基于^(13)C同位素标记法探究连作对丹参生长及光合碳分配的影响 被引量：1

1

作者 孟缘 付心雨 +5 位作者 鞠吉东 周冰谦 卢恒 王晓 郭兰萍 刘伟 《山东农业科学》 北大核心 2024年第2期95-103,共9页

以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位... 以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位素比率、^(13)C原子百分比以及单位干重样品的^(13)C总量,以明确连作对丹参生长与光合作用的影响机理。结果表明,连作条件下,丹参各部分生物量与叶绿素含量明显下降,抗氧化酶活性升高;有效成分中的丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_(A)、二氢丹参酮Ⅰ以及迷迭香酸含量均降低;连作显著影响^(13)C-光合碳分配比例,非连作丹参地上部、根部以及根际土壤中^(13)C-光合碳比率分别为27.14%、72.80%和0.06%,连作丹参为59.38%、40.59%和0.03%。综上,连作后,丹参生长发育与次生代谢受到明显影响;光合产物向地下部的转移能力降低,导致连作丹参根部生长发育受到明显抑制;丹参光合作用的强弱是反映丹参生长状况的重要指标。 展开更多

关键词 ^^(13)c脉冲标记法 光合碳 丹参 生长代谢 连作障碍

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用^(13)C脉冲标记方法研究施肥与地膜覆盖对玉米光合碳分配的影响 被引量：37

2

作者 安婷婷 汪景宽 +3 位作者 李双异 付时丰 裴久渤 李慧 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期948-955,共8页

基于沈阳农业大学棕壤长期定位试验站不同施肥与地膜覆盖处理,采用原位13CO2脉冲标记的方法示踪了13C在玉米-土壤系统中的转移与分配,探讨了施肥与地膜覆盖对玉米光合碳动态变化的影响。结果表明:玉米-土壤系统光合固定碳转移较快,且分... 基于沈阳农业大学棕壤长期定位试验站不同施肥与地膜覆盖处理,采用原位13CO2脉冲标记的方法示踪了13C在玉米-土壤系统中的转移与分配,探讨了施肥与地膜覆盖对玉米光合碳动态变化的影响。结果表明:玉米-土壤系统光合固定碳转移较快,且分配差异较大,其δ13C值在标记1 d表现为茎叶>根>根际土壤>土体,且同一施肥处理下传统栽培高于覆膜栽培。标记15 d玉米植株和根际土壤δ13C值降低,而土体δ13C值却略有升高。传统栽培不施肥处理对13C富集程度最大,其中茎叶和根δ13C值在标记1 d分别为1 568‰和598‰;标记15 d为178‰和147‰。玉米-土壤系统13C固定比例在标记1 d和15 d分别为64.01%和38.65%,且13C分配按茎叶、根、根际土壤、土体顺序依次降低。覆膜施有机肥处理显著提高了光合固定13C数量及13C在玉米和土壤中的分配比例,是促进13C同化与分配的主要方式。 展开更多

关键词 脉冲标记 13c标记 施肥 地膜覆盖 光合碳

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应用^(13)C脉冲标记方法研究不同施氮量对冬小麦净光合碳分配及其向地下输入的影响 被引量：36

3

作者 齐鑫 王敬国 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期2524-2530,共7页

通过盆栽试验,研究了不同施氮0、150和300mgN·kg-1水平下,冬小麦光合产物的分配和根系碳淀积量,分别在苗期、拔节期、花期和灌浆期用13CO2脉冲标记6h,标记6h后和生育期结束后破坏性取样,测定冬小麦地上部、根、土壤和土壤呼吸中的... 通过盆栽试验,研究了不同施氮0、150和300mgN·kg-1水平下,冬小麦光合产物的分配和根系碳淀积量,分别在苗期、拔节期、花期和灌浆期用13CO2脉冲标记6h,标记6h后和生育期结束后破坏性取样,测定冬小麦地上部、根、土壤和土壤呼吸中的13C含量。结果表明,净光合固定的13C分配到地上部的比例从苗期36.8%~94.1%增加到灌浆期的39.9%~98.3%,施氮处理显著高于不施氮处理,而固定在地下部的13C占冬小麦净吸收比例的0.3%~30%,低氮处理显著高于高氮处理,转移到土壤中碳有1%左右,最大值为2.4%。整个生育时期,低氮处理冬小麦植株输入到土壤的碳量为51.4mgC·株-1,显著高于不施氮处理的36mgC·株-1和高氮处理的34mgC·株-1。生育期结束后,通过直接称量根系干重的方法,估算不同施氮水平下小麦仍有102、105和66mgC·株-1作为根系残体保留在土壤中,因此,在整个生育期结束后,在3个氮水平下冬小麦所固定的大气CO2的量分别是138、156和100mgC·株-1。由此可见,低氮能增加从根系到土壤碳的累积量。 展开更多

关键词 根系淀积 氮肥 冬小麦 ^^13c 脉冲标记

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^(13)C脉冲标记定量研究施氮量对光合碳在水稻-土壤系统中分布的影响 被引量：20

4

作者 刘萍 江春玉 李忠佩 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期567-575,共9页

通过盆栽试验,设置两种施氮水平(50 mg kg-1和100 mg kg-1)处理(分别记为N50和N100),采用四次13C脉冲标记对不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)水稻光合产物碳在水稻-根际土壤系统中的分配特征进行定量研究。结果表明,不同施... 通过盆栽试验,设置两种施氮水平(50 mg kg-1和100 mg kg-1)处理(分别记为N50和N100),采用四次13C脉冲标记对不同生育期(分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期)水稻光合产物碳在水稻-根际土壤系统中的分配特征进行定量研究。结果表明,不同施氮水平下,N100处理的水稻地上部生物量显著高于N50处理(p<0.05);生长后期N50处理促进根的生长,根冠比增加。N100处理四次脉冲标记总累积13C量达265.5 mg,较N50处理高出39%,分配到土壤中的13C量高出46%,说明适当增施氮肥,不仅可以提高作物产量,还能增加作物输入土壤的有机碳量。水稻早期光合碳主要运往地下部(21.7%~52.7%),灌浆期地下部分配比例大大降低(7.50%~8.90%)。两种施氮水平下,四次脉冲标记累积吸收的光合13C在植株和土壤中的分配比例大致相同,累积吸收的光合碳约72%在植株地上部,28%分配到地下部(根系7.21%~7.71%和根际土壤20.3%~21.2%)。 展开更多

关键词 13c脉冲标记 根际沉积 水稻 氮素水平

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应用脉冲标记法对杉木富集^(13)C技术的初步研究 被引量：12

5

作者 于晓燕 池丽娟 毛艳玲 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1473-1477,共5页

通过盆栽试验对杉木幼苗进行13C同位素标记,并对杉木不同器官光合产物的分配进行研究,为木本植物的同位素标记与光合分配研究提供参考依据。结果表明,未标记杉木针叶、枝干的δ13C值随时间呈下降趋势,根呈现先下降后上升的趋势;标记后,... 通过盆栽试验对杉木幼苗进行13C同位素标记,并对杉木不同器官光合产物的分配进行研究,为木本植物的同位素标记与光合分配研究提供参考依据。结果表明,未标记杉木针叶、枝干的δ13C值随时间呈下降趋势,根呈现先下降后上升的趋势;标记后,杉木各器官δ13C值随时间呈现明显上升,达到高点后有一定下降。光合碳分配到杉木不同器官间的Atom%13C存在差异,大致呈现出当年生针叶最大,一年生针叶最小,根、枝干居中。13C标记使杉木针叶、枝干、根的δ13C由-25.185‰、-24.689‰、-25.326‰升为116.737‰、106.800‰、124.080‰。经过13C标记可获得富集13C的木本植物材料,可为研究土壤碳组分周转提供试验材料。 展开更多

关键词 杉木 ^^13c标记技术 光合碳 ^^13c丰度

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脉冲标记下甘蔗^(13)C富集及氮磷钾含量变化 被引量：2

6

作者 桂意云 李海碧 +5 位作者 韦金菊 周会 祝开 赵培方 刘昔辉 区惠平 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期586-593,共8页

^(13)C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗^(13)C脉冲标记方法,同时获得^(13)C富集蔗叶,本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验,供试甘蔗品种为桂糖58号,设置0(CK)、0.32(T1)、0.64(T2)和1.28 g·... ^(13)C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗^(13)C脉冲标记方法,同时获得^(13)C富集蔗叶,本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验,供试甘蔗品种为桂糖58号,设置0(CK)、0.32(T1)、0.64(T2)和1.28 g·m-(3 T3)4个Na2^(13)CO3标记浓度,每隔7 d进行6 h的^(13)CO_(2)脉冲标记,共标记6次。于第6次脉冲标记开始及结束后采集标记室内气体,测定CO_(2)浓度和δ^(13)C-CO_(2)。并于第2、第4和第6次标记7 d后破坏性采集植株,测定蔗叶和根系δ^(13)C值及全碳和N、P、K含量,计算蔗叶和根系^(13)C标记效率。结果表明,在密闭标记时间内,外源释放的^(13)CO_(2)95%以上被甘蔗光合作用利用。蔗叶δ^(13)C值和F值随着标记次数和Na2^(13)CO3标记浓度的增加而增加。标记4次和6次后,蔗叶^(13)C平均标记效率分别为25.2%和36.6%。总体来看,每次以0.32 g·m^(-3) Na2^(13)CO3标记6 h,每隔7 d标记1次,标记4次即可获得经济适用的^(13)C富集蔗叶。养分含量结果表明,T1和T2浓度标记的蔗叶N、P、K含量均显著高于或相当于未标记蔗叶。标记4次后,除T2浓度标记的根系P含量外,标记根系的N、P、K含量均较未标记根系降低7.9%~32.9%、0.9%~20.7%和21.9%~47.9%。蔗叶N、K含量与根系N、K含量呈显著或极显著负相关。可见^(13)C脉冲标记影响了甘蔗体内N、P、K的吸收与分配,促进了根系N、K向蔗叶迁移。本研究结果可为甘蔗同位素的高效标记以及标记期间甘蔗的养分管理提供参考依据,并为进一步研究甘蔗秸秆碳在大气-植物-土壤中的周转提供科学材料。 展开更多

关键词 碳同位素 甘蔗 ^^(13)cO_(2)脉冲标记 氮磷钾含量

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基于^(13)C脉冲标记法探究种植密度对侧柏幼苗生长及光合碳分配的影响 被引量：5

7

作者 孔玉华 朱庆征 +2 位作者 曲安然 朱龙飞 杨小燕 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 2022年第1期131-138,共8页

【目的】通过盆栽试验定量研究侧柏光合碳在地上部分、地下部分及土壤中的分配规律,探索人工林生态系统中植物-土壤的碳周转情况。【方法】以树龄1 a的侧柏幼苗为研究对象,设置3个种植密度水平(低密:1株/盆,中密:3株/盆,高密:5株/盆),... 【目的】通过盆栽试验定量研究侧柏光合碳在地上部分、地下部分及土壤中的分配规律,探索人工林生态系统中植物-土壤的碳周转情况。【方法】以树龄1 a的侧柏幼苗为研究对象,设置3个种植密度水平(低密:1株/盆,中密:3株/盆,高密:5株/盆),两个处理(^(13)C脉冲标记处理和未标记处理),采集地上部分、地下部分及根际土壤样品,对比分析植株生物量、^(13)C、全碳(TC)和全氮(TN)含量以及根际土壤理化性质的变化。【结果】随种植密度的提高,侧柏幼苗地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量均呈递增的趋势,高种植密度显著提高了根际土壤溶解性有机碳和硝态氮的含量(P<0.05)。3个种植密度下植物-土壤系统各组分固定的^(13)C含量均表现为地上部分>地下部分>根际土壤(P<0.05)。种植密度显著影响了光合^(13)C含量在各组分的分配比例,且随种植密度的提高,分配在地上部分的比例呈递增趋势,变化范围为61.95%~64.92%;分配在地下部分的比例呈递减趋势,变化范围为38.04%~35.07%;而分配在土壤中的比例无显著差异(0.01%~0.02%)。【结论】种植密度显著影响侧柏幼苗的生长及光合碳在地上部分、地下部分和土壤中的分配比例,高密度种植提高了植株及土壤的碳固定,但也可能造成了种间竞争作用,使光合碳优先分配在植株的地上部分,而减少了向地下部分的转运。 展开更多

关键词 ^^(13)c脉冲标记 种植密度 侧柏幼苗 光合碳分配 碳周转

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基于^(13)C标记的低磷胁迫杉木根系亲缘识别分析

8

作者 李亚超 王讷敏 +3 位作者 张慧 林文奖 马祥庆 吴鹏飞 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第23期10827-10837,共11页

为了探究低磷(P)胁迫下不同亲缘关系邻株对杉木生长的影响规律,验证杉木根系是否具有亲缘识别行为,采用室内盆栽控制试验,选择2个杉木半同胞家系(No.32、No.28)为试验材料,利用^(13)C同位素标记方法,分别在不同供P水平条件下(1.0 mmol/L... 为了探究低磷(P)胁迫下不同亲缘关系邻株对杉木生长的影响规律,验证杉木根系是否具有亲缘识别行为,采用室内盆栽控制试验,选择2个杉木半同胞家系(No.32、No.28)为试验材料,利用^(13)C同位素标记方法,分别在不同供P水平条件下(1.0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P1和0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P0),构建亲缘组(No.32+No.32^(*),^(*)为进行^(13)C同位素标记的植株)、非亲缘组(No.28+No.32^(*))2种亲缘邻株栽植模式,以杉木单株栽植(No.32^(*))为对照处理(CK),分别对不同处理中No.32杉木幼苗的地上部进行^(13)C同位素标记,测定不同亲缘邻株下的杉木根长、根表面积、根体积、根平均直径等生长指标,以及邻株参试苗木叶、茎、根的^(13)C丰度的差异性。No.32^(*)的邻株植物在未标记^(13)C的情况下检测出^(13)C丰度发生显著变化。在不供P处理下发现非亲缘组No.28的全株总^(13)C丰度显著高于亲缘组No.32,表明低P胁迫促进杉木与非亲缘邻株的C交流。不供P处理下非亲缘组No.32^(*)杉木全株生物量比亲缘组No.32^(*)低了31.3%,供P水平显著改变了杉木与邻株的相处生长模式,与非亲缘植株相邻的杉木全株生物量减少,根冠比降低,生长发育减弱。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)比CK组提高46.0%根表面积,降低74.7%根体积。不供P处理下,非亲缘邻株促进杉木根表面积增加,提高P获取能力,增强杉木地下部分竞争力。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)全株P含量与CK组没有显著差异,而亲缘组显著低于CK组,非亲缘组No.32^(*)全株P利用效率(PUE)显著低于亲缘组,可见,在低P胁迫下亲缘邻株可促进杉木PUE的提高,缓解杉木的低P胁迫,维持逆境中杉木的正常生长发育。本研究发现杉木与邻株存在基于^(13)C交流的亲缘识别,低P胁迫下杉木面对亲缘植物表现出提高相互响应度,提高PUE,面对非亲缘植物则表现出较强竞争力。养分匮乏下,杉木面对不同的亲缘邻株做不同的应对策略,这为优化杉木人工林种内或种间混交经营管理提供了理论依据。 展开更多

关键词 杉木 根系亲缘识别 ^^(13)c同位素标记 低磷胁迫 邻株竞争

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应用脉冲标记粗枝云杉和四川红杉幼苗的^(13)C分配特征研究 被引量：2

9

作者 杨玉婷 杨红艳 +8 位作者 刘金超 曲炜辰 杜婷 张玉 张丽 游成铭 谭波 徐振锋 李晗 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期225-229,274,共6页

【目的】探究针叶树种对光合碳同化产物在器官-土壤中的分配规律。【方法】以粗枝云杉(Picea asperata)和四川红杉(Larix masteriana)5 a生幼苗为试验对象,通过盆栽实验,利用脉冲标记法对处于生长期的幼苗进行4次^(13)C同位素脉冲标记,... 【目的】探究针叶树种对光合碳同化产物在器官-土壤中的分配规律。【方法】以粗枝云杉(Picea asperata)和四川红杉(Larix masteriana)5 a生幼苗为试验对象,通过盆栽实验,利用脉冲标记法对处于生长期的幼苗进行4次^(13)C同位素脉冲标记,以期揭示粗枝云杉和四川红杉光合碳同化产物在器官-土壤中的分布规律。【结果】两种幼苗各器官和土壤δ^(13)C值在标记前后均存在显著差异,且标记后^(13)C富集量表现为:四川红杉>粗枝云杉。标记后四川红杉根、枝、叶和土壤的δ^(13)C值范围分别为:25.33‰~171.64‰、36.68‰~206.84‰、79.40‰~230.91‰和-16.49‰~-11.28‰,具体表现为叶>枝>根>土壤;粗枝云杉根、枝、叶和土壤的δ^(13)C值范围为-23.02‰~63.97‰、-23.72‰~18.52‰、-20.09‰~14.09‰和-20.27‰~-15.71‰,表现为根>叶>枝>土壤。【结论】基于^(13)C脉冲标记下,四川红杉^(13)C富集量相对高于粗枝云杉,其中四川红杉幼苗叶对碳的固定较高,而粗枝云杉幼苗根系对^(13)C的固定较高。这些结果表明脉冲标记法在探究针叶树种幼苗期器官-土壤中光合产物分配规律研究中效果良好,为稳定同位素脉冲标记法在植物生理和生态中的应用提供了一定的基础数据和技术支持。 展开更多

关键词 脉冲标记 ^^(13)c 粗枝云杉 四川红杉 器官

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植物富集^(13)C标记技术的初步研究 被引量：30

10

作者 尹云锋 杨玉盛 +2 位作者 高人 马红亮 卢茜 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期790-793,共4页

稳定同位素13C技术已被广泛用于研究土壤有机碳的周转。13C技术可分为自然标记和人工标记两种。13C自然标记方法研究土壤碳周转一般用于田间原位试验，要求有C3和C4植物的更替，且要有准确的更替时间。

关键词 13c 脉冲标记 水稻

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纤维素前驱物6-^(13)C标记示踪研究纤维素与木质素连接方式 被引量：7

11

作者 向松明 谢益民 +1 位作者 杨海涛 姚兰 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期37-42,共6页

从细胞壁多糖的角度分析糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的共价键连接方式,合成了带6-13C标记的纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖,并将其与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)及外源性木质素前驱物松柏醇-β-D-葡... 从细胞壁多糖的角度分析糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的共价键连接方式,合成了带6-13C标记的纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖,并将其与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)及外源性木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷一起投入生长中的银杏植物体内,分析结果证明了(6-13C)尿苷二磷酸葡萄糖是对植物中纤维素进行选择性13C标记的合适的前驱物。从正常生长的银杏新生木质部组织提取木质素-碳水化合物复合体(LCC),并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得LCC酶解产物(EDLCC)。红外光谱及13C NMR检测LCC和EDLCC,分析证实了纤维素6位碳与木质素以苯甲醚键方式连接。 展开更多

关键词 纤维素 ^^13c标记 ^^13c NMR 木质素 碳水化合物复合体 苯甲醚键

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^(13)C标记技术在土壤和植物营养研究中的应用 被引量：33

12

作者 沈其荣 殷士学 +1 位作者 杨超光 陈巍 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 2000年第1期98-105,共8页

过去研究有机物在土壤中的周转通常采用14 C标记技术 ,但由于人们对其放射性的关注 ,进入 80年代以来研究者趋于使用稳定性同位素13C标记技术。虽然13C标记技术相对来说还较年轻 ,但从已有有限的研究资料来看其优越性已经显示出来。一... 过去研究有机物在土壤中的周转通常采用14 C标记技术 ,但由于人们对其放射性的关注 ,进入 80年代以来研究者趋于使用稳定性同位素13C标记技术。虽然13C标记技术相对来说还较年轻 ,但从已有有限的研究资料来看其优越性已经显示出来。一是在一定的条件下可以利用自然丰度分异较大的天然材料作为标记材料 ,既可以省去标记的时间和费用 ,又可以做到真正的“原位”研究 ;二是利用13C和15N加富标记技术 ,结合核磁共振测定 ,不仅可以研究有机物分解的动态变化 ,还可以追踪有机物在周转过程中C、N组分化学结构的变化 ,能为揭示土壤养分循环和腐殖质形成机理提供更多的信息。本文根据已收集到的部分资料 ,对13C标记技术在土壤和植物营养中的应用情况作一简要综述 ,并在此基础上讨论了13C加富标记技术在研究植物光合作用、光合产物的去向以及标记秸杆在土壤中的分解等方面的应用及其注意点 。 展开更多

关键词 ^^13c标记技术 土壤 植物营养

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^(13)C稳定同位素在陆地生态系统植物-微生物-土壤碳循环中的应用 被引量：1

13

作者 白雪娟 翟国庆 刘敬泽 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期175-190,共16页

绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO_(2),是陆地生态系统的主要碳(C)源,量化光合C在植物-土壤系统间的分配,对于明确C的周转与存留、预测气候变化背景下植被和土壤C库潜力具有重要意义。^(13)C稳定同位素技术具有准确性和易操作性,在C... 绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO_(2),是陆地生态系统的主要碳(C)源,量化光合C在植物-土壤系统间的分配,对于明确C的周转与存留、预测气候变化背景下植被和土壤C库潜力具有重要意义。^(13)C稳定同位素技术具有准确性和易操作性,在C循环研究中被广泛应用,为探究植物-土壤系统C分配、土壤微生物群落结构、C利用效率和土壤C矿化为CO_(2)通量变化等特性提供重要技术支撑。本研究首先介绍^(13)C稳定同位素的发展和标记方法,主要有^(13)C脉冲(单次与多次)标记、^(13)C连续标记、借助C_(4)土壤种植C_(3)植物确定^(13)C丰度以及不改变植被条件鉴定自然^(13)C丰度等。其次总结该技术在植物-微生物-土壤系统C循环中的应用:主要包括^(13)C同位素标记在植物-土壤系统C分配,^(13)C自然丰度技术在树木生长轮和植物群落水平C循环、土壤有机C形成与分解过程中的应用;在土壤微生物方面,概述^(13)C稳定同位素在磷脂脂肪酸、氨基糖、芯片-稳定同位素探针、纳米二次离子质谱同位素成像、荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术等微生物标志物上的应用。接着总结^(13)C稳定同位素方法的缺点,即^(13)C样品检测价格昂贵、由于^(13)C分馏作用影响^(13)C丰度检测不准确及^(13)C标记与微生物标志物技术结合对^(13)C标记丰度要求较高等。最后,对未来^(13)C同位素示踪技术研究提出展望:在理论上,需探究^(13)C标记底物在植物-土壤-微生物系统C分配、转化和固持的作用机制和影响机制,构建统计与验证模型;在应用上,应注重交叉学科的运用,将地理信息系统、遥感等地学技术与^(13)C稳定同位素相结合,从更广泛、更全面的角度推进陆地生态系统C循环研究。 展开更多

关键词 ^^(13)c稳定同位素标记技术 陆地生态系统 碳循环 土壤有机碳 微生物标志物

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基于^(13)C示踪的2个杉木家系幼苗光合碳分配动态

14

作者 杨梦佳 邹显花 +7 位作者 郭志娟 彭钊 何妍 彭志远 姚必达 黄国敏 朱丽琴 黄荣珍 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期35-46,共12页

【目的】探究2个杉木家系幼苗在不同CO_(2)浓度下对外源碳的固定及其光合碳在不同器官中的运输与分配规律,为揭示杉木固碳及光合碳分配策略对CO_(2)浓度升高的响应机制提供理论依据。【方法】以南方林区广泛种植的洋口No.020和No.061杉... 【目的】探究2个杉木家系幼苗在不同CO_(2)浓度下对外源碳的固定及其光合碳在不同器官中的运输与分配规律,为揭示杉木固碳及光合碳分配策略对CO_(2)浓度升高的响应机制提供理论依据。【方法】以南方林区广泛种植的洋口No.020和No.061杉木幼苗为对象,设置对照CO_(2)浓度(400±50)μmol·mol^(-1)(C400)及CO_(2)浓度分别升高到(800±50)μmol·mol^(-1)(C800)和(1000±50)μmol·mol^(-1)(C1000)这3个CO_(2)浓度梯度,利用^(13)C标记法对不同浓度CO_(2)进行标记,量化示踪标记后不同阶段各杉木家系幼苗固定的光合碳在各组织器官的流向和分配,分析幼苗净光合速率、各器官生物量分配比例及生长差异,阐明不同CO_(2)浓度条件下各杉木家系幼苗的固碳能力及光合碳的体内分配规律差异。【结果】在不同CO_(2)浓度处理下,各杉木家系幼苗的各组织器官的^(13)C分配和生物量分配比例均大致呈现叶>茎>根的规律。随着CO_(2)浓度增加,各杉木家系幼苗的净光合速率与各器官δ^(13)C值总体上随之增加;No.020加快对根的^(13)C运输,表现为处理1天后,C800与C1000处理下根的^(13)C分配比例分别较C400处理增加50.40%和109.63%。CO_(2)处理浓度亦影响各杉木家系幼苗的光合碳分配策略,进而改变生物量分配。30天后,相较C400处理:C800与C1000处理下的No.020地上部^(13)C分配比例分别增加了6.23%和6.03%,No.020茎的^(13)C分配比例分别增加了39.50%和50.31%(P<0.05),No.061根系^(13)C分配比例分别增加了22.40%和70.26%(P<0.05),No.061茎的^(13)C分配比例分别减少了2.45%和15.10%(P<0.05);C1000处理下No.061茎的生物量分配比例减少12.44%,根的生物量分配比例增加5.22%。【结论】正常大气CO_(2)浓度下,No.020杉木幼苗具有更强的代谢转运能力。CO_(2)浓度升高促进2个杉木家系幼苗提高净光合速率,增加光合碳合成,促进No.020杉木幼苗加快对光合碳的向下运输,并影响2个基因型杉木的光合碳分配策略,其中,No.020倾向于向地上部尤其是茎中储存光合碳,而No.061倾向牺牲茎的光合碳分配以增加根系光合碳供给。 展开更多

关键词 ^^(13)c标记 杉木 不同家系 cO_(2)浓度升高 光合碳分配

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利用^(13)C标记和自然丰度三源区分玉米根际CO_(2)释放 被引量：4

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作者 孙昭安 张保仁 +4 位作者 何敏毅 王开永 胡正江 陈清 孟凡乔 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1256-1266,共11页

石灰性土壤中,根际土壤释放的CO_(2)有三个来源,即根源呼吸、土壤有机碳(SOC)分解和土壤无机碳(SIC)溶解,三源区分土壤释放的CO_(2)是量化土壤碳平衡的前提。分别在玉米拔节期、抽穗期和灌浆期进行7 h的^(13)O_(2)脉冲标记,经过27 d示... 石灰性土壤中,根际土壤释放的CO_(2)有三个来源,即根源呼吸、土壤有机碳(SOC)分解和土壤无机碳(SIC)溶解,三源区分土壤释放的CO_(2)是量化土壤碳平衡的前提。分别在玉米拔节期、抽穗期和灌浆期进行7 h的^(13)O_(2)脉冲标记,经过27 d示踪期后破坏性取样,测定^(13)标记与自然丰度处理中,玉米地上部、根系、土壤和土壤CO_(2)的碳含量和δ^(13)值,利用^(13)示踪并结合自然丰度法区分玉米土壤CO_(2)的来源。研究结果显示,随着玉米生长,根源呼吸对土壤CO_(2)的贡献呈降低趋势,从拔节期的66.7%降低至灌浆期的25.8%。整个玉米旺盛生育期内(从拔节期到生育期末),根源呼吸和土壤总碳释放对土壤CO_(2)具有同等贡献,SOC和SIC释放对土壤总碳释放的贡献率分别为30%和20%。玉米生长对土壤的碳输入(根系+根际沉积物)超过土壤总碳(SIC+SOC)的释放,总体表现为土壤碳汇。研究表明,SIC溶解对全球碳库稳定性和调节CO_(2)浓度的影响非常重要,若忽视石灰性土壤中SIC溶解,则会高估SOC的分解,进而影响SOC激发效应以及土壤碳平衡的评估。 展开更多

关键词 ^^(13)c脉冲标记 三源区分 土壤有机碳 土壤无机碳 根源呼吸

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大穗型水稻^13C光合产物的积累与分配 被引量：17

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作者 闫川 洪晓富 +3 位作者 阮关海 余守武 王绍华 丁艳锋 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1282-1287,共6页

为了研究大穗型水稻品种穗、后光合产物的积累与分配,本试验以不同穗粒型的杂交粳稻品种为材料,研究了大穗型水稻穗后的光合生产、积累及物质转运特性,并通过13CO2标记技术,研究了水稻穗后不同时期光合产物的去向。结果表明,大穗型品种... 为了研究大穗型水稻品种穗、后光合产物的积累与分配,本试验以不同穗粒型的杂交粳稻品种为材料,研究了大穗型水稻穗后的光合生产、积累及物质转运特性,并通过13CO2标记技术,研究了水稻穗后不同时期光合产物的去向。结果表明,大穗型品种的穗粒数、单穗重显著大于中穗型品种。大穗型品种在齐穗后剑叶的净光合速率和上三叶的SPAD值显著高于中穗型品种。大穗型总13C同化物量显著高于中穗型品种,尤其表现在灌浆后期的穗部,而灌浆后期中穗型品种茎秆和叶片中的13C同化物量高于大穗型品种。大穗型品种具有较强的CO2同化能力优势,穗后光合产物的积累优势明显,且茎鞘物质向穗部的转移量、转运率及抽穗至成熟干物质积累占籽粒产量的百分率明显高于中穗型品种,具有更高的增产潜力。该研究以期为水稻超高产育种和栽培提供理论依据。 展开更多

关键词 水稻 大穗型 ^^13c标记 光合生产 积累与分配

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^(13)C同位素示踪法研究木素与纤维素连接键的形成 被引量：12

17

作者 范建云 谢益民 +2 位作者 杨海涛 李松礼 王鹏 《中国造纸学报》 EI CAS CSCD 2006年第1期1-4,共4页

经润胀处理后的微晶纤维素,在β-葡萄糖甙酶、葡萄糖氧化酶及过氧化物酶存在下,与松柏醇葡萄糖甙发生聚和反应得到木素-纤维素复合体(DHPCC)。用高分辨率CP/MAS13C-NMR分析常规DHPCC和侧链α位被13C标记的DHPCC-13C时发现,DHPCC中木素... 经润胀处理后的微晶纤维素,在β-葡萄糖甙酶、葡萄糖氧化酶及过氧化物酶存在下,与松柏醇葡萄糖甙发生聚和反应得到木素-纤维素复合体(DHPCC)。用高分辨率CP/MAS13C-NMR分析常规DHPCC和侧链α位被13C标记的DHPCC-13C时发现,DHPCC中木素结构单元以-βO-4、β-β、β-5和β-1方式连接为主,还含有少量的松柏醇结构和肉桂醇结构;DHPCC中木素与纤维素之间以苯甲醚键、苯甲酯键及缩醛键连接,其中,缩醛键与酯键可能为主要的连接方式。 展开更多

关键词 纤维素 ^^13c标记 木素

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愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-^(13)C]的合成新方法及结构分析 被引量：11

18

作者 周燕 谢益民 +2 位作者 杨志勇 邵震宇 赵志法 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期921-926,共6页

本文研究了愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C]的合成新路线,首次合成出α位带13C同位素标记的愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C],并利用1H-NMR、13C-NMR等手段对其化学结构进行了分析。研究结果表明:利用乙醇作为反应溶剂使4... 本文研究了愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C]的合成新路线,首次合成出α位带13C同位素标记的愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C],并利用1H-NMR、13C-NMR等手段对其化学结构进行了分析。研究结果表明:利用乙醇作为反应溶剂使4-乙酰基愈创木酚-[α-13C]的溴代反应成为均相反应,溴代产物的产率可提高到90%以上。采用硅胶层析用乙酸乙酯和正己烷(1/2=V/V)做流动相可以分离得到该中间产物。通过利用过量愈创木酚和4-(α-溴代乙酰基)-愈创木酚-[α-13C]进行反应,可以得到β-0-4型木素模型化合物———愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-13C]。 展开更多

关键词 ^愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚-[α-^13c] 溴代反应 合成 ^^13c标记

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δ^(13)C值在羊草草原植物体中的差异和变化及其影响因素分析 被引量：3

19

作者 耿元波 王子腾 李茹霞 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期153-162,共10页

为了解稳定同位素^(13)C在草原植物体中的分配和变化以及水分和温度对^(13)C组成(δ^(13)C)的影响,在内蒙古羊草草原的生长盛期(7-9月),应用^(13)C脉冲标记技术,测定了^(13)C脉冲标记处理和对照处理下羊草草原植物活体和活根中的δ^(13... 为了解稳定同位素^(13)C在草原植物体中的分配和变化以及水分和温度对^(13)C组成(δ^(13)C)的影响,在内蒙古羊草草原的生长盛期(7-9月),应用^(13)C脉冲标记技术,测定了^(13)C脉冲标记处理和对照处理下羊草草原植物活体和活根中的δ^(13)C,分析了土壤水分、气温和地温对植物体中δ^(13)C的影响。结果表明:对照处理中羊草草原植物活根δ^(13)C值比活体高1～2‰,标记处理中活体δ^(13)C值显著高于活根,标记处理中活体和活根的δ^(13)C均显著高于对照处理。生长盛期,标记和对照处理中植物活体和活根的δ^(13)C值均表现为先减小再增加,随后再减小的趋势。对照处理中活体和活根以及标记处理中活根的δ^(13)C与0～20cm土壤水分含量之间线性负相关,而标记处理中活体δ^(13)C与0～20cm土壤水分之间存在二次函数关系。标记、对照两处理中羊草草原活体、活根δ^(13)C与温度均呈线性正相关。 展开更多

关键词 羊草草原 δ13c 13c脉冲标记 土壤水分 气温 土壤温度

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应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸 被引量：2

20

作者 李茹霞 耿元波 《草业学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期56-70,共15页

草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自... 草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自然标记法和13C脉冲标记法,并结合静态箱-Keeling plot方法对内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统呼吸进行了区分,并分析比较2种方法的区分结果。结果表明:1)实验中13C自然标记样方和13C脉冲标记样方生境一致,两者土壤温度和土壤含水量无显著差异,13C自然标记法和13C脉冲标记法的区分结果具有可比性。2)对比自然标记法,脉冲标记法显著提高了生态系统呼吸、土壤呼吸和地上部植物呼吸的δ13C值(P<0.05)。3)13C自然标记法和13C脉冲标记法区分结果Fs/Feco(土壤呼吸通量/生态系统呼吸通量)在2011年分别是(75.2±4.3)%和(73.8±2.9)%,在2012年分别是(89.2±2.0)%和(89.1±1.4%)。统计分析结果表明,2种方法获得的区分结果无显著差异(2011:P=0.567;2012:P=0.674),表明自然状态下,羊草草原生态系统呼吸、地上部植物体呼吸和土壤呼吸之间的δ13C值差异足够用来区分生态系统呼吸,这一发现能够提高同位素标记法区分生态系统呼吸的效率,进而为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考。 展开更多

关键词 13c自然标记法 13c脉冲标记法 Keeling PLOT 生态系统呼吸区分 羊草草原

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