土壤采集和分析
2021年8月,研究人员从北美北部大平原(NGP)某地的生产性土壤和盐碱土壤无植物控制地块中采集了表层至15厘米深的土壤样本。土壤样本在采集后立即混合均匀,以保证样本的代表性,但未进行干燥或研磨处理。这样处理是为了保持土壤的原始状态,最大程度地反映其自然条件下的化学和生物学特性。
部分土壤样本被送至实验室进行全面的理化性质分析。测试项目包括电导率(EC 1:1)、土壤有机质(SOM)、pH值、硝态氮(NO3-N)、总氮(Total N)、Olsen磷、硫酸盐(SO42-)、钠(Na)、铵态氮(NH4-N)和铵盐提取的碱性阳离子总量(阳离子交换量,CECa),以及钠含量百分比(%Na),其中钠含量百分比类似于钠吸附比(SAR)。
植物与温室环境的条件
在实验设计中,选择了四种多年生草本植物进行种植,以评估植物对土壤微生物群落的影响。这些植物在2017年被种植在温室中的花盆内,每个花盆中装有大约3200克的湿润土壤。植物的选择基于它们对土壤修复的潜在贡献和适应特定土壤条件的能力。
为了对比植物对土壤微生物群落的影响,实验还设置了不种植植物的对照组。这些对照组的花盆中同样装有相同量的湿润土壤,但未种植任何植物。这样可以确保所有处理组在相同的土壤初始条件下进行比较。
实验在温控温室中进行,以确保所有花盆在相同的环境条件下生长。温室条件包括温度、湿度和光照等关键因素,这些因素被严格控制以模拟自然生长环境,同时减少外界环境变化对实验结果的影响。
温室气体排放测量
温室气体CO2-C和N2O-N在种植后的第1-22天和第42-63进行了定量。在测量过程中,每个PVC土壤柱都覆盖一个长期不透明腔室,每天6次,间隔4小时,每次10分钟。在测量过程中,空气在室内混合,并通风以保持环境空气压力。使用Picarro G2508对提取的气体进行测量并计算通量。对于每种气体,每天每个土壤环能得到3600个测量值,以确定每日的CO2-C和N2O-N通量。在实验开始和结束时,使用N2O和CO2的标准气体来保证分析仪测量的准确性。