提取方式和测定方法对氢氧稳定同位素的影响及其在花生作物水源解析的应用

【摘要】水资源不足是世界主要农业产区普遍存在的问题,而随着农业生产的发展,我国水资源形势也日益严峻,水资源已成为制约我国农业生产和发展的关键因素。稳定性同位素技术能够帮助我们深入了解作物水分来源,能够为土壤-植物-大气连续体(SPAC)中的水分传输和节水农业的发展提供理论依据与指导。本文采用真空蒸馏和共沸蒸馏两种提取方法对土壤(红粘土、红砂土和水稻土)和植物(橘树、水稻和花生)的茎叶分别进行了提取,并对提取出的水分进行了氢氧稳定同位素的对比分析,旨在提出合适的提取方法；采用LosGatosResearch公司生产的激光同位素分析仪分别测定植物水、土壤水、雨水和地下水等样品,并用其开发的光谱污染矫正软件标记和量化水样品的污染,修正污染水样品的同位素值,然后与同位素质谱仪进行比对,旨在验证激光同位素分析方法的准确性；最后通过田间试验和氢氧稳定同位素技术,采用耦合模型,并用该模型定量计算了各水源对不同生育期花生的贡献率。得到了如下主要结论：(1)真空蒸馏对土壤和植物水分提取率显著高于共沸蒸馏(P<0.001)；土壤含水量和土壤类型对水分提取率的影响不显著；而水稻茎叶水分提取率显著高于橘树和花生茎叶(P<0.001),且叶的水分提取率显著高于茎(P<0.001)。真空蒸馏提取出土壤水分的δD和δ18O值与标准样的差异不显著,而共沸蒸馏下提取出土壤水分的δD与标准样差异达到显著(P<0.001),水稻叶和橘树叶的δD和δ18O值高于茎。研究结果表明,真空蒸馏比共沸蒸馏更适合土壤和植物水分的提取且其提取出的水分更能真实反映样品中氢氧同位素组成。(2)对比分析激光同位素分析仪和同位素质谱仪分析仪测定液态水氢氧稳定同位素,发现土壤水、雨水和地下水等样品均未受到污染,而植物样品均受到一定程度的光谱干扰；植物水的δD和δ18O修正范围分别是3.58‰-26.65‰和2.14‰-18.27‰,其中花生的修正偏差最大,为26.65‰(δD)和18.27‰(δ18O).在修正与非修正的δD数值之间存在明显统计学差异(p<0.05)的有花生和橘树。该修正方法消除了δD测定的差异,并大大降低了δ18O的偏差。可见,激光同位素分析仪在测量土壤水、雨水和地下水同位素时可以有效地代替传统的同位素质谱仪法,但对植物水的测量时,则首先需要判断样品是否受到光谱干扰,如果受到污染仍需同位素质谱法进行确认。(3)本研究利用的耦合模型综合了各种水源氢氧稳定同位素信息,能够计算多种水源对植物的贡献率,且其计算结果不受水源种类限制。花生各生育期利用水源种类有所差异,表层土壤水为花生后期所利用的重要水源,而其对花生初期的贡献率不大；降雨为花生整个生育期所利用的一个重要水源。
【作者】刘文茹；
【导师】陈效民；彭新华；
【作者基本信息】南京农业大学，土壤学，2013，硕士
【关键词】氢氧同位素；水分提取；花生；水源贡献；

【参考文献】
[1]彭晓明.十二指肠溃疡肝气犯胃证的个性心理特征及神经内分泌的关系研究[D].甘肃中医学院,中西医结合临床,2014,硕士.
[2]郭嘉.线在平面设计中的应用研究[D].山西师范大学,美术学,2013,硕士.
[3]田一丹.苗期涝后叶面喷施DDTC对大豆生长和生理特性的影响[D].南京农业大学,作物栽培学与耕作学,2013,硕士.
[4]栾文力.直升机飞行控制系统直接自修复控制方法研究[D].南京航空航天大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[5]韦铁.基于互联网的知识检索和管理的研究[D].西北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[6]苗笛.天津港南疆南LNG仓储区造陆工程论证[D].天津大学,水利工程,2013,硕士.
[7]刘业鲁.直播条件下的球迷网络互动平台研究[D].湖南大学,设计艺术学,2011,硕士.
[8]彭浩.兼具导电及电磁屏蔽功能的聚烯烃复合材料的制备[D].华南理工大学,2012.
[9]谢广明,郑大钟.线性切换系统的矩阵系数多项式描述模型[J].控制与决策,2000,03:355-357.
[10]杨媛.长航凤凰股份有限公司收益质量研究[D].兰州大学,会计,2014,硕士.
[11]李招文,文国秋,林福宁.变精度不协调SFD信息系统中的拓扑学方法[J].控制与决策,2014,11:2066-2070.
[12]魏薇.银行系统性风险传染及其防控对策研究[D].武汉理工大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[13]张震.基于环境行为学的国内（特）大型博物馆公共大厅研究[D].西安建筑科技大学,建筑学,2013,硕士.
[14]吕雅琼.乌珠穆沁羊生长过程中肌内结缔组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的变化[D].内蒙古农业大学,农产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[15]黄利华.化纤汤对大鼠肺纤维化模型血清羟脯氨酸、SOD含量及病理形态学的影响[D].黑龙江中医药大学,中医内科学,2004,硕士.
[16]李超.我国公路客运企业服务质量评价研究[D].长安大学,企业管理,2013,硕士.
[17]王艾芬.保证保险法律问题研究[D].山东财经大学,民商法学,2014,硕士.
[18]李鹏,顾汉明,王子秋,李艳青.信噪比和炮点方位对海底电缆方位角求取精度的影响[J].石油地球物理勘探,2014,03:431-436+413.
[19]张永涛.大型钢构件制作加工过程中残余应力与变形的理论分析与实践[D].河北工业大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[20]杨增晖.菲律宾华校常用个体名量词习得的调查与分析[D].广西师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[21]宫慧珉.炉神姑信仰研究[D].山东大学,民俗学,2013,硕士.
[22]宋俊.短时高过载永磁电机热可靠性研究[D].哈尔滨工业大学,电机与电器,2014,硕士.
[23]顾乾坤.风险投资对家族企业经营权和控制权的影响研究[D].厦门大学,财务学,2014,硕士.
[24]王健.座舱环境下热舒适性别差异的实验研究[D].重庆大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[25]樊晓蕾.陕西出土亚浸水漆器的材质、工艺及修复保护研究[D].西北大学,文物保护学,2011,硕士.
[26]杜蕾.大企业税收管理与服务研究[D].华中师范大学,税务管理,2012,硕士.
[27]刘君.四川省白马矿区辉长伟晶岩铂族元素地球化学特征[D].成都理工大学,地球化学,2013,硕士.
[28]高晶,王雅林.数据挖掘技术在企业知识管理中的应用[J].商业研究,2005,13:49-51.
[29]刘丹.马克思历史唯物主义视野下的自然观[D].东北师范大学,马克思主义哲学,2012,硕士.
[30]郑荷花.丁酸钾对断奶仔猪生长性能的影响及机理研究[D].南京农业大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[31]刘清华.亚洲栽培稻/高秆野生稻杂种及异源多倍体的鉴定[D].湖北大学,遗传学,2011,硕士.
[32]秦双华.基于ARM11的Android系统移植实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[33]包亮.情境模拟即席演讲法应用模式研究[D].苏州大学,应用心理学,2003,硕士.
[34]谢四江,王顺晃.一种新型的脉冲调功器[J].冶金自动化,1997,03:25-27.
[35]吴江亮.中国大学校长职业化发展中的困境及对策研究[D].淮北师范大学,高等教育学,2014,硕士.
[36]彭程.基于伺服电动机的硅钢片横剪线自动控制系统设计[D].山东大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[37]旷婷婷.外事法律条文英译实践报告[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[38]崔树卿.组织模型及组织发展影响因素研究[D].河北科技大学,企业管理,2012,硕士.
[39]朱巍.高磁导率锰锌铁氧体的研发[D].杭州电子科技大学,微电子学与固体电子学,2011,硕士.
[40]李一凡.面向“数字海洋”无级比例尺的关键技术研究[D].大连海事大学,2002.
[41]赵金星.自锚式悬索桥体系转换控制及索力识别研究[D].哈尔滨工业大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[42]胡晓红.应用“任务驱动”教学提高学生计算机操作能力的研究[D].首都师范大学,2005.
[43]朱强,余红霞.基于金-石墨烯修饰的高灵敏甲胎蛋白电化学免疫传感器[J].化学传感器,2015,01:47-51.
[44]杜伟.重载铁路曲线段轮轨磨耗影响因素分析[D].西南交通大学,车辆工程,2012,硕士.
[45]袁梦觉.基于ZigBee技术的智能家居红外转发器的设计与实现[D].长安大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[46]何智文.小檗胺诱导白血病细胞株NB4细胞凋亡及其机制的研究[D].浙江大学,内科学,2004,硕士.
[47]何程鹏.索尔·贝娄小说中的焦虑情结研究[D].西南大学,比较文学与世界文学,2013,硕士.
[48]王冬.核因子-κB在去甲斑蝥素诱导肝癌细胞SMMC-7721凋亡中的作用[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[49]关莉莉.西汉皇帝“罪己诏”研究[D].内蒙古大学,中国古代史,2014,硕士.
[50]孙峰.18例妊娠合并重症胰腺炎患者临床分析[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.