浙江省不同地理尺度有机茶稳定同位素特征差异分析

为探究浙江省有机茶稳定同位素特征差异，本研究收集了来自浙江省52个有机茶企业生产的72份具有代表性的样品，采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定有机茶中稳定同位素比值(δ¹⁵N、δ¹³C、δ²H、δ¹⁸O值)，研究不同茶类间的稳定同位素差异，并从3个地理尺度对浙江省有机茶稳定同位素特征进行分析。结果表明，浙江省有机绿茶和有机红茶的稳定同位素比值无显著差异。浙江省有机茶δ¹⁵N值范围为-2.4‰～6.7‰，平均值为2.0‰，在地市尺度上无显著差异；在区域尺度上，浙南地区有机茶δ¹⁵N显著高于浙北地区；在全国尺度上，浙江省有机茶δ¹⁵N显著高于全国其他产区。浙江省有机茶δ¹³C、δ²H、δ¹⁸O平均值分别为-27.2‰、-47.9‰、26.3‰，部分地市间存在地域差异，浙南地区和浙北地区有机茶的3种稳定同位素比值均无显著差异。本研究为浙江省有机茶稳定同位素数据库建立及特征识...     

样品前处理对斑头雁组织稳定同位素碳、氮比值的影响

为了更好地确定不同处理方法对样品稳定同位素分析的影响,以斑头雁(Anser indicus)为研究对象,对比了不同酸化条件、干燥方法和粉碎形式对组织材料稳定同位素碳、氮比值的影响。结果表明,不同温度和盐酸浓度对卵壳δ1 3C值有影响,80℃较40℃、60℃条件下得到的卵壳δ1 3C值富集,3 mol·L-1HCl较1、5 mol·L-1HCl浓度条件下得到的卵壳δ1 3C值贫化;冷冻干燥和烘干2种干燥方法对肌肉稳定同位素δ1 3C、δ15N的影响均未达到显著水平,液氮研磨和直接剪碎2种粉碎形式下测得的羽毛δ1 3C、δ15N值差异不显著。本研究为使用稳定同位素技术开展鸟类学相关研究提供了参考依据。     

利用稳定同位素进行牛肉产地溯源的研究

本文利用多种稳定同位素对我国牛肉进行产地溯源研究,探究稳定同位素在牛肉溯源研究中的可行性。分别从山东省、内蒙古自治区和山西省采集牛肉样品,测得其粗蛋白中δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值,并对其结果进行分析。结果显示,各地的δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值都有显著的差异,利用δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值可对牛肉产地来源进行追溯,并且可利用δ13C值推断各地牛饲料中的主要成分。     

蚕品种对不同发育阶段蚕体、蚕沙及蚕茧稳定同位素特征的影响

丝绸具有重要的经济与文化价值。为探究桑蚕品种对丝绸产地溯源模型准确率的影响,本研究通过桑蚕饲养试验,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和椭圆联合置信区间(EJCR)测试探讨桑蚕从幼虫至吐丝结茧的不同发育阶段蚕体、蚕沙样本中4种稳定同位素比值(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O)的变化趋势,并比较不同品种对稳定同位素比值的影响。结果表明,不同龄期蚕体的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H和δ¹⁸O值变化趋势不同,且不同龄期蚕沙的稳定同位素比值变化趋势与蚕体相似。单因素方差分析结果表明,在相同饲喂条件下,除少数龄期外,不同品种之间蚕体和蚕沙样本稳定同位素组成总体不存在显著差异,且蚕体和蚕沙样本的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H相关性较强。桑蚕品种可能导致蚕茧中单个稳定同位素出现较大变化,对δ¹³C、δ¹⁸O影...     

我国大米碳氮稳定同位素比率特征及溯源应用

利用元素分析仪-稳定同位素比率质谱仪检测我国由北到南6个省的10种大米的δ13C和δ15N值。结果显示,我国大米的δ13C值为-28.3‰^-26.0‰,平均值为-27.0±0.8‰,以-27.9‰^-26.3‰出现的频率较高。δ15N值为1.1‰~4.1‰,均值为2.4±1.0‰,以1.7‰~3.4‰出现的频率较高。我国南方大米的δ13C值低于北方大米,但南北方大米的δ15N均值基本相同且小于4‰,符合施化肥大米的特征。根据国内外大米的δ13C和δ15N特异性,以δ13C和δ15N为统计变量,采用Q型系统聚类方法对大米归类溯源。欧式距离<4时,日本大米的3个群集与我国大米的1个群集区分明显;欧式距离<3时,美国大米的2个群集与我国大米的1个群集区分显著。基于大米的δ13C和δ15N特性能够对其产地进行溯源。     

荒漠草地土壤~(15)N同位素对水分变化的响应

影响δ15N格局的因素主要有气候、时间、地形和土地利用等,而水分是干旱区植被分布的主要限制因子,对调节荒漠草地稳定性N同位素具有重要作用。利用15N标记法,通过不同的增水处理,研究了古尔班通古特沙漠南缘氮素标记样地和未标记样地土壤N同位素对水分变化的响应,得出以下结论:(1)增水处理增加了对土壤水分的补给,随着增水量的增加土壤水分含量不断增加;(2)研究区土壤δ15N值变化范围为12.19‰~13.33‰,增水处理对未标记样地土壤δ15N值并没有显著的影响;(3)添加氮素后,样地土壤δ15N值明显升高。随着增水量的增加,土壤总δ15N呈现出典型的倒"U"型曲线,不同土层深度的土壤δ15N值也发生了显著的变化;(4)标记样地50-100 cm土层土壤δ15N值要明显高于非标记样地,表明标记样地土壤中添加的稳定性15N同位素仍在向更深的土层移动。     

全球尺度上土壤15N自然丰度空间变化的影响因素

研究土壤15N自然丰度（δ15N）空间变化及其影响因素对深化土壤氮素循环的过程与机理具有重要意义。但目前的研究多聚焦于区域尺度，对全球尺度土壤δ15N时空分异的探索存在不足。本文采用全球812个样点处的土壤δ15N值与土壤含水量、气象和土壤因子数据，构建各因子与土壤δ15N值的相关关系，并结合结构方程模型揭示其空间变化影响机制。结果表明，土壤含水量、气象和土壤因子与土壤δ15N值呈显著相关（p<0.01）；相较于均值，气象的时间变化特征因子（平均气温日较差和降雨季节变率）与土壤δ15N值和土壤含水量的相关程度更高。土壤因子对土壤δ15N值的总效应最高（-0.41）；气象和土壤因子可通过土壤含水量间接影响土壤δ15N值。当排除气象和土壤的影响后，土壤含水量对土壤δ15N值的效应为正。研究对于揭示气象、土壤和水文等因子对氮素循环的影响机制具有一定的借鉴意义。     

黄土高原泾河小流域泥沙碳、氮同位素与生态环境示踪

以泾河(陕西彬县境内)4条支流表层沉积物为研究对象,对其有机质的稳定碳、氮同位素组成进行测定和研究.结果表明,4条河流表层沉积物有机质的碳同位素(δ13C)值变化范围为(-29.1‰)～(-20.4‰),平均值为-25.4‰.其δ13C值从上游到下游都有逐渐偏正的趋势,表明从上游到下游植被覆盖类型的变化影响了沿河表层沉积物有机质的δ13C值.4条河流表层沉积物有机质的氮同位素(δ15N)值和碳氮比(C/N)的变化范围分别为0～4.6‰和1.4～17.2,平均值分别为2.8‰和7.3.从上游到下游其δ15N值逐渐偏正,表明沿岸进入河中的泥沙比例越来越大,人类活动等对自然环境的影响增强.徐家河和拜家河下游采样点表层沉积物有机质的δ15N值有偏负趋势,可能与下游煤炭开采,煤等有机质进入河流表层沉积物有关.因此,对河流表层沉积物中有机质的碳、氮同位素组成特征和变化研究可以揭示流域土壤侵蚀状态和生态环境的变化.     

葡萄酒发酵前后稳定同位素特征变化及初步相关性分析

为探讨葡萄酒发酵前后稳定同位素的特征变化,通过元素分析仪-稳定同位素比率质谱(EA-IRMS)对发酵前(全果、果汁与皮籽)样品和发酵后固体样品(皮渣和酒)中δ13C、δ15N、δ2H和δ18O进行了分析.结果表明,葡萄酒发酵前后各样品中δ15N、δ2H和δ18O均存在显著性差异;并且各元素的变化规律性不强,发酵前后相关...     

稳定性氮同位素技术研究太湖梅梁湾区域营养盐差异

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。     

稳定同位素指纹分析在蚕茧产地溯源中的应用研究

蚕茧产地溯源是丝绸原产地溯源的基础.本研究为了探究蚕茧产地溯源最适方法,以不同产地的蚕茧为研究对象,利用不同产区蚕茧的13C、15N、18O和2H同位素组成,通过单因素方差分析、多重比较分析、Fisher线性判别分析留一法交叉验证,最后建立蚕茧产地溯源模型.单因素方差分析结果表明,不同产地蚕茧的δ13C、δ15N、δ1...     

标记停留时间对水稻及其生物质炭的13C和15N丰度的影响

稳定同位素技术是研究土壤元素循环的重要技术手段。本实验研究了同位素标记后的停留时间对水稻地上和地下部分及利用其制备的生物质炭的13C丰度（δ13C）和15N丰度（δ15N）的影响，为深入研究生物质炭对土壤碳、氮过程的影响提供基础。研究以水稻为材料，利用15N-尿素叶面喷施和13C-CO2脉冲标记的方法对水稻进行了15N和13C双标记，15N标记结束后设置4 h、6 h和24 h三个停留时间，将标记后的水稻分为地上和地下部分，分别在300 °C和500 °C下制备成生物质炭，利用同位素质谱仪测定水稻及其生物质炭的δ13C和δ15N。结果表明，随着停留时间的延长，水稻地上部分的δ13C由872‰逐渐降低至578‰，而地下部分的δ13C由226‰逐渐升高至869‰。与δ13C不同，水稻地上部分δ15N呈现先增加后降低的趋势，停留时间6 h时δ15N最大（1764‰），而地下部分的δ15N呈现先降低后增加的趋势。整体而言，与水稻原料相比，生物质炭的δ13C和δ15N分别降低了52.1%和15.9%。而且，生物质炭的δ13C和δ15N均在停留时间为24 h时最高，300 °C生物质炭表现的更加明显。随着停留时间的延长，300 °C生物质炭的热水可提取有机碳的δ13C比残留固体的δ13C降低的比例由4.14%提高到11.0%，而对于500 °C生物质炭则由32.3%降低到18.9%，表明延长停留时间分别降低和提高了300 °C和500 °C生物质炭的13C均匀性。综上所述，本研究发现标记后的停留时间对水稻δ13C和δ15N的影响不同，并且这种影响没有延续至生物质炭，停留时间和制备温度共同影响水稻生物质炭的13C均匀性。     

放牧干扰对若尔盖高寒湿地不同水生生物δ~(13)C、δ~(15)N的影响

为了解畜牧业发展对若尔盖湿地水生生物类群的影响,本试验设置了A(对照组),B(影响组I),C(影响组II)3个样点,应用稳定同位素技术并结合多维尺度(MDS)等方法研究了若尔盖湿地影响组与对照组之间不同水生生物类群δ~(13)C、δ~(15)N值。结果表明,初级生产者POM(颗粒有机物)样品(主要成分为藻类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-26.39‰~-21.17‰,3.68‰~6.61‰;浮游动物(枝角类)δ~(13)C、δ~(15)N值分别为-25.69‰~-23.43‰、3.19‰~9.53‰;软体动物泉膀胱螺δ~(13)C、δ~(15)N值分别-28.00‰~-22.30‰、5.19‰~9.27‰,钩虾为-28.57‰~-26.87‰、7.36‰~8.06‰;鱼类样品中高原鳅δ~(13)C、δ~(15)N值分别-30.83‰~-27.01‰、6.41‰~10.02‰,黄河裸裂尻为-26.89‰~-25.95‰、10.24‰~10.89‰。其中不同组间POM样品和浮游动物δ~(13)C值变化不明显,而其δ~(15)N值变化极显著。因此,若尔盖湿地食物网中,氮稳定性同位素信号能较灵敏地反映放牧干扰信息,与软体动物、鱼类相比,POM、浮游动物更适合作为该区域环境评价的指示物种。放牧干扰已经对若尔盖湿地POM、浮游动物等产生了一定的影响,因此,控制若尔盖湿地放牧规模和减少动物粪便的流入量,对于保护若尔盖湿地生态系统的稳定性具有重要意义。     

不同氮肥处理对土壤和番茄中稳定性氮同位素丰度的影响

采用盆栽番茄的方式,根据氮肥类型和施用量,设置8种肥料处理（以纯氮计）：C1（有机肥,9.5g）、CU1（有机肥、化肥均为4.75g）、U1（化肥,9.5g）、C2（有机肥,19g）、CU2（有机肥、化肥均为9.5g）、U2（化肥,19g）、C3（有机肥,29g）、CK（不施肥料）,分析各处理的土壤、番茄叶片和果实δ15N的变化,比较不同部位δ15N的差异.结果表明,（1）施用有机肥能显著提高土壤、叶片和果实的δ15N（P ＜0.05）,而施用化肥则显著降低其δ15N（P＜0.05）.纯有机肥（C1、C2、C3）处理番茄叶片和果实δ15N分别为6.02‰ ～ 12.75‰和4.69‰～8.24‰,纯化肥（U1、U2）处理为2.83‰～5.53‰和2.66‰ ～4.50‰,纯有机肥处理δ15N显著高于纯化肥处理.（2）番茄植株不同部位δ15N的比较结果为老叶＞新叶＞新茎＞果实＞老茎＞侧根＞主根,表明氮素由根部吸收经过茎的运输到达叶片和果实的过程中,15N逐步富集.（3）建议将利用氮稳定同位素技术鉴别番茄果实纯有机肥和纯化肥处理的δ15N的阈值设定为5‰,有机种植检测可以借鉴此法设定相应的临界值,以鉴别有机种植和非有机种植.研究结果表明通过氮稳定同位素技术可以区分植物中氮素的来源,从而得知作物生长过程中的施肥情况,为有机食品检测提供有效方法.     

长期施用家畜废弃物堆肥对土壤剖面15N自然丰度的影响

通过对两个长期田间试验的研究,分析了日本火山灰土(Andisols)及其溶液中15N自然丰度(δ 15N)在土壤剖面的分布,其目的是为了评价δ15N值能否作为预测家畜废弃物氮在迁移转化过程中形成的NO3-N污染的指标.在日本中央农业综合研究中心(NARC)进行了6年的试验处理包括猪场废弃物堆肥(猪粪堆肥),缓释尿素(缓释肥),普通铵态氮肥(普通化肥),及不施肥(对照);而在日本农业研究所(NARI)进行了12年的试验则包括三个施用量的牛场废弃物堆肥(牛粪堆肥),以该地长期不施肥的森林土壤(森林)作为对照.研究结果表明在NARC长期施用猪粪堆肥显著改变了δ15N值在土壤剖面的分布模式,猪粪堆肥小区0～20cm的δ15N值最高,然后按对照≥普通化肥＞缓释肥排列,原因主要为猪粪堆肥本身的δ15N值较高及其随后在土壤中的转化等反应;缓释肥处理后的土壤δ15N值最低,表明缓释肥施入土壤后的循环速率较慢或相对于施肥量其损失较低.在NARI,土壤δ15N值随着施肥量的增加而升高.同样不施肥条件下,NARI的森林土壤剖面的δ15N值比相对应的NARC的对照土壤剖面值高1～2个δ单位.NARC土壤剖面100 cm收集的土壤溶液的δ15N值的大小排列为猪粪堆肥＞普通化肥≥对照＞缓释肥;并且普通化肥小区土壤溶液δ15N最低值出现在剖面深度200～250 cm左右.以上结果显示土壤表层或土壤溶液中的δ15N值将有助于我们在火山灰土地区定性地预测污染物来源.     

不同区域旱地土壤氨挥发过程同位素δ15N变化规律

大气氨（NH3）是PM2.5形成的重要前体物,明确和量化农田等排放源对大气NH3的贡献,是大气污染治理的基础。农田NH3挥发是大气NH3的重要来源之一,氮同位素自然丰度（δ15N）特征可以用来定量溯源大气NH3的来源,但目前对于农田土壤NH3挥发全过程δ15N值动态变化规律的研究比较缺乏,且农田土壤NH3挥发受土壤性质等不同因素的影响,会直接或间接地影响NH3挥发的δ15N值,进而影响溯源结果。旱地土壤NH3挥发在我国农田NH3挥发中占主导地位,本研究选取我国4个不同区域旱地土壤（辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝）,添加尿素后在受控条件下采用海绵吸收法开展了为期15天的室内培养试验,通过化学转化法测定了不同区域土壤NH3挥发全过程δ15N值并观察其变化规律。结果表明,辽宁北票、河南新乡、河北唐山、西藏林芝的土壤NH3挥发过程δ15N值变化范围分别为-26.14‰~-5.57‰、-31.92‰~-26.31‰、-24.41‰~-3.11‰、-29.17‰~-2.20‰,均值分别为-21.74±1.89‰、-29.31±1.72‰、-19.82±2.04‰、-23.25±2.16‰。不同区域旱地土壤NH3挥发过程δ15N值的特征存在差异,新乡土壤的δ15N-NH3值持续升高,而北票、唐山和林芝土壤的δ15N-NH3值出现先降低后升高的趋势。土壤性质、NH3挥发速率是影响NH3挥发δ15N值的主要因素,其中土壤pH、NH3挥发速率和累积损失量与δ15N-NH3值显著负相关;另外,同位素分馏效应对δ15N-NH3值也有一定的影响。本研究结果可为大气NH3的定量溯源提供更好的支撑。     

施肥对大白菜中氮同位素及硝酸盐含量的影响

研究不同肥料配施处理对土壤和大白菜中稳定性氮同位素丰度(δ15 N‰)及硝酸盐含量的影响.结果表明,随着有机肥比例的降低,大白菜中δ15 N和硝酸盐含量分别呈现逐渐降低和增加的趋势,对照大白菜中δ15 N和硝酸盐含量分别为+9.355‰和1459mg/kg;纯有机肥(100%-O)和纯化肥(100%-C)处理大白菜中δ...     

储存条件对气态和液态样品15N丰度的影响

摘 要：15N稳定同位素技术已经广泛应用于土壤、水体氮循环研究中,不同形态样品的15N丰度是该类研究的关键数据。样品储存是实验过程中最基础也是极其重要的一步,储存过程中的不确定性可能影响样品15N丰度。以不同气态和液态样品为对象,研究储存容器、温度、时间、样品前处理等因素对样品15N丰度的影响。结果表明：对于气态样品,铝箔气袋稳定储存N2O样品的时间很短,在第10天15N丰度就明显发生变化;而螺口顶空瓶+丁基塞和钳口顶空瓶+丁基塞稳定储存时间可长达200天左右。对于自然丰度的土壤浸提液, NO3－的15N丰度在4 ℃和－20 ℃下可稳定储存10天无明显变化,储存30天则明显变化;而NH4+的15N丰度在－20 ℃下可稳定储存60天后才有明显变化,但在4 ℃下只能稳定储存10天。对于15N富集的土壤浸提液,NO3－的15N丰度在稳定储存160 天后发生变化;但其NH4+的 15N丰度在－20 ℃下仅能稳定储存30 天,4 ℃下仅能稳定储存10天。对于自然丰度的河水样品,其NO3－和NH4+的δ15N值在4 ℃或－20 ℃下稳定储存10天后均发生变化。储存条件会显著影响气态和液态样品的15N丰度,这些研究结果为15N稳定同位素研究中样品储存提供了科学依据。     

氮稳定同位素的印迹规律与有机食品鉴别

有机生产中禁止使用化肥,肥料是有机食品认证中监管的农业投入品之一。不同来源的氮肥中稳定同位素1δ5N的丰度不同,由此农产品中δ15N的丰度也存在差异;有机肥种植的农产品中1δ5N丰度最高,不施肥种植的次之,而化学氮肥种植的则最低。施肥方式、作物类别、生长阶段和部位对农产品中1δ5N丰度的影响不一样,一般对于生长期较短的蔬菜适合用δ15N丰度标记其氮肥来源,对于生长期较长或具有固氮作用的作物则不适合。采用氮稳定同位素1δ5N丰度检测来标记作物的氮肥来源,对有机食品的真伪鉴别,质量监督体系的完善和消费者的权益保护具有积极的法规理论探讨价值和实际应用价值。     

黄土塬区土壤水分运动的氢氧稳定同位素特征研究

根据测得的长武塬区降水和土壤水中氢氧稳定同位素组成,研究不同层位土壤水中氢氧稳定同位素组成的变化规律及其与水分转换与迁移的关系。结果表明,土壤水中δD和δ18 O的变化范围分别为(-77.15‰)~(-24.89‰)和(-13.00‰)~(-3.39‰),平均值和标准差分别为-51.50‰和9.09‰,-7.22‰和1.45‰,其变化幅度远小于降水中δD和δ18 O值的变化幅度。土壤水中δD和δ18 O在当地降水线两侧分布,其关系为:δD=4.495δ18 O-19.05,降水进入土壤后在土表后重氢氧同位素分馏明显。表层土壤中δD和δ18 O值受降水直接影响明显,下层土壤所受影响减小。土壤水中δD和δ18 O值在30cm土层处最大,向下迅速减小,100cm以下变化较小。下层土壤水中δD和δ18 O值受其上部土壤水中δD和δ18 O值的影响,降水进入土壤后,向下入渗过程中与浅层自由水发生不同程度的混合;150cm处土层土壤水中δD和δ18 O值动态变化过程中存在突变,表明黄土在局部土体内有大孔隙,可导致土壤水分以"优先流"的形式向下入渗。