牛不同组织中稳定性碳同位素组成及变化规律研究

[目的]稳定性同位素分析是用于产品产地溯源的一种有效技术，在食品安全追溯制度建设中有重要应用价值。本研究探讨了牛不同组织中稳定性碳同位素组成特征，以及牛的品种、饲料对牛组织中δ^13C值的影响，旨在为牛肉产地的同位素溯源技术方法的建立提供理论依据。[方法]采用MAT253型同位素比例质谱仪（IRMS），测定了牛尾毛、脱脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ^13C值，并进行了相关性分析。[结果]牛尾毛、脱脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ^13C值依次递减的顺序为牛尾毛〉脱脂牛肉〉牛肉粗脂肪，三者之间的相关性达到极显著水平；饲料对牛组织中碳同位素组成的影响远大于牛品种对它们的影响；牛不同组织中稳定性碳同位素组成取决于主膳食的构成和成分，浓缩饲料、添加剂等少量成分对它们的影响很小。[结论]牛组织中δ^13C值是表征牛主膳食构成及追溯牛来源地的一项重要指标。     

碳、氮同位素在牛肉产地溯源中的应用研究

【目的】探索稳定性同位素对中国牛肉产地溯源的可行性，了解牛不同组织中δ13C和δ15N指标在其中的作用。【方法】利用同位素比率质谱仪测定了来自吉林、贵州、宁夏、河北4个地域牛肉、牛尾毛、饲料中的δ13C和δ15N值，比较了不同地域牛组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异，分析了各组织中同位素组成的相关关系，并结合牛的喂养方式，研究了δ13C和δ15N值的变化规律。【结果】不同地域牛组织中稳定性碳同位素组成有极显著差异，排序依次为吉林>贵州>宁夏>河北。吉林、宁夏两地样品与贵州、河北两地样品之间的δ15N值有极显著差异，且后者高于前者。不同地域喂养牛的主饲料成分有其明显的地域特征。脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中碳、氮同位素之间呈极显著相关性。【结论】牛组织中δ13C值可预测其膳食中C4植物所占的比例，δ15N值可区分牧区与农区喂养的牛；δ13C指标对牛肉产地来源的正确判别率高于δ15N指标，两项指标相互补充可显著提高产地来源的正确判别率；脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中δ13C、δ15N值均可作为牛肉产地溯源的指标，它们对牛肉产地来源的判别规律一致。     

小麦籽粒氨基酸碳氮稳定同位素的测定与分析

 【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。     

羊组织中碳、氮同位素组成及地域来源分析#br#

 【目的】探讨羊组织中C、N同位素组成特征及其在地域间的变化规律,为利用稳定性同位素技术进行羊肉产地溯源提供科学依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪（IRMS）测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区羊肉、羊颈毛及饲料样品中的δ13C和δ15N值,比较不同地域羊组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异,分析羊组织同位素组成的相关关系,结合羊的饲喂方式和地域环境,探讨C、N同位素组成的变化规律。【结果】不同地域羊组织的δ13C、δ15N值有显著性差异,其δ13C值与牧草δ13C值高度相关,主要受牧草种类的影响;δ15N值与饲料和地域环境有关。脱脂羊肉、粗脂肪及羊颈毛的δ13C、δ15N值均呈极显著性相关。【结论】稳定性C、N同位素可以作为追溯羊肉产地及其饲喂体系的参考指标。脱脂羊肉、羊颈毛、粗脂肪均可用于羊肉产地溯源研究。     

湿地松针叶碳氮稳定同位素及水分利用效率

以福建省福州市滨海沙地湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,采用同位素质谱仪测定不同叶龄(当年生、1年生、2年生)针叶碳氮同位素丰度值(δ13C、δ15N),然后运用δ13C值来估算碳同位素分辨率(△13C)和水分利用效率(WUE),研究叶龄对湿地松针叶碳氮稳定同位素组成、△13C、WUE的影响,从而为滨海沙地湿地松人工林的科学经营提供依据.结果 表明:C3植物湿地松针叶的δ13C、δ15N、△13C、WUE的平均值分别为(-2.9323±0.0897)％、(-0.4752±0.0245)％、(2.1224±0.0944)％和(30.842±5.038) μmol·mol-1,但是叶片的δ13C、δ15N值均低于全国平均值,而且δ15N值偏负.叶龄对δ13C、δ15N、△13C、WUE均有显著影响(P＜0.05),其中δ13C、δ15N、WUE随叶龄增加而降低,△13C随叶龄增加而增加.湿地松针叶的δ13C与δ15N呈极显著线性正相关(y=3.553x-1.244,R2=0.945,P＜O.001).     

EA-IRMS技术在牛磺酸碳、氮同位素测定中的应用

分析不同纯度的南珠贝肉牛磺酸样品中的δ13C、δ15N比值。利用元素分析仪-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)联用技术测得δ13C为(-2.155%)~(-1.924%),δ15N为0.669%~1.347%,方差分析和回归分析结果表明,δ13C、δ15N比值与牛磺酸的含量是负线性相关,即牛磺酸含量越高,则δ13C、δ15N越小,当牛磺酸的含量99%,下降减缓或趋于稳定,EA—IRMS联用技术可用于分析鉴别不同纯度的牛磺酸样品中的碳、氮同位素比值。     

三七不同器官稳定同位素变化规律

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.     

兰州市大气中SO2对植物碳同位素组成的影响

大气中SO2通过降低植物叶片的气孔导度和光合速率影响叶片碳同位素组成（δ13C）,因此可以运用碳同位素技术反映大气SO2的污染情况,为控制城市大气SO2的污染提供理论依据。通过研究兰州市槐树叶片的碳同位素组成（δ13C）来揭示大气中SO2对叶片碳同位素组成的影响。研究结果表明,叶片δ13C值与大气SO2浓度具有显著相关性。     

不同桉树品种稳定碳同位素研究

测定了10个不同品种桉树的叶、枝干、根的稳定碳同位素(δ13C值)。结果表明,同种桉树的叶、枝干、根的δ13C值差异显著且依次降低。δ13C值在无性系之间差异显著,叶、枝干δ13C值在种间差异不显著,根的δ13C值在种间差异显著。各个器官的δ13C值和植物半致死温度之间的相关性都在0.3以下,因此δ13C值能否作为品种或抗寒性的判定指标,还需要对δ13C值和其他抗寒性指标的关系做进一步的研究。     

祁连山东段高寒草甸常见植物稳定性同位素特征

【目的】为完善高寒植物稳定性同位素数据库,并为研究植物与环境相互关系奠定基础.【方法】研究采集高寒草甸样地内的各种植物,测定每种植物地上部分和地下部分的稳定性同位素δ~(13)C和δ~(15)N,按照科和生活型分析其稳定性同位素分布特征.【结果】1)研究区共有植物24种,分属21个属,13个科,全部为C3植物;2)植物地上部分δ~(13)C含量,杨柳科最低,百合科最高,二者之间差异显著(P0.05).植物地下部分δ~(13)C含量,蓼科最高,龙胆科最低(P0.05).植物地上部分的δ~(15)N含量,百合科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P0.05),植物地下部分的δ~(15)N含量,杨柳科最低,木贼科最高,二者之间差异显著(P0.05);3)就地上部分而言,地上芽植物δ~(13)C最低,高位芽植物δ~(13)C最高,二者之间差异显著(P0.05);地面芽植物δ~(15)N最高,高位芽植物δ~(15)N最低,但差异不显著(P0.05).就植物地下部分而言,地上芽植物的δ~(13)C最高,一年生植物的δ~(13)C最低(P0.05),高位芽植物δ~(15)N最低(P0.05),一年生植物δ~(15)N最高(P0.05).【结论】植物稳定性同位素与物种本身、生长器官和环境条件均有关系.     

贵州威宁草海湿地表层沉积物有机质时空分布及其来源辨析

为探究岩溶湿地生态环境的营养状况及污染物来源,以贵州威宁草海岩溶湿地为例,通过对其不同水文期表层沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布及其稳定碳同位素(δ¹³C)、稳定氮同位素(δ¹⁵N)和C/N的分析,探讨了沉积物有机质的分布特征及来源。结果表明:草海湿地表层沉积物丰水期TOC、TN含量变化范围分别为3.75%~32.71%和0.39%~2.90%,平均值分别为14.34%和1.52%;枯水期TOC、TN含量变化范围分别为1.26%~34.11%和0.18%~2.49%,平均值分别为12.46%和1.12%;丰水期TOC、TN含量略高于枯水期,这与丰水期大量降雨带来的陆源输入有关,同时在空间分布上二者在两个水文期均表现为西南和湖心区域大于东部和西北区域。草海湿地表层沉积物丰水期δ¹³C、δ¹⁵N分布范围分别在-2.55%~-1.97%和0.03%~0.37%,平均值分别为-2.23%和0.24%;枯水期δ¹³C、δ¹⁵N分布范围分别在-2.75%~-1.96%和0.10%~0.46%,平均值分别为-2.35%和0.30%;其中δ¹³C的空间分布特征表现为东区较西区明显偏负,说明东区污染严重,这是由于东区毗邻县城,污染物来源复杂,沉水植物遭到破坏,使得湖泊自身生产力降低。通过端元混合模型对沉积物来源进行定性和半定量分析,结果表明:草海湿地表层沉积物有机质的主要来源为土壤有机质、浮游藻类及淡水水生植物,同时由于草海岩溶湿地具有较高的初级生产力,沉积物中有机质来自内源的贡献大于来自外源的输入。     

黄颡鱼不同组织碳氮稳定同位素的周转与分馏研究

稳定同位素技术已成为摄食生态学研究的有力手段之一,动物不同组织的稳定同位素周转速率和分馏系数可用于分析其不同生活史时期的摄食状况,进而解释其洄游行为。以黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为研究对象,通过改变黄颡鱼饵料模拟食性转换过程,研究黄颡鱼不同组织碳、氮稳定同位素周转速率和分馏系数,探讨组织生长及新陈代谢作用对各组织稳定同位素周转的相对贡献比例。结果表明,黄颡鱼各组织碳、氮稳定同位素半衰期分别为28.0 d和35.7 d(粘液),25.8 d和63.6 d(肝脏),106.5 d和64.2 d(鱼鳍),196.9 d和196.8 d(鳃),肌肉的碳稳定同位素半衰期为92.6 d,其粘液、肝脏周转速率较快,鱼鳍、肌肉和鳃较慢。黄颡鱼不同组织碳、氮稳定同位素分馏系数(Δδ13C和Δδ15N)范围分别为-2.1‰~2.0‰和-1.4‰~2.4‰。研究认为,除鳃以外,黄颡鱼其他组织的稳定同位素周转均以代谢作用占主导(60%),生长作用贡献比例较小。黄颡鱼的粘液和肝脏可反映短期内的摄食转换,而鱼鳍、肌肉和鳃则反映较长时间尺度的摄食特征。     

秸秆碳对不同施肥水平低肥力土壤碳组分的影响

为探明不同施肥水平下秸秆碳对低肥力土壤溶解性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）含量的影响,采用碳化硅管原位法,向不同施肥水平（0、120、240 kg·hm^-2,以纯氮计）的低肥力土壤添加¹³C标记小麦秸秆,定期取土样测定不同有机碳组分的含量及其δ¹³C值,并计算秸秆碳在各有机碳库中的转化及贡献比例。研究结果显示,秸秆添加后7 d是快速转化阶段,此后秸秆碳转化渐缓,以向POC转化为主。相较于DOC,秸秆碳更倾向转化为MBC和POC,秸秆添加60 d后的转化比例分别为0.12%~0.38%、4.01%~6.25%和4.74%~9.54%。秸秆添加后,土壤DOC、MBC和POC含量均显著增加,来自于秸秆碳的贡献分别为0.29%~15.01%、13.20%~32.85%和33.62%~59.69%。相较于0、240 kg·hm^-2的施氮处理,施氮量为120 kg·hm^-2时,秸秆添加能同时大幅提高试验土壤的活性和缓效性有机碳库含量。由此表明,秸秆还田条件下,适量施加氮肥更有利于低肥力土壤的培肥与固碳。     

城市不同绿地类型土壤碳氮分布特征

为了解城市绿地土壤碳氮特征及影响因素,选取合肥市不同绿地类型(工厂、公园、居住区及校园绿地)土壤为研究对象,分析了其土壤有机碳、全氮、碳氮比(C/N)特征及影响因素。结果表明:绿地类型及土层深度均对土壤有机碳含量影响显著(P0.05),不同绿地类型0~30 cm土层土壤有机碳含量为:公园绿地(7.00 g·kg~(-1))校园绿地(6.87 g·kg~(-1))居住区绿地(5.70 g·kg~(-1))工厂绿地(5.01 g·kg~(-1)),且0~10 cm土层有机碳均值显著高于其下两层(P0.05)。绿地类型及土层深度对土壤全氮含量及C/N影响均不显著(P0.05)。不同绿地类型0~30cm土壤全氮含量依次为:校园(0.67 g·kg~(-1))工厂(0.55 g·kg~(-1))居住区(0.54 g·kg~(-1))公园(0.50 g·kg~(-1))。0~30cm绿地土壤C/N依次为:公园(14.36)校园(10.18)居住区(9.38)工厂(9.20)。相关分析表明:0~30 cm土壤C/N与土壤有机碳、NO_3~--N、NH_4~+-N及全磷呈显著正相关。可见,公园、校园绿地利于土壤有机碳积累并可维持相对较高的C/N,这对改善生态环境起到积极作用。     

碳氮比对牛粪好氧堆肥过程的影响

文章利用牛粪和玉米秸秆进行堆肥试验,研究碳氮比(C/N)对堆肥过程中温度、水分、pH、粪大肠菌值、蛔虫卵死亡率、GI值和堆制周期的影响。结果表明,C/N比的适当降低并不影响牛粪和玉米秸秆的堆肥,而且C/N比的下降(由27:1降到24:1),可使牛粪的处理量增加近一倍。但C/N比过低,堆料中牛粪所占比例增大,会使堆料的容重增大而不利于堆体的通风,导致堆体温度过高且高温持续时间过长,造成有机质的过度分解,从而影响堆肥的质量。     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13 CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应.研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13 CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22％,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13 CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰-5‰.根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量.     

不同恢复措施对典型草原优势植物碳、氮、磷化学计量特征的影响

生态化学计量学是当前全球变化生态学和生物地球化学循环新的研究热点和焦点．为了研究宁夏典型草原不同恢复措施对优势植物地上部分C、N、P化学计量特征的影响,以不同恢复措施宁夏典型草原为研究对象,对长芒草、阿尔泰狗哇花、冷蒿等优势植物的C、N、P化学计量特征进行研究,结果表明：不同恢复措施对优势植物长芒草地上部分有机C含量影响并不显著（P〉O．05）,对全N、全P含量有显著影响（P〈O．05）,表明恢复措施的不同导致优势植物地上部分N、P分配发生变化;不同恢复措施下,菊科植物对N的敏感度小于禾本科植物对N的敏感度,P素对于菊科植物的影响大于采本科植物;P对植物的限制性显高于N．     

有机无机复配肥氮肥利用率的15N生物示踪研究

采用盆栽大白菜15N示踪法研究不同复配比例有机无机复配肥的氮肥利用率.结果表明,有机无机复配肥氮肥利用率比全化肥复配肥明显提高6.5%～11.9%;大白菜产量提高9.0～32.6 g/盆,增产6.0%～21.7%.试验筛选出较佳的有机:无机复配比例为:27:73和47:53,N-P2O5-K2O总含量为15%～20%,大白菜化学氮肥利用率达到38.75%以上,肥料效应最大.     

中西太平洋人工集鱼装置下鲣鱼的碳氮稳定同位素组成初步分析

为了解中西太平洋人工集鱼装置下鲣鱼的稳定同位素特征,根据2013年2月至3月金枪鱼围网采集的鲣鱼样本,对其碳、氮稳定同位素组成(δ13C和δ15N)及碳氮比(C∶N)随叉长的分布进行了初步研究。结果显示,鲣鱼叉长范围为31.0~65.0 cm,平均值为(44.30±7.85)cm,优势叉长组为40.1~50.0 cm,占总体样本的45.12%。δ13C的平均值为(-15.94±0.59)‰,叉长对δ13C有显著性影响(F=10.92,P0.05),各叉长组的δ13C均值相差较小,说明所有样本的初始饵料来源相似。δ15N的平均值为(17.50±1.81)‰,叉长对δ15N有显著性影响(F=16.72,P0.05),且小型鲣鱼的δ15N明显大于大型同类,说明小型鲣鱼的营养位比大型同类高。C∶N的平均值为(3.06±0.05)‰,叉长对C∶N值均有显著性影响(F=4.21,P0.05),各叉长组C∶N均值随叉长的增加而减小,说明鲣鱼的营养状况随叉长的增加而降低。