采用15N同位素稀释法研究不同层次土壤氮素总转化速率

采用15N同位素稀释方法,开展短期(7天)室内培养实验,估算了一水稻土0~20、20~60和60~90 cm土层土壤主要N素转化过程的总转化速率,结果表明,标记N溶液加入后2 h内各土层土壤的总矿化、硝化、固定速率显著高于其他时间段(p<0.01)。2 h后,矿化速率在小范围内起伏。0~20 cm土层土壤N素的硝化速率随培养时间延长而降低,另外两层土壤则基本保持稳定,硝化速率的变化与硝化作用底物NH4+-N浓度的变化呈显著正相关。值得注意的是,外源无机N溶液加入后2 h内,大量NH4+-N和NO3--N被固定,并认为N素的非生物固定起主导作用。2 h后,出现了N素在固定与再矿化间反复转换的现象。实验结果表明,与净转化速率相比总转化速率能更好地描述单个N素转化过程,但由于外源N加入对N素转化的影响、再矿化作用以及忽略了N素转化过程中的气体损失、DNRA(硝态氮异化还原为铵)过程等,本研究结果与真实值间存在一定差异。     

添加秸秆对土壤矿质氮量、微生物氮量和氮总矿化速率的影响

采用室内恒温培养法,研究了在乌沙土上添加15N标记秸秆后,秸秆15N在矿质氮、微生物氮和土壤不同组分中的分配情况,并应用氮同位素库稀释法测定了秸秆在乌沙土上的氮总矿化速率。结果表明:将秸秆添加到土壤后,微生物氮量显著增加,而土壤矿质氮量在14天时迅速下降。随着秸秆的分解,秸秆15N进入矿质氮库和微生物氮库,矿质15N在第7 d时最高,占到添加秸秆15N的6.7%,微生物15N在第14 d最高,占到添加秸秆15N的18.1%,随后矿质15N和微生物15N量都下降。56 d时,仍有50.8%的秸秆氮没有分解掉,5.4%的秸秆15N进入土壤53μm~2 mm组分,15.5%进入2~53μm组分,14.6%进入小于2μm组分,有13.6%的秸秆氮损失掉。在培养开始时,乌沙土的氮总矿化速率为2.81 mg kg-1d-1,秸秆在乌沙土上的氮总矿化速率分别为2.50 mg kg-1d-1。     

稳定碳同位素在草地生态系统碳循环中的应用与展望

利用稳定碳同位素来追踪生态系统物质循环和能量流动,定量示踪生态系统中碳元素的转移,明确生态系统碳循环及其驱动机制,已经成为目前研究生态系统碳循环的一个重要手段.稳定碳同位素技术在草地生态系统碳循环中的应用主要包括判定生态系统中碳的来源和同化,植物—土壤系统中碳的转移和固定,草地深层土壤有机碳变迁过程,不同类型草地δ13...     

同位素示踪法在磺酰脲类除草剂残留分析中的应用

除草剂的同位素残留分析技术日益受到人们的重视,并取得了长足的发展。本文综述了利用同位素示踪技术对4种磺酰脲类除草剂的残留分析进展。     

开垦草地对土壤有机碳库构成与来源的效应

以广西西北部喀斯特地区的开垦草地生态系为对象,研究了草地开垦变为不同农田后对土壤有机碳库的效应。结果表明,草地开垦为农田后,土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳及总有机碳的含量显著下降。自然草地开垦后,柑桔地土壤有机碳含量高于农作用地土壤。玉米与甘蔗轮作土壤有机碳含量高于甘蔗连作。13C示踪结果表明,柑桔地土壤有机碳中来源于草地的含量高于农田土壤;农田土壤有机碳中来源于草地的随种植年限的增加而降低。在玉米与甘蔗轮作的农田中,土壤有机碳中来源于玉米的高于甘蔗连作土壤有机碳中来源于甘蔗的。     

铬污染归宿的同位素原位监测法

铬(Cr)污染的迁移和环境毒性主要取决于其化学形态。在环境中,如果移动性及毒性较大的Cr(Ⅵ)能被还原为移动性及毒性较小的Cr(Ⅲ),并且还原速率大于污染速率,那么对铬污染的自然生态修复治理是可行的。铬在氧化还原过程中,存在着同位素动力学分馏效应,致使同位素比率发生移动,移动的大小和反应进程有关,服从Reyleigh关系方程。因此,利用同位素测定可以确定Cr(Ⅵ)的归宿,用于铬(Cr)污染自然修复的监测。本文就环境铬污染自然生态修复中,应用同位素原位分析法进行监测的基本原理、分析过程及应用的可行性进行了阐述。     

贵州黄壤地区植物营养元素来源的Sr同位素示踪

为研究植物营养元素来源,对贵州龙里地区黄壤上生长的12种主要植物的部分营养元素含量及Sr同位素特征进行了分析。结果表明:喀斯特地区黄壤上的植物具有高钙含量,营养元素含量由高到低排序为CaKMg;研究区植物的Ca、K、Sr平均含量均高出报道的陆生植物的平均含量,但比贵州地区同样以灰岩为母质发育而来的石灰土上生长的植物低;植物样品的87Sr/86Sr同位素比值变化范围在0.708 56～0.711 45之间。基于锶同位素组成的端员模式计算结果表明,除了苔藓、石松的营养元素主要来源于大气输入外,其他植物的营养元素主要来源于土壤风化。      

稻-麦轮作体系中有机氮与无机氮的去向研究

【目的】在中国多熟制农作生态系统条件下,农田中氮素的低有效度是阻碍作物高产和导致环境问题的重要因素。本项研究旨在跟踪稻麦轮作体系中化学氮肥与有机作物残茬(专指作物地上部秸秆)的氮素去向,为农田氮素的可持续管理提供理论依据。【方法】采用随机区组设计的田间多重复小区内设置15N同位素示踪微区的连续跟踪试验的方法。【结果】在施用化学氮肥的基础上无论作物残茬是取出还是还田,肥料对作物吸氮的贡献率为17.17%(16.55%—17.79%),而施用作物残茬的相应值为12.01%,即作物吸氮有82.83%或87.99%来源于土壤氮库。化学氮肥和作物残茬的作物氮素回收显示截然不同的模式:作物对化肥氮的回收呈现一次性特征,即施肥后第1季的氮回收量占到总回收氮量的92.04%,与之相应单施作物残茬区的第1季作物15N回收率为总回收率的38.03%。表明化肥氮绝大部分在第1季为作物回收,作物残茬氮则有较长的后效;第1季结束时,化学氮肥区和作物残茬区的土壤15N残留率分别为33.46%(两种残茬管理方式的平均值)和85.64%。残茬氮的土壤残留远远高于化肥氮的残留率;在第6季(化学氮肥区)或第5季(作物残茬区)结束时,化肥区与残茬区的作物+土壤的总15N回收率有显著差异(分别为64.38%和79.11%),而在施用化学氮肥的基础上加入或不加作物残茬对肥料氮的作物+土壤回收率则影响很小。【结论】化学肥料氮与作物残茬氮相比,前者对作物吸氮而言更为快速有效。而与之相反,作物残茬氮则对提高土壤供氮能力有更多贡献,因为作物残茬氮进入土壤有机质库的量高于化肥氮。为此,在农业生产中应实行化学氮肥与有机氮源的合理配合使用。     

利用碳稳定同位素技术对凡纳滨对虾食性变化的分析

凡纳滨对虾幼虾时期,主要食物种类组成存在一个转化时期.以碳稳定同位素做示踪元素对幼虾食物组成中浮游生物和配合饲料比例变化进行研究,分析高位池对虾养殖早期其食物组成的变化规律.结果发现,浮游生物和配合饲料的碳同位素值分别为-20.03(±0.51)‰、-22.54(±0.62)‰.对虾虾苗在高位池内养殖第1、10、17、24、30、37 d时,肌肉的碳同位素值分别为-19.23(±0.25)‰、-19.01(±0.22)‰、-19.25(±1.06)‰、-19.45(±0.92)‰、-20.12(±0.07)‰、-20.04(±0.10)‰.浮游生物在食物组成中的比例分别为67.7(±0.10)％、77.0(±0.10)％、67.0(±0.42)％、68.0(±0.24)％、51.7(±0.32)％、36.0(±0.10)％;配合饲料所占比例为32.3(±0.10)％、23.0(±0.10)％、33.0(±0.42)％、32.0(±0.24)％、48.3(±0.32)％、64.0(±0.10)％.浮游生物在食物组成中的比例与体长和体重间的关系方程分别为y=-0.19x2+3.47x+55.05 (R2=0.94)、y=-0.0007x2-0.12x+71.88 (R2=0.94),配合饲料在食物组成中的比例与体长和体重间的关系方程分别为y=0.19x2-3.47x+44.95(R2=0.94)、y=0.0007x2+0.12x+28.12 (R2=0.94).结果表明,凡纳滨对虾在体长19.44(±3.63)～23.20(±0.10) mm和体重105.07(±5.39)～160.49(±0.10) mg范围时,食性发生转化,其主要食物组成由以浮游生物饵料为主转向以配合饲料为主.     

湿地氮循环过程及其研究进展

从湿地氮循环的主要研究对象和基本研究方法出发,讨论了同位素方法在氮循环研究中的应用,总结了氮同位素用于研究湿地系统的生物地球化学过程以及各形态氮的迁移转化等方面的应用实例,并对湿地氮循环同位素及其相关技术方法的发展趋向进行了展望,最后归纳提出了氮同位素在我国湿地生态系统氮循环研究中的不足及未来的发展方向。