雙標記的13C和15N同位素對于研究碳、氮循環(huán)、土壤質量、生態(tài)系統(tǒng)功能以及農業(yè)管理等方面都具有重要的應用價值。它們提供了一種非常有力的工具，可以幫助科學家更深入地了解自然系統(tǒng)的復雜性。1.生態(tài)系統(tǒng)碳和氮動態(tài)：將13C和15N同位素應用于秸稈中，可以研究生態(tài)系統(tǒng)中碳和氮的轉移、吸收和釋放過程。這對于研究生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡、氮循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性至關重要。2.植物養(yǎng)分吸收：通過追蹤15N同位素，可以了解植物對土壤中不同氮形態(tài)的吸收情況。這對于優(yōu)化農業(yè)管理措施和提高養(yǎng)分利用效率非常重要。3.生物地球化學過程：通過13C和15N同位素研究秸稈的降解和轉化過程，可以揭示微生物在分解過程中的作用，從而增進我們對生物地球化學循環(huán)的理解。應用于作物生長監(jiān)測，同位素標記秸稈評估作物生長環(huán)境。天津小麥同位素標記秸稈

同位素示蹤技術是研究全球氣候變化和土壤碳動力學的有效手段，也是揭示陸地生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)過程的重要工具。土壤有機碳循環(huán)是一個動態(tài)過程。利用同位素技術可以追蹤新輸入的碳在土壤中的轉化和賦存狀態(tài)，揭示其在土壤和微生物之間的循環(huán)和周轉過程及機理。20世紀70年代以前，通常采用同位素“14C”示蹤技術研究土壤中有機質的周轉。但由于同位素“14C”的放射性較強，在長期碳循環(huán)分析中出現(xiàn)了一定的偏差，無法澄清其中的有機物。研究人員不得不放棄使用這種技術。穩(wěn)定碳同位素13C作為天然示蹤劑，無放射性，具有安全、無污染、易控制等優(yōu)點。江西水稻C13穩(wěn)定同位素標記秸稈購買應用于農業(yè)政策制定，同位素標記秸稈提供科學依據(jù)。

除了直接利用穩(wěn)定同位素標記秸稈進行實驗外，還可將標記的秸稈燒制成生物質炭。有學者利用13C穩(wěn)定性同位素標記的小麥秸稈制作成生物炭，研究了生物炭在不同土壤中的礦化速率差異。研究結果表明：生物炭添加到四種類型的土壤中室內培養(yǎng)368天后，生物炭碳在不同土壤中的礦化量存在差異，寒區(qū)水稻土中為15.6mgC/kg土（0.25%），紅壤性水稻土中為14.2mgC/kg土（0.23%），黃淮海中為10.4mgC/kg土（0.17%），低肥力紅壤性水稻土中為9.92mgC/kg土（0.16%）。生物炭碳礦化量與土壤全鉀（r=0.679）以及全碳（r=0.584）含量均有的正相關關系。

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