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【目的】利用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱仪（gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry,GC-C-IRMS）测定小麦籽粒氨基酸碳氮稳定同位素组成。【方法】以小麦临汾50744为材料,水解得到其籽粒蛋白质氨基酸,将氨基酸标准样品以及小麦籽粒氨基酸衍生化为N-新戊酰基,O-异丙醇（N-pivaloyl-isopropyl,NPP）氨基酸酯,利用GC-C-IRMS测定其碳氮稳定同位素组成。【结果】氨基酸标准样品的碳氮同位素组成分析表明,NPP氨基酸酯的平均重现性δ13C为0.47‰,δ15N为0.28‰,并没有产生大的同位素分馏,因此δ13C和δ15N都能得到满意的测定结果。运用GC-C-IRMS测定了小麦临汾50744籽粒蛋白质氨基酸的稳定碳氮同位素的自然丰度,其中δ13C的变化范围在-28.7‰到-34.7‰,δ15N的变化范围为-6.2‰到9.5‰。采用系统聚类分析进行分类,根据δ13C可以将氨基酸分为两类;根据δ15N可以将氨基酸分为三类。【结论】运用GC-C-IRMS结合NPP氨基酸酯衍生物可以测定小麦籽粒氨基酸的稳定碳氮同位素,这对于揭示氨基酸代谢途径的差异以及逆境胁迫下氨基酸的合成差异具有重要的意义。 相似文献
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明确三七不同器官中碳、氮、氢、氧同位素的变化规律,以及年限对三七碳、氮、氢、氧稳定同位素的影响,为三七不同器官产地溯源提供理论依据.利用同位素比率质谱仪测定来自云南、广西44个3年生和7个2年生春三七各器官花、茎叶、芦头、块根、筋条、须根中的δ13 C、δ15 N、δ2 H、δ18 O,利用独立样本均值检验以及Duncan's法进行多重比较分析.不同年限间,三七各器官δ13C、δ15N、δ2H、δ18O均无差异.不同器官间δ13C、δ2H变化规律基本一致,均为地下部分极显著高于地上部分,即δ13C表现为芦头、块根、筋条、须根>花、茎叶(P<0.01);δ2H表现为芦头、块根、筋条>须根>花、茎叶(P<0.01);δ15N则表现为花、茎叶>芦头、块根、筋条>须根;δ18O表现为块根>芦头>花、须根(P<0.01).稳定同位素碳、氮、氢、氧在三七不同器官中的分馏效果是不一致的,在进行三七产地溯源时,可以不考虑年限因素.在进行三七各器官产地溯源时,应根据其同位素变化规律选择有差异的同位素指标. 相似文献
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《西南农业学报》2017,(3)
为揭示石漠化桑园土壤水分动力学机制及进一步研究桑树水分利用策略提供依据,采用稳定同位素技术研究黔西北石漠化桑园(贵州省毕节市七星关区清水铺镇大地村)0~50 cm剖面土壤水氢氧稳定同位素的时空变化特征。结果表明:黔西北石漠化桑园土壤水中氢氧同位素具有良好的线性关系:δD=8.39δ~(18)O+13.76,R~2=0.98。土壤水中氢氧稳定同位素组成具有明显的季节变化特征,表现为春季(δD和δ~(18)O平均值分别为-33.9‰±18.5‰和-5.8‰±2.0‰)夏季(分别为-41.4‰±8.8‰和-6.4‰±1.2‰)秋季(分别为-87.0‰±6.8‰和-11.9‰±1.2‰)。在空间上样地间的土壤水δD和δ18O差异均不显著;土壤水氢氧同位素随土壤深度呈梯度分布,其中4月份土壤水δD和δ~(18)O随剖面深度增加而递减,7月份递增,10月份呈降-升-降变化趋势。 相似文献
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氧化亚氮(N2O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N2O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N2O的同位素值δ15Nbulk(N2O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N2O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N2O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N2O来源、指示N2O产生的微生物作用途径,在N2O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N2O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N2O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N2O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ15Nsp等N2O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N2O溯源研究。图2参80 相似文献
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北方设施蔬菜种植区地下水硝酸盐来源分析——以山东省惠民县为例 总被引：11，自引：0，他引：11
【目的】以华北平原典型集约化设施蔬菜种植区山东省惠民县为研究对象,分析浅层地下水硝酸盐的含量状况并追溯其来源。【方法】多点采集设施蔬菜种植区土壤、肥料及地下水样品,利用稳定性同位素技术识别地下水氮污染的可能来源。【结果】结果表明,蔬菜大棚区浅层地下水硝态氮含量为25.3—279.6mg·L-1,平均为121.6mg·L-1,87%的样品硝态氮含量超过50mg·L-1;较集中分布在50—70mg·L-1和170—190mg·L-1区间,含量最高的点位超标高达27倍;5种蔬菜大棚地下水硝态氮的含量依次为:黄瓜芹菜-辣椒和辣椒芹菜-黄瓜和芹菜-番茄。研究区域内土壤的δ15N值在1.96‰—7.38‰之间,化肥(尿素、复混肥等)在0.2‰—0.6‰之间,动物粪便(农家肥、厩肥)在7.3‰—16.87‰之间;地下水样的δ15N值变化在-0.01‰—15.91‰之间,平均为6.75‰±3.15‰,随NO3--N含量减少地下水δ15N值未呈现增加趋势,该研究区域内地下水反硝化作用较弱。【结论】蔬菜棚区内浅层地下水硝态氮污染十分严重,受人为因素干扰很大;硝酸盐主要来源为土壤有机氮,其次为动物粪便。 相似文献
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稳定性氮同位素技术研究太湖梅梁湾区域营养盐差异 总被引：4，自引：1，他引：3
稳定同位素技术通常用于指示外源输入对环境的影响,采用该技术分析了太湖北部不同湖区悬浮颗粒有机物和浮游动物的碳氮稳定同位素比值的差异。结果表明,不同粒径的悬浮颗粒有机物和浮游动物稳定同位素比值存在显著的季节变化,夏季普遍高于冬季,其中δ13C高3.19‰~7.21‰,δ15N高4.20‰~9.36‰。各有机物δ13C不能有效区分各湖区的环境差异,而δ15N在各湖区存在显著差异。δ15N聚类分析显示,河口区由于受外源输入的影响,其δ15N显著低于其他湖区,单独聚为一类,而交汇处和湖心区影响较小,同河口区存在显著差异。整体来讲,总颗粒有机物和浮游动物δ15N同水体TP浓度呈显著正相关,同总溶解性无机氮浓度、铵根离子浓度呈显著负相关。可见,太湖北部悬浮颗粒有机物和浮游动物δ15N受环境营养盐差异的影响强烈,悬浮颗粒有机物δ15N可以作为指示湖区区域差异的有效指标。 相似文献
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干旱区土壤水分垂直方向运移与分配,特别是膜下滴灌绿洲地区土壤水分垂直方向分布现状与运移机制尚不清楚。为探究干旱区农田生态系统水分层贡献问题,阐明农田土壤中水分运移过程,于2019年沿新疆玛纳斯河流域农田土壤进行分层采样,依次为0~5、5~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm。测定了稳定同位素δD和δ18O值,对同位素δD和δ18O值进行数据分析。结果表明： δD和δ18O最大值位于0~5 cm土层,分别为-25.64‰和-0.19‰; δD和δ18O最小值位于20~40 cm土层,分别为-108.32‰和-8.19‰。0~5 cm土层δD和δ18O值较高,表明上层比下层更易受水分蒸发作用影响,存在强蒸发效应。随土层深度增加,δD和δ18O值呈减小趋势,其中80~100 cm土层变化趋势缓慢。氘盈余值表现为山地>平原>荒漠>山前。研究表明,受长期膜下滴灌影响,加之蒸发作用强烈,玛纳斯河流域土壤水分迁移过程发生改变。 相似文献
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基于18O稳定同位素对银川平原北部4种灌木夏季水分利用特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了分析银川平原北部4种灌木对不同水源的利用特征,测定了20年生多枝柽柳(Tama-rix ramosissima)、3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞(Lycium barbarum)和3年生四翅滨藜(Atri-plex canescens)木质部水及不同潜在水源稳定氧同位素组成(δ18 O),应用同位素线性混合模型估算了不同灌木对不同水源的利用率。结果表明:不同深度土壤水δ18 O值存在较大差异,并呈规律性变化。表层(0～5cm)土壤水δ18 O值较井水δ18 O值偏正,说明其受蒸发影响较大。120～140cm土层δ18 O值最正,说明该土层同位素分馏作用最大。140～200cm土壤水受蒸发影响最小,土壤水δ18 O与井水最为接近。3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞、3年生四翅滨藜的木质部水δ18 O值分别为-8.62‰、-8.64‰和-9.23‰,均比20年生多枝柽柳木质部水δ18 O(-9.40‰)偏正。用Iso-Source软件计算的结果显示20年生多枝柽柳和3年生四翅滨藜对地下水和表层土壤水(0～5cm)的利用程度较高,分别利用11.6%和9.3%的地下水,18.2%和14.6%的表层水。3年生多枝柽柳和3年生宁夏枸杞对40～120cm土层水分利用程度较高,分别为93.8%和92.3%。 相似文献
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电超滤法(EUF)浸提测定15N标记植物残体有机氮和无机氮的转化 总被引：2，自引：0，他引：2
采用电超滤法浸提土壤,分析浸提液中的N-NH4+、N-NO3-和有机氮.测试土壤采自德国汉森的斑状砂土,用15N标记的植物残体(油菜)施入土壤,20℃恒温培养80天,以不施(油菜)为对照,培养期间共取样12次.结果表明,EUF法对15N标记的有机N的浸提能力比土壤全N中的有机N的浸提能力高出7.7倍.EUF浸提的有机氮比率较常规浸提过程的更高.前40天,培养试验中38%的有机氮被矿比,其后没有发生大的矿化.标记的有机氮的矿化在第2天达到高峰之后一直减少,直到第40天,随后处于稳定状态.标记的EUF有机氮对标记的无机N只有很微小的积累.标记的有机氮主要在第2～9天减少,但大约80%的标记无机氮在9天后明显增加.原土氮的矿化过程是明显的零级动力学,基础浓度任何时候不限制矿化.说明易矿化氮化合物总是不断得到土壤相对稳定的有机氮的补充.如果稳定状态在N矿化过程中起主要作用的话,就不可希望EUF浸提的易矿化有机氮的减少.通过氮矿化库的变化量对预测氮矿化更重要,因此,寻找适当的矿化指标来制约土壤有机氮形式和变化量显得更为紧迫. 相似文献
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We present a 650-year Antarctic ice core record of concentration and isotopic ratios (δ(13)C and δ(18)O) of atmospheric carbon monoxide. Concentrations decreased by ~25% (14 parts per billion by volume) from the mid-1300s to the 1600s then recovered completely by the late 1800s. δ(13)C and δ(18)O decreased by about 2 and 4 per mil (‰), respectively, from the mid-1300s to the 1600s then increased by about 2.5 and 4‰ by the late 1800s. These observations and isotope mass balance model results imply that large variations in the degree of biomass burning in the Southern Hemisphere occurred during the last 650 years, with a decrease by about 50% in the 1600s, an increase of about 100% by the late 1800s, and another decrease by about 70% from the late 1800s to present day. 相似文献
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The ocean is an important global source of nitrous oxide (N(2)O), a greenhouse gas that contributes to stratospheric ozone destruction. Bacterial nitrification and denitrification are thought to be the primary sources of marine N(2)O, but the isotopic signatures of N(2)O produced by these processes are not consistent with the marine contribution to the global N(2)O budget. Based on enrichment cultures, we report that archaeal ammonia oxidation also produces N(2)O. Natural-abundance stable isotope measurements indicate that the produced N(2)O had bulk δ(15)N and δ(18)O values higher than observed for ammonia-oxidizing bacteria but similar to the δ(15)N and δ(18)O values attributed to the oceanic N(2)O source to the atmosphere. Our results suggest that ammonia-oxidizing archaea may be largely responsible for the oceanic N(2)O source. 相似文献
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利用膜进样质谱仪测定水稻土几种厌氧氮转化速率 总被引：3，自引：1，他引：2
为了在同一体系下区分和测定水稻土反硝化、厌氧氨氧化(Anammox)和硝酸根异化还原成铵(DNRA)过程发生速率和相互关系,并获取近似原位情况下的净脱氮速率,本研究通过将~(15)NH_4~+化学氧化法测定DNRA速率和添加尿素模拟原位土柱测定净脱氮速率与膜进样质谱法(MIMS)进行联用,完善了一套基于膜进样质谱法(MIMS)的稻田硝态氮转化测定方法体系,利用该方法测定了5种典型的水稻土[辽宁营口(YK)、江苏宜兴(YX)、浙江金华(JH)、广西桂林(GL)和四川广安(GA)]的反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮4种氮转化速率。结果显示:基于MIMS的方法体系可实现对水稻土中反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率的测定,5种水稻土反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率范围分别为(358.63±25.37)～(479.96±22.12)、(-14.81±0.22)～(5.29±1.22)、(25.76±12.71)～(109.87±3.88)g N·hm~(-2)·h~(-1)和(33.33±11.16)～(72.74±14.18)g N·hm~(-2)·h~(-1),相关结果与其他方法研究结果具有可比性。相关性分析显示:水稻土NO_3~-、可溶性有机碳(DOC)和土壤Fe~(2+)含量是反硝化过程的主要限制因素;NO_3~-是Anammox的关键限制因素;而土壤DOC和Fe~(2+)含量是DNRA过程的主要限制因素。基于MIMS的方法体系可以在短时间内(1周)测定水稻土四种厌氧氮转化速率,且所需样品量低、精确度高,在稻田或湿地土壤厌氧氮转化过程研究中有很好的应用前景。 相似文献
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We propose an isotopic fractionation mechanism, based on photolytic destruction, to explain the 15N/14N and 18O/16O fractionation of stratospheric nitrous oxide (N2O) and reconcile laboratory experiments with atmospheric observations. The theory predicts that (i) the isotopomers 15N14N16O and 14N15N16O have very different isotopic fractionations in the stratosphere, and (ii) laboratory photolysis experiments conducted at 205 nanometers should better simulate the observed isotopic fractionation of stratospheric N2O. Modeling results indicate that there is no compelling reason to invoke a significant chemical source of N2O in the middle atmosphere and that individual N2O isotopomers might be useful tracers of stratospheric air parcel motion. 相似文献