本次分享一篇由丹麥奧胡斯大學(xué)團(tuán)隊在《Soil Biology and Biochemistry》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文"Visualizing small-scale subsurface NH3 and pH dynamics surrounding nitrogen fertilizer granules and impacts on nitrification activity保供。本文研究了農(nóng)業(yè)土壤中氮肥顆粒周圍小尺度（毫米級）的氨（NH3）和pH動態(tài)變化自動化，以及這些變化對硝化作用活性的影響逐漸顯現。

研究亮點(diǎn)（Highlights）：

• 1. 研究開發(fā)了一種新型的光電極系統(tǒng)結構，用于可視化氮肥顆粒產(chǎn)生的小尺度NH3和pH變化可能性更大。

• 2. 尿素顆粒產(chǎn)生的NH3和pH水平較高趨勢，而氯化銨顆粒產(chǎn)生的NH3水平較低與時俱進，pH動態(tài)變化不同至關重要。

• 3. 硝化作用活性在氯化銨顆粒附近最高真正做到，并隨距離增加而降低科普活動。

• 4. 尿素顆粒附近硝化作用活性較低，并隨距離增加而增加強化意識。

• 5. 氨氧化細(xì)菌的amoA基因轉(zhuǎn)錄在遠(yuǎn)離氯化銨顆粒的地方受到抑制長期間，在靠近尿素顆粒的地方增加。

在本文中現場，平面光極(optode)系統(tǒng)被應(yīng)用于實時高端化、連續(xù)地檢測和可視化亞毫米級尺度上由氮肥顆粒引起的土壤化學(xué)變化，特別是氨(NH3)和pH值的變化我有所應。這項技術(shù)使得研究人員能夠在實驗室微宇宙室內(nèi)提單產，對施用氯化銨(NH3)或尿素顆粒后的土壤進(jìn)行高時空分辨率的監(jiān)測。具體應(yīng)用如下：

1. 實時監(jiān)測：利用平面光極系統(tǒng)至關重要，研究人員能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤中NH3和pH值的變化發展空間。

2. 高時空分辨率：該系統(tǒng)提供了小尺度空間(毫米級)和時間(0至3天)上NH3和pH值的高分辨率成像。

3. 土壤化學(xué)變化：通過平面光極系統(tǒng)有所應，研究人員能夠觀察到施用氮肥后土壤化學(xué)成分的動態(tài)變化足了準備。

4. 氮肥顆粒的影響：研究比較了氯化銨(NH4Cl)和尿素顆粒對土壤微環(huán)境的影響，包括NH3的產(chǎn)生、擴(kuò)散和相關(guān)的pH變化深刻內涵。

5. 硝化作用活性：通過監(jiān)測NH3和pH的變化傳遞，研究人員能夠評估這些變化對硝化作用活性的影響。

6. 微生物活動：研究還探討了NH3和pH的梯度變化對土壤微生物群落深入闡釋，特別是氨氧化細(xì)菌(AOB)相關性、古菌(AOA)和氨氧化菌(comammox)的基因和轉(zhuǎn)錄活性的影響。

7. 環(huán)境影響：研究結(jié)果有助于更好地理解氮肥施用對土壤環(huán)境的影響物聯與互聯，以及如何通過管理措施減少氮的損失并提高氮的利用效率穩定。

8. 實驗設(shè)置：研究人員使用了一個特制的實驗腔室，配備有平面光極紮實，用于監(jiān)測土壤中的NH3和pH值效高化。

9. 數(shù)據(jù)獲取：通過平面光極系統(tǒng)投入力度，研究人員能夠獲取土壤中NH3和pH值的二維圖像，從而直觀地展示NH3和pH的空間分布不難發現。

10. 概念驗證：研究還進(jìn)行了概念驗證貢獻法治，展示了使用平面光極系統(tǒng)在識別產(chǎn)生脲酶的病原體(如枯草桿菌Bacillus subtilis)方面的潛在應(yīng)用，而無需依賴于pH的變化空間載體。

這項研究是直接可視化施用氮肥顆粒后土壤中NH3濃度和pH值的小尺度亞表面變化高質量，并將這些變化與硝化作用活性聯(lián)系起來。通過這項研究重要組成部分，研究人員能夠為農(nóng)業(yè)可持續(xù)性提供新的見解流程，并為提高肥料氮的利用效率和減少氮損失提供科學(xué)依據(jù)。

平面光極技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)的光電傳感技術(shù)之一勃勃生機，智感環(huán)境團(tuán)隊基于這種技術(shù)助力各業，相繼開發(fā)出了一種封閉式平面光極設(shè)備(PO2100)和一種便攜式平面光極設(shè)備(PO1100)，可實現(xiàn)沉積物/土壤/植物根際/水體中pH提供有力支撐、DO和CO2的實時高分辨率檢測應用，這在光電傳感技術(shù)領(lǐng)域是一項重要的突破。