一种测定植物的一氧化二氮排放量的方法技术

本发明专利技术属于全球变化学－陆地生态系统－大气间温室气体交换领域，具体为一种测定植物一氧化二氮（Ｎ↓［２］Ｏ）排放量的方法。具体测定过程为：取新鲜植物枝叶，洗净后剪碎，放入匀浆杯中，加入适量预冷匀浆缓冲液后匀浆。将所得匀浆液放入透光容器内，封口，在光照条件下培养，用ＧＣ－ＥＣＤ测定Ｎ↓［２］Ｏ体积浓度。根据培养时间内容器气相中Ｎ↓［２］Ｏ质量的增量、容器内的气相体积和植物干重计算出植物的Ｎ↓［２］Ｏ排放通量。本发明专利技术解决常用封闭式箱法存在的费时、容易损伤植物、不能用来测定个体高大或排放量小的植物等问题，它是一种适合植物个体大小不同、排放量不同的操作简便、费用低廉的测定植物Ｎ↓［２］Ｏ排放量的方法。

【技术实现步骤摘要】
駄领域本专利技术属于全球变化^陆地生态系统-大气间i^气体交换领域，具体为一种测定植物一氧化二氮(N20)排放量的方法。 背景絲联合国所属"政府间气候变化专门委员会，(Inte堪ovemmental Panel on Climate Change, IPCC)报告(2007)指出，全球气候变嗷艮可能是由人类活动增强弓跑 温室气体排放增加造成的。 一氧化二氮(N20)是一种重要温室气体，以克分子 计，其增温潜势约分别为C02的300倍和CH4的29倍。N20属生物源温室气体， 其排入大气总量的7(^90%来自生物排放。以往认为，微生物的硝化-反硝化作用 是产生N20的唯一生物过程。1989年，中国学者在国际上首先报道植物自身也 可以产^/排放N20，并随后得到国内外同行实验的证实。植物排放N20的发现 为解决，N20源汇不平衡提供了一种可能。但如何精确估算植物在土壤-植物 系统N20排放中的贡献，在方法上一直存在困难。目前，普遍用于植物或土審 植物系统N20排放测定的方法^i寸闭式箱法。该方法虽然可用来测定个懒小的 植物的N20排放，但在实际操作中需要把植物与土壤分隔开时，不仅非常费时(有 时甚至不可能)，而且容易损伤植物，更重要的是它不育調来测定个体高大或排放 量小的植物的N20排放。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决常用 封闭式箱法存在的费时、容易损伤植物、不能用来测定个体高大或排放量小的植 物等问题。本专利技术采用的技术方案为，具体步骤如下 (l)采集植物的地上部(对于个iffi矮小的植物，如蔬菜，采集全部地上部； 对于个微高大的植物，如树木，采集地上部不同部位的枝叶，j跌集的样品具有代表性)，并保持其新鱼糊态。(2) 依植物样品的可获得性、氮含量高低、匀浆杯的容积等因素，,规集的样品中随机取3~5份10~200克的植物试材，用自来水—蒸馏7K—无菌水洗净。 将能被匀桨的部分(如叶片)与不能被匀浆的部分(如粗，枝条)分开，并分别 剪碎。(3) 将剪碎的叶片方M预冷的匀浆杯中，依叶片不同特性(如纤维素含量、水分含量等)加Aig量的匀浆缓冲液，使植物i^^重量(克)匀浆缓冲液体积(毫升)=1:14，匀浆0.5~1.5^1中，得匀浆液。本专利技术所用的匀浆缓冲液的pH应在7.5 8.8，且应含有{，植物产生^0的 相关酶活性的成分。本方法所用的匀浆缓冲液有两种，即磷酸盐匀桨缓冲液和 HEPES (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N，-2-thanesulfonicacid)匀浆缓冲液，它们的 组成分别为25醒ol/L磷舰缓冲液+ 1 mmol/LEDTA+ 10匪ol/L半胱氨酸， pH 8.8和20 mmol/L HEPES + 5 mmol/L EDTA + 5 mmol/L半胱氨酸，pH7.5 。实 验表明，在保持植物产生N20的相关酶活性方面，HEPES匀浆缓冲液显著优于 磷鹏匀浆缓冲液。其中，磷酸盐缓冲液的配比如下取磷酸二氢钠(NaH2P04 . H20) 0.91g， 与磷,二钠(Na2HP04.12H20) 42.44g，加水使成1000ml，即得。匀浆杯和匀浆缓冲液须在冰箱内(3~5°C)预冷。(4) 将所得匀浆mS剪碎的，枝条一并方j(A适当体积的玻璃瓶或情性的透 光塑料袋内，封口 (鹏不含N20的人工配制的空气置换瓶内的空气后封口)， 用气密性注射器取零时气样后，置于光照^#下培育，光强范围为50-300 pmol-(5) 约每隔l小时采一次气样，待玻璃瓶(或塑料袋)内的N20体积浓度 比零时的浓度增加量大于10%后，即可终战样。(6) 用GC-ECD (气相色谱法)测定气样中的N20体积浓度。(7) 根据所用植物试材的干重、瓶的气相体积和培育时间内N20质量的增 量，计算出植物N2。排放量(吗Nh"Kg"dw)，具体计算公式如下F = Am/At x w式中F为植物N20排放通量，Am为培养时间At (小时)内，培养瓶内 N20-N质量的增量(吗)，w为植物i対才的烘干重(Kg)。本专利技术的有益效果是(1) 本专利技术取新鲜植物枝叶，洗净后剪碎，方iA匀桨杯中，加AiSSf页冷匀 浆缓冲液后匀浆。将所得匀浆液MAit光容器内，封口，在光照斜牛下培养，用 GC-ECD测定N20体积浓度。根据培养时间内容器气相中N20质量的增量、容 器内的气相体积和植物干重计算出植物的N20排方M量。本专利技术克服了常用封闭 式箱法的缺点，设计了一种适合植物个体大小不同、排放量不同的操作简便、费 用低廉的观啶植物N20排放量的方法。(2) 本专利技术匀浆杯和匀浆缓冲液 页冷，以防止匀穀程产生过热，破坏植物 的组织。(3) 本专利技术仅仅M:利用多接头玻璃管就可同时制备多个用于测定N20排放量的样品，比目前常用的箱法既经济又省时。(4) 本专利技术方法应用范围广，不仅可以代替目前用于测定个体矮小、排放量 较大的植物N20抖隞的封闭式箱法，而且还可用来测定因个体高大无法应用箱法 的植物N20排放。此外，该方法舰用不含N20的Ait空气置换盛装匀浆液的 容器气相中的空气，还可用于测定排放量小的植物的N20排放。为了进一步理解本专利技术的方法，下面的实施例用 —步说明本专利技术，但并 不意味对本专利技术的任何限制。本专利技术取新鲜的植物地上部材料，经洗净后，把能被匀衆的部分(如叶片) 与不能被匀浆的部分(如粗教枝条)分开，剪碎。将能被匀浆的部分方i(A匀浆杯 内，加A^量的预冷匀浆缓冲液(植物鲜重(g):匀浆缓冲液体积(mL) =1:1^4)， 匀浆0.5 1.5射中。将所得匀浆液和剪碎的粗教枝条一并方j(A3i光容器内(如 玻璃瓶、塑料袋等)，封口，立即用气密性注射器从容器内取零时气体样品。将植 物试样置于光照割牛下培育一段时间后，再从容器内取终时气体样品。用带电子 捕获检测器(ECD)的气相色谱仪(GC)观啶气Wf品中的N20体积浓度。 .实施例l1. 称取5份新鲜菠菜，每份20克，用自来水~~蒸馏水一无菌水将其洗净， 并用滤纸吸去表面水分。2. 将上述样品剪成小段后，分另倣到预冷的匀浆杯内，再加入 页冷的30mL HEPES匀浆缓冲液(菠菜重量(克)HEPES匀浆缓冲液体积(毫升)=1:1.5)， 匀浆杯和匀浆缓冲液均事先在冰箱内(4'C左右)预冷过夜，达到恒温为止。3. 匀浆30秒。4. 将匀浆液分别^A 300mL体积的滴流瓶内，用反口塞封口后，立刻用注 射器从瓶内取零时气样。5. 将玻璃瓶置于光强100pmol'm-2V条件下培育2小时，从瓶内取终时气样。6. 用带ECD检测器的气相色谱仪(Shimadzu GC-14A)测定气样中的^0 体积浓度。7. 根据培养瓶的气相体积、供试植物材料的干重和培养时间内培养瓶内N20 的质量增量，依上述公式计算出菠菜的平均N20排放通量为45.5吗N h" Kg"dw。实施例21. 称取5份新鲜斧菜，每份30克，洗净并吸去表面7K分。2. 将上述试样剪成小段后，分别放入预冷匀浆杯内，再加入60mL预冷 HEPES匀桨缓冲液，匀浆杯和匀浆缓冲液均事先在冰箱内(4'C左右)预冷过夜， 达到恒温为止。3. 匀浆40秒。4. 将匀浆液分别装入500mL体积的滴流瓶内，用反口塞封口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定植物的一氧化二氮排放量的方法，其特征在于：首先，取新鲜的植物的地上部材料，经洗净后，把能被匀浆的部分与不能被匀浆的部分分开，剪碎；然后，将可匀浆部分放入匀浆杯内，加入适量的预冷匀浆缓冲液，使植物鲜重（ｇ）：匀浆缓冲液体积（ｍＬ）＝１∶１～４，匀浆０．５～１．５分钟；再将所得匀浆液和剪碎的不能被匀浆的部分一并放入透光容器内，封口，立即用气密性注射器从容器内取零时气体样品；接着，将植物试样置于光照条件下培育一段时间，待Ｎ↓［２］Ｏ体积浓度与零时气体样品的浓度相比增加量大于１０％后，从容器内取出终时气体样品，用带电子捕获检测器的气相色谱仪测定气体样品中的Ｎ↓［２］Ｏ体积浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠雄，倪志龙，周丽沙，张颖，李慧，韩斯琴，史荣久，杨伟超，丁雷，徐慧，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]