[发明专利]一种获得13

说明书

本发明公开了一种获得¹³C和¹⁵N双标记植物的方法及其在制备生物质炭中的应用，属于同位素标记技术领域。该方法采用¹³C脉冲标记和¹⁵N叶面喷施的方法对植物进行双标记，获得¹³C和¹⁵N双标记植物，并将双标记植物应用于制备¹³C和¹⁵N双标记生物质炭。本发明方法相对灵活、简便，标记过程周期短、效率高，不受植物生长阶段的限制，盆栽和野外原位实验均适用，摆脱了植物样品¹³C和¹⁵N同位素双标记难以实施的局限，并且以所获取的双标记植物为原料，制备了¹³C和¹⁵N双标记生物质炭。

技术领域

本发明属于同位素标记技术领域，具体涉及一种获得¹³C和¹⁵N双标记植物的方法及其在制备生物质炭中的应用。

背景技术

稳定同位素示踪技术能够区分外源物质和土壤本身物质，从而为土壤元素循环的研究提供重要的技术手段。生物质炭是由生物质材料在无氧或缺氧条件下热解而产生。由于其较高的稳定性，生物质炭成为一种新型的固碳减排材料。研究添加到土壤中的生物质炭的稳定性及其对土壤本身元素循环的影响成为一个研究热点，而获得同位素标记的生物质炭是开展这项研究的基础。

植物是制备生物质炭的重要原料之一。植物¹³C或¹⁵N的单同位素标记的方法比较常见。然而，对植物同时进行¹³C和¹⁵N同位素双标记的方法还比较有限。现有公开技术包括：利用缝衣针和脱脂棉绳进行植物茎杆¹³C和¹⁵N双标记(CN 104142382 A)、注射器注入¹³CO₂气体和在石英砂基质中施加¹⁵N溶液获取高丰度双标记植物样品(CN 107047265 A)、利用高压气瓶通入¹³CO₂气体和在土壤中滴灌¹⁵N溶液连续标记植物的装置和方法(CN 104221740B)、利用高压气瓶通入¹³CO₂气体和在水培箱中添加¹⁵N溶液对水生植物进行连续¹³C和¹⁵N双标记的装置(CN 207318164 U)。现有方法主要是通过直接使用¹³CO₂气体对植物进行¹³C连续标记，这在实施过程中需要使用钢瓶，其运输不方便，并存在一定的安全风险。滴灌和施肥的方法是将¹⁵N溶液或肥料添加到土壤等基质中，植物通过根系吸收¹⁵N并进行同化而实现标记。该两种方法中的营养液和肥料需要重复添加，并且时间周期长。通过缝衣针和脱脂棉线将¹⁵N-尿素和¹³C-葡萄糖溶液导入植物茎秆的标记方法，回收率较高，但不容易实现对大量植物的标记。综上所述，为了快速获取¹³C和¹⁵N双标记的生物质炭，需要首先开发一种相对简单、快速高效的对植物进行双标记的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种获得¹³C和¹⁵N双标记植物的方法，该标记方法相对灵活、简便，标记过程周期短、效率高，不受植物生长阶段的限制，盆栽和野外原位实验均适用，摆脱了植物样品¹³C和¹⁵N同位素双标记难以实施的局限。本发明要解决的第2个技术问题是提供一种¹³C和¹⁵N双标记植物。本发明要解决的第3个技术问题是提供一种¹³C和¹⁵N双标记植物在制备生物质炭中的应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：