平面光极案例分享：PO在非饱和土壤根际CO2梯度的测量应用

本次分享一篇由德国莱布尼茨(Leibnitz)农业景观研究中心团队在 《Rhizosphere》上发表的一篇学术论文——Application of planar optodes to measure CO₂ gradients in the rhizosphere of unsaturated soils。在非饱和土壤中，根际过程与土壤呼吸紧密相关，这些过程通常表现出显著的空间变异性。为了更好地理解和量化这些变异性，在一项针对玉米（Zea mays）根际的研究中，研究人员在不同体积土壤水含量（VWC）条件下使用平面光极技术实时、原位地监测和记录CO₂的二维分布和变化。结果表明，在根尖周围可以观察到明显的CO₂梯度，而在成熟的根部区域梯度则不太明显。这可能是由于根尖区域的高根呼吸和微生物活动导致的CO₂产生较高。

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玉米根系

此外，研究还发现，当土壤从21% VWC饱和时，测量到的CO₂浓度显著增加，从0.23 μmol CO₂ L−1增加到1.47 μmol CO₂ L−1。这一发现强调了土壤水分含量对CO₂测量结果的强烈影响。尽管如此，只要保持土壤湿度恒定，平面光极测量的CO₂数据就可以用于量化不同处理或土壤区域间CO₂浓度的相对差异。平面光极技术的应用为研究非饱和土壤根际的CO₂动态提供了一种有效的手段。通过这种技术，研究人员能够更精确地评估土壤水分变化对CO₂排放的影响，以及在全球变化背景下土壤碳循环的响应。这对于制定土壤管理和农业实践的可持续策略具有重要意义，同时也有助于更全面地理解土壤生态系统在全球碳循环中的作用。

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平面光极技术是当今先进的光电传感技术之一，智感环境团队基于这种技术，相继开发出了一种封闭式平面光极设备(PO2100)和一种便携式平面光极设备(PO1100)，可实现pH、DO和CO₂的实时高分辨率检测，这在光电传感技术领域是一项重大的突破。2020年智感环境的PO1100设备成功走进法国波尔多大学，为“中国制造"赢得了世界的尊重！

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截止到目前，用户使用智感平面光极产品在Environmental Science & Technology、Analytical Chemistry、 Water Research、Journal Of Hazardous Materials等国内外期刊发表了近百余篇学术论文。