仪Element5 822 CN 元素分析仪Element5 824 CN 元素分析仪(土壤专用)Element5 860 氮 蛋白质分析仪Element5 870 大气CO2 捕获和纯化系统如果您对我们的产品或本期内容有任何问题,欢迎致电垂询:地址:北京市海淀区瀚河园路自在香山98-1号楼电话:010-51651246 88121891邮箱:info@pri-eco.com

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2022.11.03

文献上新!PRI-8800助力土壤有机碳分解对温度变化响应的研究

       土壤有机碳是指土壤中各种正价态的含碳有机化合物,是土壤极其重要的组成部分,对地球碳循环有巨大的影响,既是温室气体“源”,也是其重要的“汇”。由于土壤有机碳的组成成分和结构十分复杂,加之受到环境与测量技术的限制,目前对其分解特征和循环转化尚未得到充分的认识。       2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司与中国科学院地理科学与资源研究所联合研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展,相关文章发表已达17篇。       今天与大家分享的文章是罗忠奎课题组关于揭示剖面土壤有机碳分解对温度变化的响应特征及其控制因子的研究。       在该项研究中,针对土壤培养和Q10估算,采用PRI-8800作为关键设备之一,该成果发表于《Soil Biology and Biochemistry》,我们一起学习一下吧!       在气候变暖的背景下,土壤有机碳分解温度敏感性(Q10)的研究主要集中在表层土壤,而深层土壤有机碳分解特征及其控制因子还未得到充分的认识,这将会明显增加陆地生态系统土壤碳库—气候反馈的强度和方向预测的不确定性。       针对上述问题,浙江大学环境与资源学院遥感所罗忠奎研究员课题组在中国西藏东南部,采集沿着海拔区间约2500米(约2100米至约4600米)的样带(从常绿阔叶林到高寒草甸)10个地点、5个连续土层深度(0-10、10-20、20-30、30-50和50-100 cm)土壤样品,结合13C-NMR和物理化学分组技术表征了有机碳的化学分子结构和物理化学稳定性,并对剖面土壤进行培养(128天),评估了土壤有机碳分解的温度敏感性及其主要影响因子。图1.不同海拔和土层间Q10值的分布,Q10-cum,基于128天累积培养呼吸计算;Q10-q,基于累积消耗碳组分0-0.1%、0.2-0.3%、0.4-0.5%计算;Q10-k基于模型模拟快库、慢库、惰库计算。表1.海拔和土层对不同Q10的影响       研究结果发现不同海拔和不同土层土壤有机碳的化学稳定性和物理化学稳定性都存在显著差异。高海拔地区(海拔3600米以上的冷杉林和高山草甸)土壤有机碳的化学抗性高于低海拔地区。土壤有机碳分解的Q10受土壤深度和海拔高度的显著影响。而深度对Q10的影响远小于海拔梯度对Q10的影响。高海拔地区土壤有机碳矿化的温度敏感性高于低海拔地区。图2.随机森林模型明确气候因素、土壤理化性质、化学组分和物理保护对Q10-q的影响       土壤有机碳的化学性质在土壤有机碳矿化温度敏感性的变异中起主要解释作用,其中有机碳疏水性、累积矿化碳组分和烷基碳/氧烷基碳比率为重要性前三的土壤有机碳化学性质;土壤有机碳物理保护作用次之。图3.气候、土壤理化性质、化学组分和物理保护对Q10的影响       有机碳的化学组成及其对分解的物理化学保护对Q10值的解释方差贡献了80%。路径分析表明,气候通过调控土壤有机碳的化学组成及其物理化学稳定性间接影响Q10。基于数据约束的碳模型进一步揭示,快速、缓慢和被动碳库的Q10表现出显著差异,这是由于其分解过程中化学组成参与和物理化学保护的不同造成。       研究成果以“Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile”为题,于2022年6月2日在线发表于土壤学科领域著名期刊Soil Biology and Biochemistry(5年影响因子8.312)。浙江大学环境与资源学院助理研究员毛霞丽为第一作者,博士研究生郑金阳成为共同第一作者,浙江大学环资与资源学院研究员罗忠奎为通讯作者。该项目得到国家自然科学基金项目(41930754、32171639),国家重点研发政府间国际科技创新合作项目(2021YFE0114500),中央高校基础研究基金(226-2022-00084)。相关论文信息:Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.全文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108743UPGRADED!为了更好地助力土壤研究服务国家“双碳”目标普瑞亿科从未停止创新的脚步历时一年的研究与探索2022年全新升级的PRI-8800重磅上线升级后的系统有哪些亮点?我们一起了解一下~       土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。       以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。01 主要特点可进行恒温或变温培养设定;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶适配25位样品盘;具有CO2预降低的双回路设计;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可以外接浓度和同位素分析仪等。02 PRI-8800 实验设计1)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。PRI-8800全自动变温培养土壤CO2 H2O在线测量系统主要包含自动进样器、水槽、压缩机、CO2 H2O 分析仪、内部计算机、25位样品盘等,25个样品瓶。PRI-8800除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。2)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。3)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。4)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(>90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。03 PRI-8800相关文献信息1.Li, C., Xiao, C.W., Guenet, B., Li, M.X., Xu, L., He, N.P. 2022. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe. Soil Biology and Biochemistry 167, 108589. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108589.2.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.3.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.4.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.5.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.6.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.7.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.8.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.9.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.10.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. 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Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.15.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.16.何念鹏, 刘远, 徐丽, 温学发, 于贵瑞, 孙晓敏. 2018. 土壤有机质分解温度敏感性研究:培养与测定模式. 生态学报, 38: 4045-4051.17.Mao X1, Zheng J1, Yu W, Guo X, Xu K, Zhao R, Xiao L, Wang M, Jiang Y, Zhang S, Luo L, Chang J, Shi Z, Luo Z* 2022. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile. Soil Biology and Biochemistry 172, 108743.

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2022.08.11

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