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平面光极分析仪在植物根际场景的案例分享

更新时间:2023-11-10   点击次数:186次

该设备利用光化学传感膜荧光成像原理,实时获取水体、沉积物-水微界面、水生动植物和土壤植物根际环境的DO、pH 以及 CO2等物理化学参数的二维分布及动态时空高分辨信息。


该设备适用于实验室模拟研究,测定时将光化学传感膜置于沉积物/土壤/植物根际与容器器壁之间,光敏物质与分析物相互作用并伴随荧光信号(强度、寿命)变化,利用数字成像技术(CMOS 相机)实时记录其特征发射光谱,最后通过软件分析将被测物的含量在时间和空间上的变化进行可视化呈现。

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平面光极可以用于多种实用场景中,下面我们简单列举个案例:

研究背景

铁氧化物在有机碳固持过程中扮演着复杂的角色,与碳循环过程紧密耦合。铁氧化物对于有机碳固持/矿化的双重作用在土壤、沉积物与植物根际广泛存在。水生植物根际常富集铁氧化物并形成铁膜,因此水生植物根际的铁碳循环对于沉积物碳库的稳定性具有重要影响。目前,植物根际“锈汇"研究主要集中于陆生植物和水稻、芦苇等生活在干湿交替环境的水生植物,对于普遍存在泌氧能力、根际氧化还原环境时空异质性大的沉水植物关注较少。针对这一现状,研究团队选择了我国常见的沉水植物苦草,获取了苦草根际的铁、碳和铁细菌微生物群落组成,以及O2、CO2和碳相关酶活性的高时空分辨率分布特征,明确了沉水植物根际铁膜“锈汇"效应,讨论沉水植物根际铁与碳的耦合关系。

平面光极的应用

本研究直观地说明了沉水植物的铁斑是OC矿化的热点。根尖区作为沉水植物根系相对活跃的区域,是一个有效的碳矿化引擎。相反,苦草的铁斑是一种无效的锈槽。这些结果对准确评价沉积物碳库具有重要意义。基于平面光极(PO)的技术特征,我们认识到可以量化CO2通量(例如根际-沉积物界面和沉积物-水界面),并估算根际驱动的碳矿化对全球大气CO2的贡献。



DOI: 10.1021/acs.estlett.3c00065