一种野外原位制造技术

技术编号:37545871 阅读:7 留言:0更新日期:2023-05-12 16:18
本发明专利技术公开了一种野外原位

【技术实现步骤摘要】
一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法


[0001]本专利技术属于同位素标记
,尤其涉及一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法。

技术介绍

[0002]氮素是陆地生态系统循环过程最为复杂的元素之一,其以不同形态存在于土壤、植物、水体和大气等氮库(如图1所示)。陆地生态系统中90%的氮以有机态存在,土壤有机氮通过氨化和硝化过程转化成无机态的铵态氮和硝态氮。一部分铵态氮和硝态氮直接被微生物氮固持,重新转化成有机氮。一部分铵态氮和硝态氮被草本、灌木和乔木等不同类型植物偏好性吸收,提高植物生产力,实现物种间植物氮素吸收策略共存,维持群落结构。一部分铵态氮和硝态氮随降雨淋溶至水体,造成水体富营养化。相对而言,硝态氮更加容易淋失。一部分硝态氮可通过反硝化过程转化成氧化亚氮温室气体,对全球增温具有潜在的影响;最后剩余的铵态氮和硝态氮将存留在土壤中,作为可缓冲的有效态氮库。
[0003]15
N同位素标记是研究陆地生态系统土壤氮素去向的有效方法。目前,常用的野外
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N同位素标记方法有喷施法和液体培养标记法;这两种方法对于野外研究土壤氨氮和硝氮去向均有一定的缺陷,
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N同位素原位喷施法是将
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N标记液利用喷雾器均匀的喷洒在土壤表面。实施过程中一部分
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N将会被植物截留,特别是涉及草本植物的研究;其次,在一些森林等生态系统中,地上凋落物也会截留很大一部分
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N,特别是/>15
NH
4+
;这将导致土壤氮素去向研究所涉及的取样时间节点和
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N标记总量的计算等都会受到影响。
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N同位素液体培养标记法,是将植物根系挖出,然后放在已配制含有
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N同位素的生长液中,培养2小时后取样。其最大问题是植物根系将脱离土壤环境,不涉及土壤对氨氮和硝氮的物理固持和微生物固持,以及氮素淋溶和气体释放等过程,是一种理想状态下的植物氮素吸收速率和策略。
[0004]因此,基于上述陆地生态系统氮素循环过程研究的重要性,以及现有野外
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N同位素标记方法所存在的弊端,本专利技术创造性的提出一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法,以解决现有技术中存在的弊端。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法,该标记方法能够更好的还原土壤中铵态氮和硝态氮的真实去向过程。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:
[0006]本专利技术提供了一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法,所述预警方法包括以下步骤:步骤一:以当地氮沉降量的1%作为
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N添加量,注射溶液量相当于1mm降雨量,最终根据样方面积确定
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N标记液配制量;
[0007]步骤二:选取若干块塑料网格板,并在每块塑料网格板内依次画出若干个栅格;然后在配对样方的植被上铺设相应数量的塑料网格板;
[0008]步骤三:塑料网格板布设完成之后,用注射器吸取5mL 15
NH
4+

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NO3‑
标记液,分别
插入相对应的配对样方土壤;
[0009]步骤四:整个注射样方布设注射器完成之后进行统一注射
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N标记液,注射完成之后,记录注射完成时间,然后根据不同氮库氮素周转速率快慢,确定取样时间结点进行取样,对取样物进行
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N同位素丰度分析,明晰土壤氨氮和硝氮的去向。
[0010]上述方案进一步优选的,在步骤一中,配制
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N标记液包括以当地氮沉降量的1%作为
15
N添加量,选取
15
NH4NO3和NH
415
NO3,注射溶液量相当于1mm降雨量,再根据总的样方面积分别计算
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NH4NO3与NH
415
NO3的用量,然后用酒精擦拭过的方形锡箔纸称取99atom%的
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NH4NO3或NH
415
NO3,然后将锡箔纸连同
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NH4NO3或NH
415
NO3一起放入干净的500mL烧杯中,再加入300mL去离子水,将
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NH4NO3或NH
415
NO3进行完全溶解形成标记液,最后分别将
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NH4NO3或NH
415
NO3标记液转入2L容量瓶内,再用去离子水清洗烧杯3次,并将其转入容量瓶定容至2L,作为母液备用。
[0011]上述方案进一步优选的,在步骤二中,每块塑料网格板的尺寸为1m
×
1m,网孔大小为2.5cm,在塑料网格板内使用直尺和油漆笔依次画出100个10cm
×
10cm的栅格。
[0012]上述方案进一步优选的,步骤三中,在配对样方的塑料网格板的每10cm
×
10cm的栅格插入2针,共计200针/m2网格板。
[0013]上述方案进一步优选的,步骤四中,在取样时间结点进行取样包括土壤、植被、淋溶液、氨气和氧化亚氮,主要过程如下,在样方中采用五点取样法,采集土壤和植物样品、淋溶盘收集淋溶液、静态箱收集氧化亚氮、氨气吸收装置收集氨气。
[0014]上述方案进一步优选的,测定植物样品的参数包括如下步骤:对植被进行杀青、烘干,称重测定生物量,粉碎过100

150目筛,测定氮含量和
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N同位素丰度。
[0015]上述方案进一步优选的,测定土壤样品的参数包括如下步骤:将土壤样品过2mm筛,一部分风干、磨碎,测定土壤总氮和
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N同位素丰度;在20

25℃条件下,一部分鲜土样品使用2mol/L KCl浸提,测定土壤铵态氮、硝态氮含量和
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N同位素丰度;一部分鲜土利用氯仿熏蒸,0.5mol/L K2SO4浸提,测定微生物氮含量和
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N同位素丰度。
[0016]综上所述,由于本专利技术采用了上述技术方案,本专利技术具有以下有益技术效果:
[0017](1)本专利技术的标记方法能够更加真实的反映土壤中铵态氮和硝态氮在土壤、微生物、植物、水体和气体等氮库的去向,对于准确理解植物氮素吸收策略、氮素利用效率、水体富营养化以及全球增温等科学问题具有重要意义;
[0018](2)本专利技术的注射标记方法能够实现高的
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N回收率,而且
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N回收率在不同空间和时间上的测定均具有高的稳定性。
[0019](3)本专利技术能够更好的还原土壤中铵态氮和硝态氮的真实去向过程,弥补野外
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法,其特征在于:所述预警方法包括以下步骤:步骤一:以当地氮沉降量的1%作为
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N添加量,注射溶液量相当于1mm降雨量,最终根据样方面积确定
15
N标记液配制量;步骤二:选取若干块塑料网格板,并在每块塑料网格板内依次画出若干个栅格;然后在配对样方的植被上铺设相应数量的塑料网格板;步骤三:塑料网格板布设完成之后,用注射器吸取5mL 15
NH
4+

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NO3‑
标记液,分别插入相对应的配对样方土壤;步骤四:整个注射样方布设注射器完成之后进行统一注射
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N标记液,注射完成之后,记录注射完成时间,然后根据不同氮库氮素周转速率快慢,确定取样时间结点进行取样,对取样物进行
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N同位素丰度分析,明晰土壤氨氮和硝氮的去向。2.根据权利要求1所述的一种野外原位
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N同位素配对注射标记方法,其特征在于:在步骤一中,配制
15
N标记液包括以当地氮沉降量的1%作为
15
N添加量,选取
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NH4NO3和NH
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NO3,注射溶液量相当于1mm降雨量,再根据总的样方面积分别计算
15
NH4NO3与NH
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NO3的用量,然后用酒精擦拭过的方形锡箔纸称取99atom%的
15
NH4NO3或NH
415
NO3,然后将锡箔纸连同
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NH4NO3或NH
415
NO3一起放入干净的500mL烧杯中,再加入300mL去离子水,将
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NH4NO3或NH
415
NO3进行完全溶解形成标记液,最后分别将
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【专利技术属性】
技术研发人员:贺同鑫孙建飞朱同彬胡宝清
申请(专利权)人:南宁师范大学
类型:发明
国别省市:

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