土壤呼吸是土壤生態系統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的分解與轉化過程，對土壤肥力、碳循環以及生態系統健康具有重要意義。通過研究土壤呼吸，可以深入了解土壤微生物群落的活性、土壤有機碳的動態變化以及土壤生態系統的整體功能。近年來，隨著對土壤健康和生態系統可持續性研究的不斷深入，土壤呼吸作為關鍵指標之一，受到了廣泛關注。
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、SoilBox便攜式多功能土壤呼吸測量系統、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、土壤動物呼吸代謝與活動監測測量系統等多款產品，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；右：Soilbox-343便攜式土壤呼吸測量系統
文獻1：土壤呼吸分析助力農業可持續發展
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。實驗設計了三種處理組：對照組（僅添加化學肥料）、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、葉片數量和莖粗等方面表現最 佳，且養分缺乏最少，進一步證實了EBPR生物固體在農業中的應用潛力。
文獻2：塑料覆蓋對梨園表層土壤微生物碳和結構穩定性的影響
在果園生態系統中，土壤呼吸和有機碳（SOC）礦化是評估土壤健康和碳循環的關鍵指標。然而，傳統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過程，北京農林科學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，實時監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。這一發現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.
