雙標(biāo)記的13C和15N穩(wěn)定同位素在農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域中可以用于多種研究。這些同位素標(biāo)記的秸稈可以提供有關(guān)原生態(tài)過(guò)程和人類(lèi)干預(yù)活動(dòng)的重要信息。以下是一些可能的研究方向:碳和氮循環(huán)研究:通過(guò)跟蹤13C和15N同位素在秸稈中的變化,可以了解碳和氮元素在土壤中的循環(huán)和轉(zhuǎn)化過(guò)程。這對(duì)于了解土壤中有機(jī)質(zhì)的分解、氮素的轉(zhuǎn)化以及土壤呼吸等過(guò)程非常有用。土壤有機(jī)質(zhì)來(lái)源:通過(guò)13C同位素追蹤,可以確定不同來(lái)源的碳在土壤有機(jī)質(zhì)中的貢獻(xiàn)比例。這有助于了解不同碳輸入(如植物殘?bào)w、根系分泌物等)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)積累的影響。土壤侵蝕和沉積研究:使用雙標(biāo)記的秸稈可以追蹤土壤顆粒和有機(jī)質(zhì)在侵蝕和沉積過(guò)程中的來(lái)源和去向。這對(duì)于研究土壤侵蝕速率、泥沙運(yùn)移和沉積的機(jī)制非常有幫助。 標(biāo)記秸稈助力研究秸稈對(duì)土壤氮循環(huán)的調(diào)控作用。浙江玉米同位素標(biāo)記秸稈培養(yǎng)方法
穩(wěn)定同位素和放射性同位素有什么區(qū)別?同位素有放射性同位素和穩(wěn)定性同位素。如14C,13C和12C是同位素。14C是放射性同位素,而13C是穩(wěn)定性同位素。放射性同位素會(huì)發(fā)生衰變,而穩(wěn)定性同位素不會(huì)發(fā)生衰變。放射性同位素對(duì)人體有害,而穩(wěn)定性同位素對(duì)人體無(wú)害,因此用穩(wěn)定性同位素開(kāi)展研究是安全的。同位素標(biāo)記中豐度的含義:用同位素時(shí)經(jīng)常用到一個(gè)單位叫“豐度”。豐度是某種同位素原子數(shù)占整個(gè)這種元素原子數(shù)的比例。如正常大氣中100個(gè)碳原子中有1.1個(gè)13C原子,因此正常大氣中13C的豐度為1.1%;又如正常大氣中100個(gè)氮原子中有0.3663個(gè)15N原子,因此正常大氣中15N豐度為0.3663%。北京同位素標(biāo)記秸稈豐度控制評(píng)估秸稈還田效果,同位素標(biāo)記助力農(nóng)業(yè)減排。
目前市場(chǎng)上流行的大部分同位素標(biāo)記方法以土壤為培養(yǎng)基質(zhì),由于土壤本身含有大量的普通碳原子(12c),通過(guò)微生物呼吸作用,這些碳原子會(huì)以12c-co2形態(tài)大量釋放到空氣中被植物吸收利用,導(dǎo)致被標(biāo)記的植物樣品的13c豐度降低。在研究作物秸稈分解過(guò)程中,低豐度的同位素植物樣品無(wú)法實(shí)現(xiàn)在分子水平上(如dna水平)對(duì)碳原子進(jìn)行示蹤;此外,以土壤為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行15n標(biāo)記時(shí),土壤中大量的普通氮原子(14n)也會(huì)被植物吸收,造成植物體15n豐度過(guò)低。因此,選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)方式是獲得高豐度同位素碳、氮雙標(biāo)記植物樣品的前提條件。本產(chǎn)品的C13標(biāo)記秸稈是在水培條件下生產(chǎn)的,可以保障標(biāo)記的準(zhǔn)確性。此外秸稈在標(biāo)記過(guò)程中利用控制系統(tǒng)與外界環(huán)境保持一致,具有更好的代表性。
該同位素標(biāo)記秸稈利用公司自研技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),設(shè)備運(yùn)行原理如下:秸稈利用一種田間原位智能氣密植物生長(zhǎng)箱,設(shè)有箱體、溫度和二氧化碳自動(dòng)控制系統(tǒng)以及除草、噴藥、澆水系統(tǒng);箱體設(shè)有上、下兩部分箱體,上箱體為有蓋無(wú)底的透明體,下箱體無(wú)蓋無(wú)底,在下箱體上緣設(shè)有水槽,上箱體下緣放置在水槽內(nèi)由水密封,將下箱體埋入土壤,植物培育在箱體內(nèi)土壤中;溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有分別置于箱體內(nèi)、外的兩個(gè)溫、濕度傳感器,采集的溫度至數(shù)據(jù)采集控制器及計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較,當(dāng)箱體內(nèi)溫度高于箱體外溫度設(shè)定值時(shí),繼電器啟動(dòng)二級(jí)制冷系統(tǒng)工作;二氧化碳自動(dòng)控制系統(tǒng)將箱內(nèi)氣體泵入二氧化碳?xì)怏w檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定濃度比較,如果大于設(shè)定濃度,則啟動(dòng)電磁閥的常閉出口開(kāi)啟,經(jīng)氫氧化鈉吸收后至箱體內(nèi),如果低于設(shè)定濃度,則啟動(dòng)電磁閥向箱內(nèi)補(bǔ)充高純二氧化碳;如果氣體二氧化碳濃度在正常范圍內(nèi),氣體直接返回箱體內(nèi)。追蹤秸稈中磷素的循環(huán),同位素標(biāo)記優(yōu)化磷肥施用。
在研究土壤碳周轉(zhuǎn)現(xiàn)狀時(shí),13C穩(wěn)定同位素標(biāo)記方法可以通過(guò)以下步驟進(jìn)行:標(biāo)記添加:選擇一個(gè)含有13C的標(biāo)記劑,例如13C標(biāo)記的秸稈、畜禽糞便、生物炭、有機(jī)肥等。將該標(biāo)記劑添加到土壤中,使其與土壤中的有機(jī)碳或無(wú)機(jī)碳發(fā)生反應(yīng),并與土壤碳庫(kù)中的碳混合。土壤樣品采集:在標(biāo)記添加后的一段時(shí)間內(nèi),采集土壤樣品。這段時(shí)間的長(zhǎng)度取決于所關(guān)心的碳轉(zhuǎn)化速率,可以是幾天、幾周,甚至幾個(gè)月。土壤碳分離:從采集的土壤樣品中分離出不同的碳池,例如土壤有機(jī)質(zhì)、微生物生物量碳、無(wú)機(jī)碳等。同位素分析:對(duì)不同的碳池樣品進(jìn)行同位素分析,測(cè)量樣品中13C的含量。通過(guò)測(cè)量同位素的比例,可以確定標(biāo)記劑(13C)的相對(duì)貢獻(xiàn)以及標(biāo)記劑的碳在土壤中的轉(zhuǎn)化情況。根據(jù)同位素分析的結(jié)果,可以推斷不同碳池之間的碳轉(zhuǎn)化速率、碳周轉(zhuǎn)通路以及不同碳來(lái)源(如植物殘?bào)w、土壤有機(jī)質(zhì)等)在土壤碳循環(huán)中的作用。應(yīng)用于農(nóng)業(yè)研究,同位素標(biāo)記秸稈揭示養(yǎng)分吸收機(jī)制。黑龍江小麥C13穩(wěn)定同位素標(biāo)記秸稈購(gòu)買(mǎi)
應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估,同位素標(biāo)記秸稈顯示生態(tài)價(jià)值。浙江玉米同位素標(biāo)記秸稈培養(yǎng)方法
秸稈還田是我國(guó)的一項(xiàng)基本農(nóng)業(yè)措施。秸稈還田能增加土壤碳和氮素的固持,不同的農(nóng)業(yè)措施對(duì)秸稈碳、氮固定的效果具有怎么樣的影響呢?有學(xué)者利用碳13氮15穩(wěn)定同位素雙標(biāo)的秸稈研究了秸稈還田深度及有機(jī)肥使用對(duì)秸稈固碳效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),有機(jī)肥+秸稈顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。360天后秸稈深度還田可以增加秸稈碳的固定,但對(duì)秸稈氮素的固定影響不大。有機(jī)肥+秸稈增加了秸稈碳在土壤中存留的時(shí)間。因此有機(jī)肥+深度施用秸稈更有利于土壤碳的固定。浙江玉米同位素標(biāo)記秸稈培養(yǎng)方法