2014年浑善达克沙地黄柳生长季水分来源同位素示踪研究

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种.通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型IsoSource,计算了黄柳对各潜在水源的利用比例.结果表明:在5月黄柳80％以上利用120 ～ 160 cm土壤水和地下水;6月主要吸收0～40 cm土壤水;7月主要吸收120～160 cm土壤水;8月以地下水为主要水源,利用率为82％.这表明生长在不同季节的黄柳对于各潜在水源的利用有特定的适应结果,同时也说明荒漠灌木可以通过自身的调节朝着最优的方向发展,实现最大限度的水分利用.     

稳定同位素技术分析不同养殖方式下鳙饵料的贡献率

应用碳氮稳定同位素技术分析了不同养殖方式(A组:施肥;B组:施肥+1/2投饲;C组:施肥+投饲;D组:投饲)围隔中鳙(Aristichthys nobilis)肌肉碳氮稳定同位素变化情况,及其可能摄食饵料的贡献率。结果表明,A组鳙肌肉的δ13C和δ15N值分别为(–23.8±0.1)‰和(10.8±0.4)‰,显著高于B组、C组和D组的值(P0.05),后三者之间值没有显著差异。围隔中的食物源有浮游动物、颗粒有机物和饲料,它们的δ13C和δ15N值均低于消费者鳙的同位素值。3种食物在不同养殖方式下的贡献率不同,浮游动物是A组鳙的主要食物来源,平均贡献率为(65.6±3.2)%,饲料是另3个组鳙的主要食物来源,其中B组饲料的贡献率相对较大,达82.1%。说明投饲鳙后,鳙对饲料能够较好地吸收利用,但在池塘中同时培育天然饵料能有效提高饲料的贡献率,减少投饲量,降低残饵的污染。本研究旨为实践养殖中合理投饲鳙的管理技术提供理论依据。     

基于铅稳定同位素的多金属复合污染土壤源解析新思路——以西南地区某矿区农田为例

本文以我国西南某矿区典型多金属复合污染农田土壤为例,基于铅(Pb)稳定同位素分析,结合矿物学分析,对土壤Pb来源进行定量解析,并针对其他重金属来源进行外推。同位素源解析结果表明,人为源对于土壤重金属的贡献率高达61%～89%,矿渣浸沥与矿区道路扬尘为主要的污染途径。矿物学分析能够辅助印证Pb稳定同位素分析结果,在一定程度上克服由于污染源信号重叠造成的源解析困难。通过相关分析,可以将Pb同位素源解析的结果合理外推,在一定程度上解释其他重金属元素的来源。本文提出的源解析新思路能够高效、准确地解析多金属复合污染土壤中重金属元素的来源,尤其适用于我国土壤多金属复合污染集中连片存在、成因复杂的现状,具有很强的现实意义。     

稻米中同位素与多元素特征及其产地溯源PCA-LDA判别

通过探究谷物中同位素与多元素的地域特色及其产地溯源的可能性,本研究采用稳定同位素质谱和等离子发射光谱质谱法测定稻米中同位素比率和多元素含量,并结合化学计量学中主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)法建立模型,对不同省份的稻米进行产地溯源判定。结果表明,各地产的稻米中稳定同位素δ15N、δ13C、δD、δ18O数值范围不同,而且Li、Be和Na等其他矿物元素的含量变化较大,Pb、Sr同位素比率也各不相同,具有一定的地域特征。PCA法能够初步辨别各稻米地产,本研究进一步采用PCA-LDA法能够对大区域(黑龙江省、江苏省和辽宁省)的稻米进行产地判别,通过对23个样本进行判别验证,正确率为91%。对于黑龙江省4个地产的稻米样品,由于地理差异性比较小,同时样本数比较少,故只对其中2个产地稻米进行判别。通过同位素比率和多元素的含量的测定再结合化学计量学分析,一定程度上能够区分不同产地的稻米,为稻米产地溯源的可行性提供了方法依据。     

淹水土壤中久效磷的降解及消失动态

本试验在实验室模拟土壤淹水条件下,研究微生物对久效磷残留及降解的影响。结果表明:在未经灭菌的土壤中,久效磷及其降解物的消失比在灭菌土壤中快,相应的回归方程为C_WT=5.4502e~(-0.0254)t,C_YT=5.8509—0.0423t,残留半衰期分别为27.3和69.2天。久效磷在淹水土壤中降解为甲醇可抽提态和不可抽提态残留物,对甲醇可抽提态残留物经TLC和红外光谱分析表明,其降解物为磷酸三酯、N-去甲基久效磷、O,O-二甲基乙烯基磷酸酯,0-去甲基久效磷,以及O,C-去甲基久效磷,但主要为磷酸三酯,其含量由母液中的5％增加到28—83％,这种降解过程,在未灭菌土壤中比在灭菌土壤中快。     

不断开创我国同位素示踪技术新体系

在新时期 ,实现中国同位素示踪技术农业应用研究的创新体系 ,主要从以下 4个方面着力 :( 1 )进一步强化主攻方向 ;( 2 )进一步转化科研成果 ;( 3)进一步深化基础研究 ;( 4 )进一步优化配套技术     

Study on Effect of Pesticides on Rice Leaf Photosynthate Export Rate with Tracer Kinetics

Impacts of three pesticides, triazophos, jingganmycin and bisultap, on the export rate of photosynthate of rice leaf were studied with 14C for rice varieties, spraying time and application rate. Dynamics data of photosynthate of labeled rice functional leaves of different treatments were recorded with living plant nutrient detection instrument with multi-probes through tracer method of radioactive nuclide. Compartment analysis model and mathematical equations were constructed using principle and method of kinetics analysis,calculating constant (K) of export rate. The result showed that the export rate of photosynthate of labeled leaf reduced after pesticide treatments. The reduction of the export rate was positively related with the pesticide application rates and mainly attributed to decrease of photosynthetic rate.     

两种模型分析方法下冬小麦根系吸水深度的对比研究

为了研究冬小麦根系吸水深度,应用塑料管土柱法在田间进行冬小麦种植试验,测定了冬小麦越冬期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期不同土层深度土壤水稳定同位素值,并应用耦合模型和IsoSource多元线性模型对比分析了水源贡献率。结果表明,冬小麦在越冬期、返青期主要利用0~20 cm土层的土壤水,拔节期主要吸水深度为0~40 cm;抽穗期,基于耦合模型的主要吸水深度为0~40 cm,基于IsoSource多元线性模型的为0~40 cm和80~180 cm;灌浆期,基于耦合模型和IsoSource多元线性模型的主要不同吸水深度为180~200 cm,且基于耦合模型的该层贡献率明显高于IsoSource多元线性模型;成熟期主要利用0~40 cm和80~100 cm土层的土壤水,基于2种模型的分析结果相同。应用耦合模型求解贡献率,当分组较多且组间水稳定同位素差异较小时,应结合其他方法来保证其准确性。     

明胶骨原料碳、氮稳定同位素的地域性差异研究

为探讨不同地域来源的明胶骨原料中碳、氮稳定同位素的分布特征及其相关性,本试验采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定了广西、内蒙古和山东3个主产区的牛骨样品及当地牧草饲料样品中的¹³C和¹⁵N同位素组成,并结合线性回归讨论了牛骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性与牛食谱组成的关系。结果表明,广西地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较好(R²=0.401 8),而内蒙古和山东地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较差(R²<0.1),反映了3地牛食物的来源稳定性及主要成分存在明显差异,对各地牛食谱结构推测的结果与实际牧草饲料样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的地区分布规律也较为一致。本研究初步揭示了明胶骨原料中碳、氮稳定同位素产生地域性差异的原因,不仅为动物生态学研究提供了有益信息,更为动物制品产地溯源研究提供了新思路。     

不同耕作模式下水稻产量与器官多要素响应的比较研究

认识和理解水稻产量影响要素是实现水稻高产稳产的关键。选取冬水田、垄作免耕和常规水旱轮作3种处理,采用相关分析、主成分分析与主成分多元线性回归3种方法对水稻产量与成熟期根、茎、叶、籽粒碳同位素组成,根系特征以及养分的响应关系进行比较与综合分析。结果表明不同耕作模式下垄作免耕的水稻产量最高,根、茎、叶、籽粒的碳同位素组成与水稻产量有极显著的负相关关系(P0.01);主成分分析提取的6个主成分累计贡献率超过80%;主成分多元线性回归模型能够解释冬水田、垄作免耕和常规水旱轮作水稻产量67%、73%和97%的变异;与常规水旱轮作相比,冬水田和垄作免耕水稻产量与碳同位素组成及磷的关系更密切。该研究表明,垄作免耕具有较好的推广应用价值。