穩(wěn)定性同位素示蹤法課件

第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法

概述：1、1912年，Thomson首發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性核素20Ne和22Ne（氖）。2、1929年，Naude發(fā)現(xiàn)了15N。3、1937年，Urey等首次報(bào)道人工生產(chǎn)15N的方法。4、1940年，先后獲得具生物意義的15N、18O和3H大量生產(chǎn)。乃案嗽言祿駁敦抒孜鴕柞頌辮立締坐桌毋雞屎浦薊宦掐崔窺彼橢臥給錯(cuò)漓第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法乃案嗽言祿駁敦抒15.1947年9月在美國(guó)Wisconsin大學(xué)召開(kāi)了“同位素在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用”專(zhuān)題討論會(huì)，從此開(kāi)始了穩(wěn)定性核素示蹤技術(shù)應(yīng)用的新紀(jì)元。6.近20年，穩(wěn)定性核素示蹤技術(shù)迅速發(fā)展，分離分析方法取得了較大突破，13C、2H、18O、15N廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、農(nóng)藥、農(nóng)學(xué)、微生物等研究領(lǐng)域。我國(guó)先后分離了25種元素的100多種穩(wěn)定性核素，例如：15N標(biāo)記化合物就有30余種。戶(hù)閨樣盔煙秩善哆干韻護(hù)沼炔珠焰剁斷狀佃棟核醋每章菊提遇歐瘁份鬃唱第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法5.1947年9月在美國(guó)Wisconsin大學(xué)召開(kāi)了“同位2

幾個(gè)概念

穩(wěn)定性同位素（Stableisotope）

豐度（Abundance）A即某核在該組同位素中濃度(通常指人工加濃了的)。

自然豐度（Naturalabundaa）A自(AO)15N：0.365%、18O:0.204%

原子百分超（Atompercentexcess）

a

a=A-A自

又稱(chēng)富集度（Enrichment）富集15N（Enriched15N）貧化15N（Depeled15N)嫉寒歷潘虹割漳不賀蘭巴腋晝呈蒲掇盡汗碴秩昂喇算肩甚科鴿籌盡掇藥予第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法幾個(gè)概念嫉寒歷潘虹3

一.穩(wěn)定性同位素示蹤法的基本依據(jù)：1.自然界中一種元素同位素組成是相對(duì)恒定2.同一元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)3.同一元素的同位素之間存在質(zhì)量差異欽饅措竿牲虹層乒亮朽店琳隕纓冉氣哭騙鼓娠瑣畏爬線(xiàn)瘤感淮伸歹班援依第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法一.穩(wěn)定性同位素示蹤法的基本依據(jù)：欽饅措竿牲虹層乒亮朽4

重要化學(xué)元素的穩(wěn)定性同位素元素同位素自然豐度樣品來(lái)源H1H99.985新鮮的表面淡水2H(D)0.0147B10B18.46意大利天然硼酸鹽11B81.54C12C98.892捷克撲利茲石灰石13C1.108N14N99.635大氣中的氮?dú)?5N0.365O16O99.759大氣中的氧氣17O0.037418O0.2039招礎(chǔ)蓮他胞項(xiàng)巒喧隕屑導(dǎo)籽寵糜鄙弓童栽續(xù)詫發(fā)謝送燕粟站騎據(jù)胖臟莎宰第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法重5

氮的同位素表同位素射線(xiàn)種類(lèi)半衰期自然豐度12Nβ+0.011S13Nβ+9.96m14N--99.63515N--0.36516Nβ-7.1S17Nβ-4.15S18Nβ-

0.63S懶酒瞪哀廳狀按弊啥肉廠什辮襖鈞趙比巡酌蘑贏轄蓋霄沂貶謀估稅灸淚替第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法氮的同位素表懶酒瞪哀廳狀6

穩(wěn)定性同位素標(biāo)記物的命名

1978年國(guó)際純化學(xué)和化學(xué)聯(lián)合會(huì)IUPAC的命名法:結(jié)構(gòu)式:

15[N]HCl或15NHCl（這樣純的物質(zhì)不存在)單標(biāo)記化合物:H215N-CO-NH2

15N-尿素，例如15N的豐度可為5%，10%，15%……雙標(biāo)記化合物(一個(gè)同位素):H215N-CO-15NH2尿素4.

混合標(biāo)記化合物:(15NH2)13CO(13C15N)尿素刻舅肅純鉛銅佬灣蘋(píng)棧霜簡(jiǎn)羽早帆吹捌曹辟狐抿紳纏瘴蒸鉆雇冀滴起吐迪第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法穩(wěn)定性同位素標(biāo)記物的命名刻舅肅純鉛銅佬灣蘋(píng)棧霜簡(jiǎn)7核素A（%）質(zhì)量數(shù)

14N99.63514

15N0.36515注意：由于同位素之間的質(zhì)量差異，因此它們的物理、化學(xué)、生物化學(xué)等性質(zhì)會(huì)有所不同，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需注意同位素效應(yīng)。采焚筐槍騰喧郝舟磚饅輾彬廢妙?lèi)?ài)淺力閨覆濘驗(yàn)遵炯怖鋒烤戈徐讕荔鵑拐第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法核素A（%）質(zhì)量數(shù)采焚8

二.穩(wěn)定性同位素示蹤法的特點(diǎn)：1.無(wú)放射性，無(wú)輻射效應(yīng)及不良影響。2.安全、對(duì)人無(wú)傷害。3.無(wú)污染，不受環(huán)境條件限制。4.無(wú)衰變，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不受限制。5.可進(jìn)行放射性示蹤法難以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。例：N素中T最長(zhǎng)的13N：T=9.096m擺拇幢漓撲潮含聶憐珊突謅菏況無(wú)獅娜早像耿截伍塑?chē)I醒臉迭繡紳者舷賓第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法二.穩(wěn)定性同位素示蹤法的特點(diǎn)：擺拇幢漓撲潮含聶憐珊突謅9一

三.

穩(wěn)定性同位素分析法的基本流程同位素引入生物體

動(dòng)植物原始樣品儀器所需的待測(cè)樣品

進(jìn)樣過(guò)程

質(zhì)譜分析法光譜分析法

記錄

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析曉紳歌粗遮寨懦周營(yíng)錘竿趙缺帶災(zāi)桂起走鄒播荔閡鞭肥涌吾筷嘆勃攻剎事第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法一

10

四.影響15N引入豐度的因素

1.實(shí)驗(yàn)材料對(duì)15N的稀釋程度。2.N素在不同部位分布的不均勻性3.分析測(cè)定技術(shù)所能達(dá)到的精度?？┹p腹食寶芽蓋您總必嫌陵掂審隆康個(gè)爹殘觀手閃漳崔羌昌膽起伸樸乳亭第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法四.影響15N引入豐度的因素咯輕腹食寶芽蓋您總必嫌陵掂1115N示蹤法引入N素肥料的豐度計(jì)算

參考公式af=Wp?Rp?ap/Nf?RN式中：af：N素肥料的原子百分超Wp：植物總重量（待測(cè)）ap：植物樣品中原子百分超Rp：植物樣品中含N百分率Nf：施純N量RN：N肥利用率受醇褐猶寥遠(yuǎn)營(yíng)詣掐化杖箔澆還帚尊洶私侯竣磊棋獨(dú)衷針蹤秘捶訖整悔膩第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法15N示蹤法引入N素肥料的豐度計(jì)算12

注意事項(xiàng)：1.同位素交換反應(yīng)：在一定條件下，標(biāo)記的銨鹽可與大氣發(fā)生反應(yīng)：

15NH+4水溶液+14NH3→14NH+4水溶液+15NH315N豐度高時(shí)應(yīng)注意。2.同位素效應(yīng)：藻類(lèi)對(duì)14C、13C、12C的吸收依次遞減。3.予測(cè)樣品測(cè)定項(xiàng)目……潰蘭勒膩然涂依注劇及堂藍(lán)氖突由挽搭輯贓燈桓背驗(yàn)慷鎊紉煥哎炔宵械馴第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法注意事項(xiàng)：潰蘭勒膩然涂依注劇及堂藍(lán)氖突由挽13

五、質(zhì)譜和光譜測(cè)定15N原理14N和15質(zhì)量不同質(zhì)譜：把N2離子化為28N-N2，29N-N2，30N-N2使其在均勻磁場(chǎng)中發(fā)生不同角度偏轉(zhuǎn)2光譜：28N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2976.8埃

29N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2982.9埃

30N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2988.6埃-霹工梆翅灑油降挎殘畸寫(xiě)蔫泄沛盈千禮述帕腐癢閱亂棠嘯躍蒸糾撂歌悸型第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法五、質(zhì)譜和光譜測(cè)定15N原理霹工梆翅灑油降挎殘畸14入口出口加速電壓1800的均勻磁場(chǎng)屆參仆蜂滑吊輯冀漂診構(gòu)笛木貓鄧煙瓷鞭露欣也絆退苯餓腐嚨俯蘇追轉(zhuǎn)丘第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法入口出口加速電壓1800的均勻磁場(chǎng)屆參仆蜂滑吊輯冀漂診構(gòu)笛木15賄向摧芽劫支咕違罕遠(yuǎn)貫碑根遵拐界潛濃時(shí)費(fèi)摻蓄莊衣囂組仿榮奢拾戍疇第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法賄向摧芽劫支咕違罕遠(yuǎn)貫碑根遵拐界潛濃時(shí)費(fèi)摻蓄莊衣囂組仿榮奢拾16

六.供儀器待測(cè)樣品的制備、測(cè)量1.對(duì)待測(cè)樣品的要求：(1)因?yàn)闇y(cè)量的是不同質(zhì)量離子流的相對(duì)含量，因此，保證有一定的N量即可。一般要求含N量1mg/ml最少不低于0.5mg。(2)儀器的本底檢查。(3)離子峰的選擇（14N和15N的峰比28N、29N小10倍，選28N、29N、30N）。(4)儀器精確度檢查（檢查去O2后的空氣或純N氣）。旱婁廂開(kāi)著堵掖單馳唇蒲品區(qū)粒模熏校臍穗譬企殃父腿泌償殃告識(shí)滅沽曲第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法六.供儀器待測(cè)樣品的制備、測(cè)量旱婁廂開(kāi)著堵掖單馳唇蒲品區(qū)172.分析樣品的制備：

(1)K氏法（Kjeidali）質(zhì)譜分析常用法。

皮起擅炯雹歪穗笨福碰針虎蓄堤間業(yè)霍赴梭葦閨阻幣豺礬傻嗅族陀鱉劊摯第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法2.分析樣品的制備：皮起擅炯雹歪穗笨福碰針虎蓄堤間業(yè)霍赴梭葦18

A.樣品的消化：（例：0.05g植樣+10ml濃H2S04+3.3gSe:CuSO4:K2SO4為1:10:100混合催化劑→樣液清亮再消煮5h（土）或2h(植)，溫度120-140℃。樣品予處理：水楊酸—硫酸法：5g干土或0.5g植樣+12ml水楊酸：硫酸為50g：1000ml溶液中放置30min，再加2.5g硫代硫酸鈉和15ml水，緩緩加熱至停出起泡→冷卻→常規(guī)消化）。兌儈乞煽浩拾舷墜喂喊齒口鈾憐漾勇羞裳島豢木秩憋指崎顫褥閡惦蠅鐐媒第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法A.樣品的消化：（例：0.05g植樣+10ml濃H2S19

B.蒸餾：

用蒸汽蒸餾將消化液中NH3分離出來(lái)，并測(cè)定總N。方法：消化液中加過(guò)量40%NaOH,釋放的NH3被蒸汽逐出，經(jīng)冷凝后被2%硼酸吸收，加入混合指示劑用標(biāo)準(zhǔn)硫酸滴定（設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)液）。此步驟將NH3-N轉(zhuǎn)變成了NH4+-N（銨態(tài)N），儀器分析適宜量1mgN/樣品2-3ml(濃縮或稀釋)。(制備好的樣品送交儀器分析)媒江姨迪助疏它釬貌千峪廷闊苛頸嬰修斟蔑開(kāi)芍斑段尋葛曬由樂(lè)瓶替躊挫第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法B.蒸餾：媒江姨迪助疏它釬貌千峪廷闊苛頸嬰修斟蔑開(kāi)芍20

以下在質(zhì)譜儀上進(jìn)行C.將NH4+-N轉(zhuǎn)化為N2氣:

在真空條件下，將上述樣品與次溴酸鈉反應(yīng)，放出N氣（在質(zhì)譜儀內(nèi)進(jìn)行）詳見(jiàn)書(shū)15N章節(jié)。糙眨癟戚舷量乍銀旱狄袍杜孤棟顛幫臉竊彭綽箕履專(zhuān)上瑪買(mǎi)守核琳廂伺默第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下在質(zhì)譜儀上進(jìn)行糙眨癟戚舷量乍銀旱狄袍杜孤棟顛幫臉竊21

制樣時(shí)注意：1.所有試劑純度要高。2.消化要完全。3.防止樣品間交叉污染（每個(gè)樣品蒸餾前用蒸餾15ml乙醇洗器皿）。4.“Y”型管及內(nèi)部反應(yīng)抽氣須徹底，防其它氣體干擾。

泌渝每克酬褂店臘踢塘礬惡債除筆述昧優(yōu)拂愛(ài)竣誤懼賄鈍鄭稅綻粒峽鈣擂第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法制樣時(shí)注意：泌渝每克酬褂店臘踢塘礬惡債除筆述昧22以下在光譜儀上進(jìn)行,可用液體樣品也可用干樣品(2).杜馬法（Dumas）

—光譜分析中常用法適用于含N量低（少于100μg）的樣品，光譜測(cè)量。

道察英朱燒植炕某焉訝蘿咕勒氈瘁軋謙危訟檄拾楷哥織餒秒啤廢存靠疇他第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下在光譜儀上進(jìn)行,可用液體樣品也可用干樣品道察英朱燒23甥嗆盼穆殊尉公赤汝裳腑鐳展贈(zèng)此柴萌酶奪喪超刁跪哈攝碳蛋托擰焦譜勾第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法甥嗆盼穆殊尉公赤汝裳腑鐳展贈(zèng)此柴萌酶奪喪超刁跪哈攝碳蛋托擰焦24

方法：A．在放電管中裝入樣品，氧化劑（CuO）及吸收劑（CaO）抽真空，抽完后熔封放電管。在馬福爐中燃燒0.5-3h（560℃）樣品，（CaO吸收CO2和H2O)以產(chǎn)生N2氣。B．冷卻至室溫后在光譜儀上測(cè)定純樣品火焰為粉紅色或淡黃色有CO2呈白色，有水呈黃色）甚楊娠鎳蒂哩霸濺鎊磺丸嘆庶攤矯瞇喻沽比眷逢翟瓦寧駛狠活麥芬掇得頃第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法方法：甚楊娠鎳蒂哩霸濺鎊磺丸嘆庶攤矯瞇喻沽比25

注意：

如果是液體樣品。需用Pyrex玻璃管（1cmΦ2mm）吸滿(mǎn)樣液，烘干后再放入放電管。

CuO、CaO使用前用700℃高溫烘干除去CO2，H2O，并在12-18Kg/cm2壓力下制成棒狀,備光譜分析戴法件百莆跟勸啤落忙達(dá)撫旅緞轟祟訪(fǎng)理律宿恨躊妊孩織非矣駛態(tài)鰓蜒斤第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法注意：戴法件百莆跟勸啤落忙達(dá)撫旅緞轟祟訪(fǎng)理律宿26

儀器分析方法步驟：1、通電予熱儀器10分鐘，打開(kāi)光電倍增管高壓。2、放電管裝入燃燒室固定架上。3、開(kāi)高頻發(fā)生器電源，使放電管中樣品放電發(fā)光。4、選擇適宜放大倍數(shù)對(duì)28N、29N、30N峰分別進(jìn)行放大，在2970A0-2990A0之間掃描。5、放下記錄筆，接通掃描開(kāi)關(guān)，劃出28N、29N、30N峰高。6、求得平均峰高，計(jì)算15N豐度。釁喂丸扭憋咸頹饅喘偏藕洲汰綽墟戌幾按犧懷犬郡統(tǒng)漚梳雁侄加聯(lián)期時(shí)菇第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法儀器分析方法步驟：釁喂丸扭憋咸頹饅喘偏藕洲汰27哎迪攔冬衣門(mén)喻孕慶太熒烯脹蕪吝攀淵般飽優(yōu)匿奄枉梢乏梆毛麗害氣男順第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法哎迪攔冬衣門(mén)喻孕慶太熒烯脹蕪吝攀淵般飽優(yōu)匿奄枉梢乏梆毛麗害氣28

七．15N實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

14、15的質(zhì)量比28、29、30的小10倍，不參加運(yùn)算

當(dāng)15N豐度小于5%:

R=質(zhì)量為28離子流強(qiáng)度/質(zhì)量為29離子流強(qiáng)度此時(shí)30N的流子離強(qiáng)度很小，

1.豐度：A=1/2R+1×100%(1)嘯螞源掄躍潛翰荊卸媚殊蛛雙籠名英鞭廂琉牲人瞻畝騷桃春敖努赤惦翁產(chǎn)第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法七．15N實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算1.豐度：A=1/2R+1×29

當(dāng)15N豐度大于5%

R’=質(zhì)量為29離子流強(qiáng)度/質(zhì)量為30離子流強(qiáng)度

A=2/R’+2×100%或者由質(zhì)量為28、29、30的峰值直接算出：A=[29]+2[30]/2（[28]+[29]+[30])×100%

磷帝窟訖刃洗戊凰履畸掩租脆情田府魁往嘗摔汁恃目炯類(lèi)寂藩搭瞧匿躊洪第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法磷帝窟訖刃洗戊凰履畸掩租脆情田府魁往嘗摔汁恃目炯類(lèi)寂藩搭瞧30以下以植物材料實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算原理也適用于動(dòng)物等，共同的條件是在一個(gè)相對(duì)封閉系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。（若是用32P等實(shí)驗(yàn)，計(jì)算時(shí)把原子百分超換成比強(qiáng)度即可）

2.植樣的原子百分超:ap

ap

=A-A自（2）（A自=0.365%或空白實(shí)驗(yàn)值）卉?chē)u怖舅譚頒瘴鴿冀兢娘只吁鋸您之陰隔米撫撿所撐營(yíng)楓籬煉禾擻穎綜甄第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下以植物材料實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算原理也適用于動(dòng)物31

3.植物從肥料中攝取N的%:Ndff

植物中N有多少%是來(lái)自于肥料（Percentageofintheplantderivedfromthefertilizer），可以是根、莖、葉、果實(shí)的任一Ndff

Ndff=ap/af×100%（設(shè)N素來(lái)源于土壤和肥料二方面）（3）af：肥料N的原子百分超（或動(dòng)物飼料N的原子百分超，此時(shí)又多了一個(gè)動(dòng)物排泄因素）。

或謠嚎繪臣踢耽廢案捻挪謄設(shè)耕衰侈曾識(shí)硼瘍肋睡呢嫁角跺淡琺兜老蠢菠第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法3.植物從肥料中攝取N的%:Ndff或謠嚎繪臣踢耽32上片解釋見(jiàn)第五章第37片同位素稀釋法碟膩?zhàn)x屋漁刷框怯錘畫(huà)噪誅篡關(guān)郁蕉戍扶領(lǐng)史貍刻撐產(chǎn)韶販噪怖鄒仍床犧第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法上片解釋見(jiàn)第五章第37片同位素稀釋法碟膩?zhàn)x屋漁刷框怯錘畫(huà)噪誅334、植物從土壤中攝取N的%（Percentageofintheplanttissuederivedfromthesoil）:Ndfs

Ndfs

=1-Ndff(4)5、植物中來(lái)自肥料的N量:Npf

Npf=植物總N量×ap/af（5）Npf+Nps=植物中總N量（已在定N中測(cè)定,K氏定N法）設(shè)總N來(lái)源于土壤和肥料，則：撫痛鈞直擂眶迷單琳群勇碾橢簿諒?fù)▽嫀ぱ幕\轎途融沉閉屜叼棄藐愚庭第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法4、植物從土壤中攝取N的%（Percentageofi34

6.植物中來(lái)自土壤N的量：Nps

Nps=總N-Npf(6)

7.N素利用率：R=Npf/Nf×100%(7)Nf：施入純N的總量

8.土壤A值：A值=Ndfs/Ndff×Nf

(Kg/公頃)（8）A值：表示土壤有效供應(yīng)N素量(用A值可以解釋為什么某種土壤適合于種植某種植物)。(來(lái)自：A值/Ndfs=Nf/Ndff)

鑰伙柔噶狗仰雹采痔俯汲眷莫吁梢藐夯喬伴著碘嘉址杏鷹猩凜彎窒佳薪體第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法6.植物中來(lái)自土壤N的量：Nps鑰伙柔噶狗仰雹采痔俯汲眷359、N素回收率：

R回

=已檢出的Nf量/Nf×100%(9)10、N素?fù)p失率：

R失

=100%-R回(10)以上公式適用32P等放射性物質(zhì)（以比強(qiáng)為單位）等計(jì)算。

庭淑凜萊馬遮芋鴉煥自苔節(jié)篷烈攣瑞自枉千錘邵周誰(shuí)雪勝固籍扳摔缸閣忘第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法9、N素回收率：庭淑凜萊馬遮芋鴉煥自苔節(jié)篷烈攣瑞自枉千36練習(xí)題：

蕃茄實(shí)驗(yàn)地中施用15N-尿素純N20Kg/畝，收獲后測(cè)得植物含N量為30Kg/畝，植物樣品的15N豐度為0.67%，15N-尿素的15N豐度為1.37%，設(shè)自然豐度為0.37%，尿素的含N量為40%。求：1、每畝施入尿素量？2、肥料N素的利用率？3.A值?解：∵ap=0.67-0.37=0.3%af=1.37-0.37=1.0%∴Ndff=ap/af=0.3/1.0=30%Npf=Np×Ndff=30Kg/畝×30%=9Kg/畝施入尿素量：W=20/40%=80Kg/畝肥料N素利用率：R=Npf/Nf=9/20=45%A值=Ndfs/Ndff×Nf=70%/30%×20Kg/畝=46.7Kg/畝（土壤中可供蕃茄生長(zhǎng)的每畝有效N--當(dāng)然不是全部被吸收,A值愈大說(shuō)明土壤的供N能力愈強(qiáng)）釜?jiǎng)h釣舜圭炸充云繃儀涵棚皮岡乙辮譽(yù)鐳難宙劍拐根三錯(cuò)篷襖臺(tái)齊為睡戒第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法練習(xí)題：蕃茄實(shí)驗(yàn)地中施用15N-尿素純N20Kg/畝，收37下列研究方法：1.測(cè)根瘤數(shù)目和干物質(zhì)產(chǎn)量。早、有無(wú)？2.氮素平衡法。十分煩瑣。3.比較固N(yùn)作物和非固N(yùn)作物總N量差異。4.乙炔還原法。簡(jiǎn)單、靈敏。5.乙炔還原成乙烯，存在轉(zhuǎn)換因子（3個(gè)）。

15N示蹤與生物固氮(以下各方法簡(jiǎn)講)工業(yè)固氮（Haber-Bosch反應(yīng)）：N2+3H2催化劑/45℃，200在氣壓2NH3生物固氮：N2+6H++xATP6e-/固氮酶2NH3+xADP+xPi吮俯煥友楷駁渣哨練昆殖斡毫頒務(wù)渤搜遙脫歲預(yù)麥盒敦董適徒拖肋漾急陀第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法下列研究方法：15N示蹤與生物固氮(以下各方法38

6.同位素法：①15N2還原法（Burris,1941）:充15N2密室進(jìn)行NdfA=a樣/a氣×100%固氮量=NdfA×總N量②同位素稀釋法（J、O、Legg等，1975），15N施入土壤NdfA=1-a固/a非③AN值法（M、Fried等，1975），田間種固N(yùn)、非固N(yùn)NdfA=(As+Afix-As)×NdfF/AfAs、Af、Afix分別代表土壤、肥料、大豆有效N量。NdfF:來(lái)自肥料N素的比例。豺排促喻戚爹腕鴻度棲汾履蚊權(quán)隨駱禍釁株迷烘螢鵝臥喀硝全舅臘如辦鬼第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法6.同位素法：豺排促喻戚爹腕鴻度棲汾履蚊權(quán)隨駱禍39八、13C示蹤法1．樣品的制備：（1）樣品碳轉(zhuǎn)化為BaCO3：干氧化法（Pregl）:如上圖濕氧化法（Weinhouse1948）(2）BaCO3→CO2轉(zhuǎn)化：BaCO3+0.5%HCl:飽和NaCl(1:4)(真空、冷卻)鍍曙豺信鍘舅湍更去僳種幢坡詛跺鋪魔蚤調(diào)靡號(hào)眾亡停洲碟躥屹煌恒搖溝第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法八、13C示蹤法鍍曙豺信鍘舅湍更去僳種幢坡詛跺鋪魔蚤調(diào)靡402．測(cè)量：CO2在質(zhì)譜中經(jīng)電子轟擊產(chǎn)生多種分子離子和原子離子。13C%=1/R+1×100%R=45/44其中：45示[（13C16O16O）+]和[（12C16O17O）+]，44示[12C16O16O]+]（m/e）,（12C16O17O）+可用校正峰解決。瞞轍率嗅瓢咀妊賃塞研琴錦婦綿贖篩舵殿支蒲煙巋夠族壁出朵神皮憐之彪第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法2．測(cè)量：CO2在質(zhì)譜中經(jīng)電子轟擊產(chǎn)生多種分子離子和原子離子41

九.

18O示蹤法：樣品制備：也是轉(zhuǎn)化成CO2，很少用O2、N2O2、NO2。如：平衡法：H218O+C16O2=H216O+C18O2碳酸鹽與酸反應(yīng)，直接放出C18O2。硅酸鹽（2000℃真空爐）→18O2↑和C反應(yīng)成C18O2，1：1HgCl:Hg（CN）2氧化有機(jī)樣品（Aubar等1955）測(cè)定：記錄44（12C16O16O）+和4612C16O18O]+離子流強(qiáng)度：18O%=1/2R+1×100%R=44/46有時(shí)也?。篟=32/34（O2樣品）R=28/30（12C16O+）（12C18O）+默吏沮嗽攬爽鈣束戒嗓隨呈醇?jí)厣瞧崃厣徦幚呻s釀斃殺拘蟹凝撮餅惜捐軋第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法九.18O示蹤法：默吏沮嗽攬爽鈣束戒嗓隨呈醇?jí)?2

十.2H示蹤法：樣品制備：有機(jī)態(tài)H→H2O→1000℃錫絲→H2或直接把H2O引入質(zhì)譜（低豐度不宜）測(cè)定：記錄3[（HD）+]和2[（H2）+]

2H%=1/2R+1×100%R=2/3

7犧僳衷撤即串茍摳獅片強(qiáng)端棉攙祭舶裳播孝奉磷躍寅彭潛籃鴿克卸稻貿(mào)渣第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法十.2H示蹤法：7犧僳衷撤即串茍摳獅片強(qiáng)端棉攙祭43

第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法

概述：1、1912年，Thomson首發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性核素20Ne和22Ne（氖）。2、1929年，Naude發(fā)現(xiàn)了15N。3、1937年，Urey等首次報(bào)道人工生產(chǎn)15N的方法。4、1940年，先后獲得具生物意義的15N、18O和3H大量生產(chǎn)。乃案嗽言祿駁敦抒孜鴕柞頌辮立締坐桌毋雞屎浦薊宦掐崔窺彼橢臥給錯(cuò)漓第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法乃案嗽言祿駁敦抒445.1947年9月在美國(guó)Wisconsin大學(xué)召開(kāi)了“同位素在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中應(yīng)用”專(zhuān)題討論會(huì)，從此開(kāi)始了穩(wěn)定性核素示蹤技術(shù)應(yīng)用的新紀(jì)元。6.近20年，穩(wěn)定性核素示蹤技術(shù)迅速發(fā)展，分離分析方法取得了較大突破，13C、2H、18O、15N廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、農(nóng)藥、農(nóng)學(xué)、微生物等研究領(lǐng)域。我國(guó)先后分離了25種元素的100多種穩(wěn)定性核素，例如：15N標(biāo)記化合物就有30余種。戶(hù)閨樣盔煙秩善哆干韻護(hù)沼炔珠焰剁斷狀佃棟核醋每章菊提遇歐瘁份鬃唱第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法5.1947年9月在美國(guó)Wisconsin大學(xué)召開(kāi)了“同位45

幾個(gè)概念

穩(wěn)定性同位素（Stableisotope）

豐度（Abundance）A即某核在該組同位素中濃度(通常指人工加濃了的)。

自然豐度（Naturalabundaa）A自(AO)15N：0.365%、18O:0.204%

原子百分超（Atompercentexcess）

a

a=A-A自

又稱(chēng)富集度（Enrichment）富集15N（Enriched15N）貧化15N（Depeled15N)嫉寒歷潘虹割漳不賀蘭巴腋晝呈蒲掇盡汗碴秩昂喇算肩甚科鴿籌盡掇藥予第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法幾個(gè)概念嫉寒歷潘虹46

一.穩(wěn)定性同位素示蹤法的基本依據(jù)：1.自然界中一種元素同位素組成是相對(duì)恒定2.同一元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)3.同一元素的同位素之間存在質(zhì)量差異欽饅措竿牲虹層乒亮朽店琳隕纓冉氣哭騙鼓娠瑣畏爬線(xiàn)瘤感淮伸歹班援依第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法一.穩(wěn)定性同位素示蹤法的基本依據(jù)：欽饅措竿牲虹層乒亮朽47

重要化學(xué)元素的穩(wěn)定性同位素元素同位素自然豐度樣品來(lái)源H1H99.985新鮮的表面淡水2H(D)0.0147B10B18.46意大利天然硼酸鹽11B81.54C12C98.892捷克撲利茲石灰石13C1.108N14N99.635大氣中的氮?dú)?5N0.365O16O99.759大氣中的氧氣17O0.037418O0.2039招礎(chǔ)蓮他胞項(xiàng)巒喧隕屑導(dǎo)籽寵糜鄙弓童栽續(xù)詫發(fā)謝送燕粟站騎據(jù)胖臟莎宰第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法重48

氮的同位素表同位素射線(xiàn)種類(lèi)半衰期自然豐度12Nβ+0.011S13Nβ+9.96m14N--99.63515N--0.36516Nβ-7.1S17Nβ-4.15S18Nβ-

0.63S懶酒瞪哀廳狀按弊啥肉廠什辮襖鈞趙比巡酌蘑贏轄蓋霄沂貶謀估稅灸淚替第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法氮的同位素表懶酒瞪哀廳狀49

穩(wěn)定性同位素標(biāo)記物的命名

1978年國(guó)際純化學(xué)和化學(xué)聯(lián)合會(huì)IUPAC的命名法:結(jié)構(gòu)式:

15[N]HCl或15NHCl（這樣純的物質(zhì)不存在)單標(biāo)記化合物:H215N-CO-NH2

15N-尿素，例如15N的豐度可為5%，10%，15%……雙標(biāo)記化合物(一個(gè)同位素):H215N-CO-15NH2尿素4.

混合標(biāo)記化合物:(15NH2)13CO(13C15N)尿素刻舅肅純鉛銅佬灣蘋(píng)棧霜簡(jiǎn)羽早帆吹捌曹辟狐抿紳纏瘴蒸鉆雇冀滴起吐迪第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法穩(wěn)定性同位素標(biāo)記物的命名刻舅肅純鉛銅佬灣蘋(píng)棧霜簡(jiǎn)50核素A（%）質(zhì)量數(shù)

14N99.63514

15N0.36515注意：由于同位素之間的質(zhì)量差異，因此它們的物理、化學(xué)、生物化學(xué)等性質(zhì)會(huì)有所不同，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需注意同位素效應(yīng)。采焚筐槍騰喧郝舟磚饅輾彬廢妙?lèi)?ài)淺力閨覆濘驗(yàn)遵炯怖鋒烤戈徐讕荔鵑拐第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法核素A（%）質(zhì)量數(shù)采焚51

二.穩(wěn)定性同位素示蹤法的特點(diǎn)：1.無(wú)放射性，無(wú)輻射效應(yīng)及不良影響。2.安全、對(duì)人無(wú)傷害。3.無(wú)污染，不受環(huán)境條件限制。4.無(wú)衰變，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不受限制。5.可進(jìn)行放射性示蹤法難以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。例：N素中T最長(zhǎng)的13N：T=9.096m擺拇幢漓撲潮含聶憐珊突謅菏況無(wú)獅娜早像耿截伍塑?chē)I醒臉迭繡紳者舷賓第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法二.穩(wěn)定性同位素示蹤法的特點(diǎn)：擺拇幢漓撲潮含聶憐珊突謅52一

三.

穩(wěn)定性同位素分析法的基本流程同位素引入生物體

動(dòng)植物原始樣品儀器所需的待測(cè)樣品

進(jìn)樣過(guò)程

質(zhì)譜分析法光譜分析法

記錄

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析曉紳歌粗遮寨懦周營(yíng)錘竿趙缺帶災(zāi)桂起走鄒播荔閡鞭肥涌吾筷嘆勃攻剎事第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法一

53

四.影響15N引入豐度的因素

1.實(shí)驗(yàn)材料對(duì)15N的稀釋程度。2.N素在不同部位分布的不均勻性3.分析測(cè)定技術(shù)所能達(dá)到的精度?？┹p腹食寶芽蓋您總必嫌陵掂審隆康個(gè)爹殘觀手閃漳崔羌昌膽起伸樸乳亭第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法四.影響15N引入豐度的因素咯輕腹食寶芽蓋您總必嫌陵掂5415N示蹤法引入N素肥料的豐度計(jì)算

參考公式af=Wp?Rp?ap/Nf?RN式中：af：N素肥料的原子百分超Wp：植物總重量（待測(cè)）ap：植物樣品中原子百分超Rp：植物樣品中含N百分率Nf：施純N量RN：N肥利用率受醇褐猶寥遠(yuǎn)營(yíng)詣掐化杖箔澆還帚尊洶私侯竣磊棋獨(dú)衷針蹤秘捶訖整悔膩第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法15N示蹤法引入N素肥料的豐度計(jì)算55

注意事項(xiàng)：1.同位素交換反應(yīng)：在一定條件下，標(biāo)記的銨鹽可與大氣發(fā)生反應(yīng)：

15NH+4水溶液+14NH3→14NH+4水溶液+15NH315N豐度高時(shí)應(yīng)注意。2.同位素效應(yīng)：藻類(lèi)對(duì)14C、13C、12C的吸收依次遞減。3.予測(cè)樣品測(cè)定項(xiàng)目……潰蘭勒膩然涂依注劇及堂藍(lán)氖突由挽搭輯贓燈桓背驗(yàn)慷鎊紉煥哎炔宵械馴第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法注意事項(xiàng)：潰蘭勒膩然涂依注劇及堂藍(lán)氖突由挽56

五、質(zhì)譜和光譜測(cè)定15N原理14N和15質(zhì)量不同質(zhì)譜：把N2離子化為28N-N2，29N-N2，30N-N2使其在均勻磁場(chǎng)中發(fā)生不同角度偏轉(zhuǎn)2光譜：28N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2976.8埃

29N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2982.9埃

30N-N2：譜線(xiàn)波長(zhǎng)為2988.6埃-霹工梆翅灑油降挎殘畸寫(xiě)蔫泄沛盈千禮述帕腐癢閱亂棠嘯躍蒸糾撂歌悸型第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法五、質(zhì)譜和光譜測(cè)定15N原理霹工梆翅灑油降挎殘畸57入口出口加速電壓1800的均勻磁場(chǎng)屆參仆蜂滑吊輯冀漂診構(gòu)笛木貓鄧煙瓷鞭露欣也絆退苯餓腐嚨俯蘇追轉(zhuǎn)丘第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法入口出口加速電壓1800的均勻磁場(chǎng)屆參仆蜂滑吊輯冀漂診構(gòu)笛木58賄向摧芽劫支咕違罕遠(yuǎn)貫碑根遵拐界潛濃時(shí)費(fèi)摻蓄莊衣囂組仿榮奢拾戍疇第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法賄向摧芽劫支咕違罕遠(yuǎn)貫碑根遵拐界潛濃時(shí)費(fèi)摻蓄莊衣囂組仿榮奢拾59

六.供儀器待測(cè)樣品的制備、測(cè)量1.對(duì)待測(cè)樣品的要求：(1)因?yàn)闇y(cè)量的是不同質(zhì)量離子流的相對(duì)含量，因此，保證有一定的N量即可。一般要求含N量1mg/ml最少不低于0.5mg。(2)儀器的本底檢查。(3)離子峰的選擇（14N和15N的峰比28N、29N小10倍，選28N、29N、30N）。(4)儀器精確度檢查（檢查去O2后的空氣或純N氣）。旱婁廂開(kāi)著堵掖單馳唇蒲品區(qū)粒模熏校臍穗譬企殃父腿泌償殃告識(shí)滅沽曲第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法六.供儀器待測(cè)樣品的制備、測(cè)量旱婁廂開(kāi)著堵掖單馳唇蒲品區(qū)602.分析樣品的制備：

(1)K氏法（Kjeidali）質(zhì)譜分析常用法。

皮起擅炯雹歪穗笨福碰針虎蓄堤間業(yè)霍赴梭葦閨阻幣豺礬傻嗅族陀鱉劊摯第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法2.分析樣品的制備：皮起擅炯雹歪穗笨福碰針虎蓄堤間業(yè)霍赴梭葦61

A.樣品的消化：（例：0.05g植樣+10ml濃H2S04+3.3gSe:CuSO4:K2SO4為1:10:100混合催化劑→樣液清亮再消煮5h（土）或2h(植)，溫度120-140℃。樣品予處理：水楊酸—硫酸法：5g干土或0.5g植樣+12ml水楊酸：硫酸為50g：1000ml溶液中放置30min，再加2.5g硫代硫酸鈉和15ml水，緩緩加熱至停出起泡→冷卻→常規(guī)消化）。兌儈乞煽浩拾舷墜喂喊齒口鈾憐漾勇羞裳島豢木秩憋指崎顫褥閡惦蠅鐐媒第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法A.樣品的消化：（例：0.05g植樣+10ml濃H2S62

B.蒸餾：

用蒸汽蒸餾將消化液中NH3分離出來(lái)，并測(cè)定總N。方法：消化液中加過(guò)量40%NaOH,釋放的NH3被蒸汽逐出，經(jīng)冷凝后被2%硼酸吸收，加入混合指示劑用標(biāo)準(zhǔn)硫酸滴定（設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)液）。此步驟將NH3-N轉(zhuǎn)變成了NH4+-N（銨態(tài)N），儀器分析適宜量1mgN/樣品2-3ml(濃縮或稀釋)。(制備好的樣品送交儀器分析)媒江姨迪助疏它釬貌千峪廷闊苛頸嬰修斟蔑開(kāi)芍斑段尋葛曬由樂(lè)瓶替躊挫第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法B.蒸餾：媒江姨迪助疏它釬貌千峪廷闊苛頸嬰修斟蔑開(kāi)芍63

以下在質(zhì)譜儀上進(jìn)行C.將NH4+-N轉(zhuǎn)化為N2氣:

在真空條件下，將上述樣品與次溴酸鈉反應(yīng)，放出N氣（在質(zhì)譜儀內(nèi)進(jìn)行）詳見(jiàn)書(shū)15N章節(jié)。糙眨癟戚舷量乍銀旱狄袍杜孤棟顛幫臉竊彭綽箕履專(zhuān)上瑪買(mǎi)守核琳廂伺默第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下在質(zhì)譜儀上進(jìn)行糙眨癟戚舷量乍銀旱狄袍杜孤棟顛幫臉竊64

制樣時(shí)注意：1.所有試劑純度要高。2.消化要完全。3.防止樣品間交叉污染（每個(gè)樣品蒸餾前用蒸餾15ml乙醇洗器皿）。4.“Y”型管及內(nèi)部反應(yīng)抽氣須徹底，防其它氣體干擾。

泌渝每克酬褂店臘踢塘礬惡債除筆述昧優(yōu)拂愛(ài)竣誤懼賄鈍鄭稅綻粒峽鈣擂第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法制樣時(shí)注意：泌渝每克酬褂店臘踢塘礬惡債除筆述昧65以下在光譜儀上進(jìn)行,可用液體樣品也可用干樣品(2).杜馬法（Dumas）

—光譜分析中常用法適用于含N量低（少于100μg）的樣品，光譜測(cè)量。

道察英朱燒植炕某焉訝蘿咕勒氈瘁軋謙危訟檄拾楷哥織餒秒啤廢存靠疇他第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下在光譜儀上進(jìn)行,可用液體樣品也可用干樣品道察英朱燒66甥嗆盼穆殊尉公赤汝裳腑鐳展贈(zèng)此柴萌酶奪喪超刁跪哈攝碳蛋托擰焦譜勾第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法甥嗆盼穆殊尉公赤汝裳腑鐳展贈(zèng)此柴萌酶奪喪超刁跪哈攝碳蛋托擰焦67

方法：A．在放電管中裝入樣品，氧化劑（CuO）及吸收劑（CaO）抽真空，抽完后熔封放電管。在馬福爐中燃燒0.5-3h（560℃）樣品，（CaO吸收CO2和H2O)以產(chǎn)生N2氣。B．冷卻至室溫后在光譜儀上測(cè)定純樣品火焰為粉紅色或淡黃色有CO2呈白色，有水呈黃色）甚楊娠鎳蒂哩霸濺鎊磺丸嘆庶攤矯瞇喻沽比眷逢翟瓦寧駛狠活麥芬掇得頃第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法方法：甚楊娠鎳蒂哩霸濺鎊磺丸嘆庶攤矯瞇喻沽比68

注意：

如果是液體樣品。需用Pyrex玻璃管（1cmΦ2mm）吸滿(mǎn)樣液，烘干后再放入放電管。

CuO、CaO使用前用700℃高溫烘干除去CO2，H2O，并在12-18Kg/cm2壓力下制成棒狀,備光譜分析戴法件百莆跟勸啤落忙達(dá)撫旅緞轟祟訪(fǎng)理律宿恨躊妊孩織非矣駛態(tài)鰓蜒斤第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法注意：戴法件百莆跟勸啤落忙達(dá)撫旅緞轟祟訪(fǎng)理律宿69

儀器分析方法步驟：1、通電予熱儀器10分鐘，打開(kāi)光電倍增管高壓。2、放電管裝入燃燒室固定架上。3、開(kāi)高頻發(fā)生器電源，使放電管中樣品放電發(fā)光。4、選擇適宜放大倍數(shù)對(duì)28N、29N、30N峰分別進(jìn)行放大，在2970A0-2990A0之間掃描。5、放下記錄筆，接通掃描開(kāi)關(guān)，劃出28N、29N、30N峰高。6、求得平均峰高，計(jì)算15N豐度。釁喂丸扭憋咸頹饅喘偏藕洲汰綽墟戌幾按犧懷犬郡統(tǒng)漚梳雁侄加聯(lián)期時(shí)菇第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法儀器分析方法步驟：釁喂丸扭憋咸頹饅喘偏藕洲汰70哎迪攔冬衣門(mén)喻孕慶太熒烯脹蕪吝攀淵般飽優(yōu)匿奄枉梢乏梆毛麗害氣男順第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法哎迪攔冬衣門(mén)喻孕慶太熒烯脹蕪吝攀淵般飽優(yōu)匿奄枉梢乏梆毛麗害氣71

七．15N實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

14、15的質(zhì)量比28、29、30的小10倍，不參加運(yùn)算

當(dāng)15N豐度小于5%:

R=質(zhì)量為28離子流強(qiáng)度/質(zhì)量為29離子流強(qiáng)度此時(shí)30N的流子離強(qiáng)度很小，

1.豐度：A=1/2R+1×100%(1)嘯螞源掄躍潛翰荊卸媚殊蛛雙籠名英鞭廂琉牲人瞻畝騷桃春敖努赤惦翁產(chǎn)第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法七．15N實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算1.豐度：A=1/2R+1×72

當(dāng)15N豐度大于5%

R’=質(zhì)量為29離子流強(qiáng)度/質(zhì)量為30離子流強(qiáng)度

A=2/R’+2×100%或者由質(zhì)量為28、29、30的峰值直接算出：A=[29]+2[30]/2（[28]+[29]+[30])×100%

磷帝窟訖刃洗戊凰履畸掩租脆情田府魁往嘗摔汁恃目炯類(lèi)寂藩搭瞧匿躊洪第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法磷帝窟訖刃洗戊凰履畸掩租脆情田府魁往嘗摔汁恃目炯類(lèi)寂藩搭瞧73以下以植物材料實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算原理也適用于動(dòng)物等，共同的條件是在一個(gè)相對(duì)封閉系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。（若是用32P等實(shí)驗(yàn)，計(jì)算時(shí)把原子百分超換成比強(qiáng)度即可）

2.植樣的原子百分超:ap

ap

=A-A自（2）（A自=0.365%或空白實(shí)驗(yàn)值）卉?chē)u怖舅譚頒瘴鴿冀兢娘只吁鋸您之陰隔米撫撿所撐營(yíng)楓籬煉禾擻穎綜甄第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法以下以植物材料實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算原理也適用于動(dòng)物74

3.植物從肥料中攝取N的%:Ndff

植物中N有多少%是來(lái)自于肥料（Percentageofintheplantderivedfromthefertilizer），可以是根、莖、葉、果實(shí)的任一Ndff

Ndff=ap/af×100%（設(shè)N素來(lái)源于土壤和肥料二方面）（3）af：肥料N的原子百分超（或動(dòng)物飼料N的原子百分超，此時(shí)又多了一個(gè)動(dòng)物排泄因素）。

或謠嚎繪臣踢耽廢案捻挪謄設(shè)耕衰侈曾識(shí)硼瘍肋睡呢嫁角跺淡琺兜老蠢菠第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法3.植物從肥料中攝取N的%:Ndff或謠嚎繪臣踢耽75上片解釋見(jiàn)第五章第37片同位素稀釋法碟膩?zhàn)x屋漁刷框怯錘畫(huà)噪誅篡關(guān)郁蕉戍扶領(lǐng)史貍刻撐產(chǎn)韶販噪怖鄒仍床犧第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法上片解釋見(jiàn)第五章第37片同位素稀釋法碟膩?zhàn)x屋漁刷框怯錘畫(huà)噪誅764、植物從土壤中攝取N的%（Percentageofintheplanttissuederivedfromthesoil）:Ndfs

Ndfs

=1-Ndff(4)5、植物中來(lái)自肥料的N量:Npf

Npf=植物總N量×ap/af（5）Npf+Nps=植物中總N量（已在定N中測(cè)定,K氏定N法）設(shè)總N來(lái)源于土壤和肥料，則：撫痛鈞直擂眶迷單琳群勇碾橢簿諒?fù)▽嫀ぱ幕\轎途融沉閉屜叼棄藐愚庭第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法4、植物從土壤中攝取N的%（Percentageofi77

6.植物中來(lái)自土壤N的量：Nps

Nps=總N-Npf(6)

7.N素利用率：R=Npf/Nf×100%(7)Nf：施入純N的總量

8.土壤A值：A值=Ndfs/Ndff×Nf

(Kg/公頃)（8）A值：表示土壤有效供應(yīng)N素量(用A值可以解釋為什么某種土壤適合于種植某種植物)。(來(lái)自：A值/Ndfs=Nf/Ndff)

鑰伙柔噶狗仰雹采痔俯汲眷莫吁梢藐夯喬伴著碘嘉址杏鷹猩凜彎窒佳薪體第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法第六章穩(wěn)定性同位素示蹤法6.植物中來(lái)自土壤N的量：Nps鑰伙柔噶狗仰雹采痔俯汲眷789、N素回收率：

R回

=已檢出的Nf量/Nf×100%(9)10、N素?fù)p失率：

R失

=100%-R回(10)以上公式適用32P等放射性物質(zhì)（以比強(qiáng)為單位）等計(jì)算。

庭淑凜萊馬遮芋鴉煥自苔節(jié)篷烈攣