土壤呼吸是土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物和植物根系呼吸作用的總和，反映了土壤中有機物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化過程，對土壤肥力、碳循環(huán)以及生態(tài)系統(tǒng)健康具有重要意義。通過研究土壤呼吸，可以深入了解土壤微生物群落的活性、土壤有機碳的動態(tài)變化以及土壤生態(tài)系統(tǒng)的整體功能。近年來，隨著對土壤健康和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性研究的不斷深入，土壤呼吸作為關(guān)鍵指標之一，受到了廣泛關(guān)注。
易科泰公司先后推出了易科泰SoilLab多通道實驗室土壤呼吸測量系統(tǒng)、SoilBox便攜式多功能土壤呼吸測量系統(tǒng)、熒光光纖土壤氧氣測量儀、EcoTech多通道土壤動物呼吸代謝測量系統(tǒng)、土壤動物呼吸代謝與活動監(jiān)測測量系統(tǒng)等多款產(chǎn)品，為土壤研究提供從實驗室到野外的解決方案。
圖1 左：RF-O2熒光光纖土壤氧氣測量儀；中：EGA60多通道土壤動物氣體交換測量系統(tǒng)；右：Soilbox-343便攜式土壤呼吸測量系統(tǒng)
文獻1：土壤呼吸分析助力農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
在一項由Cornell University研究團隊開展的實驗中，研究人員利用實驗室土壤呼吸測量系統(tǒng)評估了不同類型土壤改良劑對玉米根際土壤呼吸作用的影響。實驗設(shè)計了三種處理組：對照組（僅添加化學(xué)肥料）、EBPR生物污泥處理組和佛蒙特堆肥處理組。
圖2不同土壤改良劑處理對土壤呼吸速率的影響
結(jié)果顯示，施用EBPR和佛蒙特堆肥實驗組的根際土壤CO?呼吸速率顯著高于僅施用化學(xué)肥料的對照組，表明EBPR生物固體和佛蒙特堆肥顯著增強了根際土壤微生物的活性。其中，EBPR生物固體處理的玉米在株高、葉片數(shù)量和莖粗等方面表現(xiàn)最 佳，且養(yǎng)分缺乏最少，進一步證實了EBPR生物固體在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用潛力。
文獻2：塑料覆蓋對梨園表層土壤微生物碳和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
在果園生態(tài)系統(tǒng)中，土壤呼吸和有機碳（SOC）礦化是評估土壤健康和碳循環(huán)的關(guān)鍵指標。然而，傳統(tǒng)測量方法在精度和操作上存在局限性。為了克服這些限制并深入研究果園土壤的碳循環(huán)過程，北京農(nóng)林科學(xué)院研究人員開展了為期四年的實驗，比較了無覆蓋（NM）和塑料覆蓋（PM）兩種處理方式對土壤呼吸和有機碳礦化的影響。
研究采用便攜式土壤呼吸測量系統(tǒng)，實時監(jiān)測土壤呼吸過程中釋放的二氧化碳濃度變化，測量土壤表面呼吸速率。此外，實驗還測量了土壤含水量，采用光纖氧傳感器測量不同深度土壤氧濃度。
圖3左：不同處理下土壤表面呼吸速率的比較；右：不同處理下土壤氧氣濃度的變化
研究結(jié)果表明，塑料覆蓋（PM）顯著降低了土壤表面呼吸速率，同時在10厘米深度處提高了土壤氧氣濃度。這主要是由于塑料覆蓋抑 制了草根生長，減少了根系分泌物的輸入，從而降低了土壤微生物的代謝活性，并減少了氧氣的消耗。這一發(fā)現(xiàn)提示我們在果園管理中需要謹慎使用塑料覆蓋，以避免對土壤健康造成長期的負面影響。
參考文獻
1、 He P, Son Y, Berkowitz J, et al. Recycled Phosphorus Bioamendments from Wastewater Impact Rhizomicrobiome and Benefit Crop Growth: Sustainability Implications at Water-Food Nexus[J]. Environmental Science & Technology, 2025.
2、 Wu Y, Zhao Z, Sun M, et al. Plastic mulching reduces surface-soil microbial biomass carbon and structural stability in a pear orchard[J]. 2023.
