同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用

1、課程報(bào)告成績(jī)教務(wù)處制年月日課程報(bào)告題目淺談同位示蹤術(shù)在土壞與植物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用學(xué)院名稱專業(yè)名稱機(jī)報(bào)工動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)任課教師王廣西老師填寫說明1、專業(yè)名稱填寫為專業(yè)全稱，有專業(yè)方向的用小括號(hào)標(biāo)明；2、格式要求：格式要求：用A4紙雙面打?。ǚ饷骐p面打?。┗蛟贏4大小紙上用藍(lán)黑色水筆書寫。打印排版：正文用宋體小四號(hào)，1.5倍行距，頁(yè)邊距采取默認(rèn)形式（上下2.54cm,左右2.54cm,頁(yè)眉1.5cm,頁(yè)腳1.75cm）。字符間距為默認(rèn)值（縮放100%,間距：標(biāo)準(zhǔn)）；頁(yè)碼用小五號(hào)字底端居中。具體要求：題目（二號(hào)黑體居中）；摘要（“摘要”二字用小二號(hào)黑體居中，隔行書寫摘要的文字部分，小4號(hào)宋體）:關(guān)

2、鍵詞（隔行頂格書寫“關(guān)鍵詞”三字，提煉3-5個(gè)關(guān)鍵詞，用分號(hào)隔開,小4號(hào)黑體）；正文部分釆用三級(jí)標(biāo)題；第1章XX（小二號(hào)黑體居中，段前0.5行）1.1XXXXX小三號(hào)黑體XXXXX（段前、段后0.5行）111小四號(hào)黑體（段前、段后0.5行）參考文獻(xiàn)（黑體小二號(hào)居中，段前0.5行），參考文獻(xiàn)用五號(hào)宋體，參照參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則（GB/T77142005）。TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 一同位素示蹤技術(shù)1 HYPERLINK l bookmark4 1.1同位素示蹤法簡(jiǎn)介1 HYPERLINK l bookmark6 1.2同位素示蹤法的原理1 HYPERLI

3、NK l bookmark0 二同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用2 HYPERLINK l bookmark10 2.1土壤有效成分的測(cè)定2 HYPERLINK l bookmark12 2.2肥料利用率的測(cè)定4 HYPERLINK l bookmark14 2.3提高土壤肥料利用率52.3.1氮肥利用率的研究52.3.2磷肥利用率的研究7 同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用一同位素示蹤技術(shù)1.1同位素示蹤法簡(jiǎn)介利用放射性核素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，示蹤實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建者是HevesyoHevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)

4、移。繼后Jolit和Curie于1934年發(fā)現(xiàn)了人工放射性，以及其后生產(chǎn)方法的建立（加速器、反應(yīng)堆等），為放射性同位素示蹤法的更快的發(fā)展和廣泛應(yīng)用提供了基本的條件和有力的保障。1.2同位素示蹤法的原理用放射性核素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑，研究化學(xué)、生物或其他過程的方法。放射性核素或稀有穩(wěn)定核素的原子、分子及其化合物，與普通物質(zhì)的相應(yīng)原子、分子及其化合物具有相同的化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)。例如，含有放射性核素的食物、藥物或代謝物質(zhì)，與相應(yīng)的非放射性的食物、藥物或代謝物質(zhì)在生物體內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)變化及生物學(xué)過程完全相同?？梢岳梅派湫院怂氐脑幼鳛橐环N標(biāo)記，制成含有這種標(biāo)記核素的食物、藥物或代謝物質(zhì)。由于放

5、射性核素能不斷地發(fā)射具有一定特征的射線；通過放射性探測(cè)方法，可以隨時(shí)追蹤含有放射性核素的標(biāo)記物在體內(nèi)或體外的位置及其數(shù)量的運(yùn)動(dòng)變化情況。如果用穩(wěn)定核素原子作為標(biāo)記，則通過探測(cè)該原子的特征質(zhì)量的方法追蹤。示蹤原子（乂稱標(biāo)記原子），是其核物理特征易于探測(cè)的原子。含有示蹤原子的化合物稱為標(biāo)記化合物。在特殊情況下，有時(shí)也采用標(biāo)記的細(xì)胞、微生物、動(dòng)植物等各類標(biāo)記物。1912年GCDE赫維西首先試用同位素示蹤技術(shù)，并陸續(xù)作了許多工作。由于其開創(chuàng)性貢獻(xiàn)赫維西1943年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。從30年代開始隨著重氫同位素和人工放射性核素的發(fā)現(xiàn)，同位素示蹤方法大量應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域。同位素示蹤一方面使

6、人們的觀察和識(shí)別本領(lǐng)提高到分子水平，另一方面廣泛應(yīng)用于地球環(huán)境的各類問題，英至包括其他星球是否有生命存在之類的問題，為人們認(rèn)識(shí)世界開辟了一個(gè)新的途徑。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的一份公報(bào)指出：“從對(duì)技術(shù)影響的廣度而論，可能只有現(xiàn)代電子學(xué)和數(shù)據(jù)處理才能與同位素相比”。二同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用利用示蹤技術(shù)對(duì)土壤與植物營(yíng)養(yǎng)的研究是農(nóng)化研究中的重要手段。主要研究?jī)?nèi)容（1）肥料的吸收利用率（2）土壤中的殘留（3）最佳肥料配方（4）施肥量（5）最佳施肥時(shí)間（6）土壤中的有效成分2.1土壤有效成分的測(cè)定土壤是我們賴于生存的基礎(chǔ)，肥料是植物的糧食，兩者都在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起重要的作用。目前，由土壤污染引發(fā)的農(nóng)

7、產(chǎn)品質(zhì)量安全問題和群體性事件逐年增多,成為影響群眾身體健康和社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)土壤營(yíng)養(yǎng)成分分析有機(jī)質(zhì)、披態(tài)氮硝態(tài)氮、磷等（共17個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)，最全面的養(yǎng)分水平分析。另可提供全兀素分析，大約70個(gè)指標(biāo)，可快速了解土壤的環(huán)境安全）適用于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)、林地、自然保護(hù)區(qū)等地的土壤分析：養(yǎng)分分析、土壤污染分析。土壤有機(jī)物及其他分析總石油類繪、苯系物、揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、苯酚類、有機(jī)氯農(nóng)藥（八八八、滴滴涕）、有機(jī)磷農(nóng)藥、多氯聯(lián)蘢、二噁英氟化物、有機(jī)質(zhì)、含水率、總堿度、酚、礦物油、pH值、水分、多氯聯(lián)蘢、半揮發(fā)性有機(jī)物、陽(yáng)離子交換量土壤、肥料、植株土壤檢測(cè):全

8、氮、水解性氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、有效鐵、銅、鋅、猛、總鎘、總鉛、總各、總汞、總碎、硝態(tài)氮。肥料檢測(cè)硝態(tài)氮、錢態(tài)氮、速效磷、速效鉀、全磷、全氮、全鉀有機(jī)碳、交換性鹽基總量、腐殖質(zhì)、全鹽量、碳酸根、重碳酸根、氯離子、鈣離子、鎂離子、硫酸根、鈉離子、鉀離子、全硒、有效鋅植株檢測(cè)：植株養(yǎng)分：全氮、全磷、全鉀、全碳、粗蛋白、全量鐵、銅、鋅、植株有害兀素：重全屬（鎘、各、鉛、碎、汞）、亞硝酸鹽植株品質(zhì)：硝酸鹽、Vc、總酸、可溶性固形物、水溶性糖植株其他:粗纖維、粗脂肪。全屬元素分析重金屬元素分析:錨、神、跛、鎘、餡、銅、鉛、鎮(zhèn)、硒、銀、鉗、鋅、汞。其它全屬兀素分析鋁、貝、鉆、猛、

9、目、社、其它兀素其他項(xiàng)目土壤中的氫氣及其他放射性指標(biāo)檢測(cè)：GB50325-2006民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境沁染控制規(guī)范DBJ01-91-2004民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境沁染控制規(guī)程附錄土壤結(jié)構(gòu)分析:土壤組成成分定量分析、未知樣品全兀素分析熱門項(xiàng)目蛔蟲卵死亡率檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)土壤陽(yáng)離子交換量的計(jì)算土壤陽(yáng)離子交換量的計(jì)算就是土壤表面媳婦的各種交換性鹽基與交換性酸的總量。他與土壤保留有效成分有重要關(guān)系，因此具有重要意義。2.2肥料利用率的測(cè)定肥料利用率是指當(dāng)季作物從所施肥料中吸收的養(yǎng)分占施入肥料養(yǎng)分總量的百分?jǐn)?shù)，其測(cè)定方法主要有以下。（1）示蹤法。該方法是測(cè)定肥料利用率的經(jīng)典方法，一般為研究條件較好的土壤

10、肥料科研部門釆用，其結(jié)果比田間差減法測(cè)得的肥料利用率稍低。我國(guó)肥料當(dāng)季作物利用率總的來(lái)說不高，目前一般氮肥的平均利用率在30%-40%之間，磷肥在10%-25%之間，鉀肥在40%-60%之間。肥料利用率的計(jì)算公式 肥料利用率（）=（植物從標(biāo)記肥料中吸取養(yǎng)分量一施入土壤中標(biāo)記肥料養(yǎng)分量）xlOO%2.3提高土壤肥料利用率2.3.1氮肥利用率的研究肥料利用率（utilizationrateoffertilizer）是指當(dāng)季作物從所施肥料中吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量占該肥料肥中養(yǎng)分總量的百分率，也可稱為肥料回收率或利用系數(shù)，一般用肥料投入與產(chǎn)出比例來(lái)定義。具體有兒種表示方法：（一）肥料利用率或肥料回收率：常用。

11、肥料利用率（）=（施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量-不施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量）X100/施肥量式中：施肥量=指養(yǎng)分量。（二）肥料農(nóng)藝效率肥料農(nóng)藝效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量（三）肥料生理效率肥料生理效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量）/（施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量-不施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量）。氮肥利用率（utilizationrateofnitrogenfertilizer）：是指當(dāng)季作物從所施氮肥中吸收的氮素?cái)?shù)量占該氮肥中氮素總量的百分率，也可稱為氮素回收率或利用系數(shù)。從國(guó)內(nèi)外來(lái)看,氮肥利用率普遍不高，而且是難以解決的實(shí)際問題。因它受許多因素的影響，如土壤類型和性質(zhì)

12、、氣候條件、作物種類和品種、栽培技術(shù)、施肥技術(shù)等。在不同條件下，氮肥利用率懸殊很大，我國(guó)多數(shù)作物對(duì)化學(xué)氮肥的利用率在20%-50%之間，美國(guó)為30%-50%,日本為50%左右，前蘇聯(lián)為24%-61%o氮肥利用率的高低是衡量氮肥施用是否合理的一項(xiàng)重要指標(biāo)。不同作物的氮肥利用率很不相同，水稻多為40%-50%,小麥為27%-41%。不同施肥技術(shù)（包括氮肥品種、施肥量、施肥時(shí)間與方法等）是影響氮肥利用率的一個(gè)重要因素：不同氮肥品種其利用率不同，如碳鍍利用率一般為24%-31%,尿素為30%-35%,硫錢為30%-40%。不同施氮量時(shí)其利用率不同，在和同條件下，隨氮肥用量的增加,其利用率下降。不同施氮

13、方法其利用率不同，特別是氮肥深施和表施，其利用率相差共大。如碳錢深施(10-17cm),在雙季稻上的平均利用率為42.9%；碳錢表施(0-5cm),在雙季稻上的平均利用率為29.0%。氮肥損失率：施入農(nóng)田的氮肥通過不同機(jī)制和途徑而損失，其損失途徑有土壤和植物兩方面。從土壤方面來(lái)看，施入土壤中的氮素主要通過錢態(tài)氮的揮發(fā)、硝態(tài)氮的淋失及其反硝化脫氮和地表徑流等途徑損失，是氮肥損失的主要途徑。從植物方面來(lái)看，作物地上部吸收的氮素可通過易流動(dòng)的含氮化合物被雨水淋失、氮素以氣體狀態(tài)從氣孔揮發(fā)、氮素從花粉和根系分泌出去等途徑損失，作物地上部的氮損失量因土壤、氣候、植物種類和生育期等不同而異，目前仍在研究之

14、中。氮肥損失率與氮肥利用率一樣，也存在較大變幅。從已有的大量資料來(lái)看，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的損失率平均為50%左右。由此可見，每年施入土壤的大量氮肥，有近一半通過各種途徑被損失掉，這是多么大的肥料資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失!這不僅降低了經(jīng)濟(jì)效益，而且還可能造成生態(tài)環(huán)境污染，危及到食品安全和人體健康。因此世界各國(guó)都十分重視提高氮肥利用率的研究。氮肥利用率(utilizationrateofnitrogenfertilizer)：是指當(dāng)季作物從所施氮肥中吸收的氮素?cái)?shù)量占該氮肥中氮素總量的白分率，也可稱為氮素回收率或利用系數(shù)。從國(guó)內(nèi)外來(lái)看，氮肥利用率普遍不高，而且是難以解決的實(shí)際問題。因它受許多因素的影響，如

15、土壤類型和性質(zhì)、氣候條件、作物種類和品種、栽培技術(shù)、施肥技術(shù)等。在不同條件下，氮肥利用率懸殊很大，我國(guó)多數(shù)作物對(duì)化學(xué)氮肥的利用率在20%-50%之間，美國(guó)為30%-50%,日本為50%左右，前蘇聯(lián)為24%-61%。氮肥利用率的高低是衡量氮肥施用是否合理的一項(xiàng)重要指標(biāo)。不同作物的氮肥利用率很不相同，水稻多為40%-50%,小麥為27%-41%。不同施肥技術(shù)(包括氮肥品種、施肥量、施肥時(shí)間與方法等)是影響氮肥利用率的一個(gè)重要因素：不同氮肥品種其利用率不同，如碳鍍利用率一般為24%-31%,尿素為30%-35%,硫錢為30%-40%。不同施氮量時(shí)其利用率不同，在相同條件下，隨氮肥用量的增加,其利用率

16、下降。不同施氮方法其利用率不同，特別是氮肥深施和表施，其利用率相差共大。如碳錢深施(10-17cm),在雙季稻上的平均利用率為42.9%；碳錢表施(0-5cm),在雙季稻上的平均利用率為29.0%。氮肥損失率：施入農(nóng)田的氮肥通過不同機(jī)制和途徑而損失，其損失途徑有土壤和植物兩方面。從土壤方面來(lái)看，施入土壤中的氮素主要通過錢態(tài)氮的揮發(fā)、硝態(tài)氮的淋失及其反硝化脫氮和地表徑流等途徑損失，是氮肥損失的主要途徑。從植物方面來(lái)看，作物地上部吸收的氮素可通過易流動(dòng)的含氮化合物被雨水淋失、氮素以氣體狀態(tài)從氣孔揮發(fā)、氮素從花粉和根系分泌出去等途徑損失，作物地上部的氮損失量因土壤、氣候、植物種類和生育期等不同而異，

17、目前仍在研究之中。氮肥損失率與氮肥利用率一樣，也存在較大變幅。從已有的大量資料來(lái)看，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的損失率平均為50%左右。由此可見，每年施入土壤的大量氮肥，有近一半通過各種途徑被損失掉，這是多么大的肥料資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失!這不僅降低了經(jīng)濟(jì)效益，而且還可能造成生態(tài)環(huán)境污染，危及到食品安全和人體健康。因此世界各國(guó)都十分重視提高氮肥利用率的研究。2.3.2磷肥利用率的研究磷肥的利用率要比氮肥利用率低得多，原因是土壤中磷容易凝固。，不易移動(dòng)。為提高土壤磷的當(dāng)季利用率，國(guó)內(nèi)外許多土壤學(xué)家2、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家都曾對(duì)石灰性土壤中的磷以及肥料磷施入土壤后的動(dòng)態(tài)變化及其有效性做了大量研究。其研究核心集中在從各

18、方面進(jìn)行磷肥改性并探索其生物有效利用條件，從而提高其利用率。改性磷肥是利用有機(jī)和無(wú)機(jī)改性材料改變磷肥的物理、化學(xué)性狀,增加其在土壤中的抗固定能力，提高其生物有效性。其基本原理是采用離子搭橋技術(shù)及離子交換機(jī)制，使部分水溶性磷鈍化，形成水溶性磷和緩效磷的配合，減少磷的固定，使土壤供磷和作物吸磷趨于一致。陳智文等(2005)利用改性膨潤(rùn)土處理磷肥，制成的改性磷肥，使部分水溶性磷鈍化，形成水溶性磷和緩效磷的配合，減少磷的固定。在東北石灰性土壤上進(jìn)行了田間試驗(yàn)，結(jié)果顯示，玉米不同生育期植株吸磷量和磷肥利用率顯著增加，改性膨潤(rùn)土使玉米能夠平穩(wěn)而持久地吸收磷素營(yíng)養(yǎng)。基于氮肥效應(yīng)的遞減規(guī)律改進(jìn)的氮肥利用率計(jì)算

19、公式田昌玉3在一篇題為“差減法計(jì)算氮肥利用率方法的改進(jìn)”的文獻(xiàn)中提出一種改進(jìn)的計(jì)算方法，首先提出土壤有效氮素貯量的概念，假定有效氮素貯量與施肥等效，通過比值推算出通常的差值法計(jì)算公式；通過作物收獲氮與氮肥量的回歸關(guān)系，當(dāng)施肥量為0時(shí)，計(jì)算出有效氮素貯量；最后根據(jù)反映氮肥遞減規(guī)律的收獲氮與施肥量的效應(yīng)函數(shù)，計(jì)算出實(shí)際的氮肥利用率。氮肥利用率的計(jì)算通式為：(REN=U-KNXUO)/FN(1)式中，REN：氮肥利用率，U：施肥處理收獲氮量，U0：對(duì)照處理收獲氮量，KN：小于1的系數(shù)。在這篇文獻(xiàn)中，利用上述改進(jìn)的計(jì)算公式，分別計(jì)算兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果，都表明計(jì)算結(jié)果通過計(jì)算方法的改進(jìn)，能夠得出氮肥利用率4比常規(guī)計(jì)算方法的結(jié)果高，有待于進(jìn)一步驗(yàn)證分析。土壤氮素平衡法一般不容易達(dá)到土壤氮素的周年穩(wěn)定，通常釆用土壤氮素平衡法計(jì)算氮肥利