[发明专利]一种利用稳定碳同位素测定豆科植物根系释放质子的方法

说明书

本发明提供了一种利用稳定碳同位素测定豆科植物根系释放质子的方法，属于植物呼吸测定方法领域。本发明能够模拟自然状态来准确测定和量化豆科植物根系质子分泌能力的大小。首先把不同豆科植物品种或同种豆科植物的不同品种在石英砂中培养，通过碱液收集根际产生的CO₂气体，碱液吸收的CO₂气体包括根系呼吸产生的CO₂、根系释放的质子与碳酸盐反应产生的CO₂两部分，然后测定碱液中稳定碳同位素δ¹³C值，根据CaCO₃的稳定碳同位素δ¹³C值与C3植物的δ¹³C值之间差异很大，通过计算可得出根系质子的释放量。

技术领域

本发明涉及植物呼吸测定方法技术领域，尤其涉及一种利用稳定碳同位素测定豆科植物根系释放质子的方法。

背景技术

根际pH的变化主要由于植物根系养分吸收相耦联的质子和有机酸的分泌作用引起的，植物根系分泌质子(H⁺)是降低根际pH的直接因素，不同植物种类和品种根系分泌质子强弱不同，如何监测和准确判断不同植物根系释放质子能力的大小，一直是研究人员试图解决的问题。目前，检测植物根际pH值的方法主要有三种：一是通过酸度计间接测定植物根际介质的pH值，它仅能定性反映植物根际酸化的强弱问题，其结果的准确性较差；二是利用微电极离子流测定技术测定水培条件下植物根部不同区域H⁺流速的变化，该方法准确，具有非损伤测量的优势，但测定条件有局限性，需要用到微电极离子流技术；三是琼脂-指示剂原位显色方法，能定性观察到根际区域pH的酸碱变化，但不能进行短期原位检测。可见，上述方法均有一定的局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用稳定碳同位素测定豆科植物根系释放质子的方法。本发明利用稳定碳同位素(δ¹³C)方法量化豆科植物根系质子(H⁺)分泌能力大小的方法，可操作性强，无破坏性，可实现短期原位检测，在植物生长过程中动态收集根际CO₂气体，通过测定碱液中稳定碳同位素，可分析比较不同植物根系释放质子的多少，且检测结果准确。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用稳定碳同位素测定豆科植物根系释放质子的方法，包括以下步骤：

将豆科植物在石英砂中进行第一培养，通过第一碱液收集根际呼吸产生的第一CO₂气体，得到根系的CO₂释放量，记为C_根系，检测第一碱液收集第一CO₂气体的产物的δ¹³C，得到δ¹³C_根系；

将豆科植物在石英砂-碳酸盐的混合物中进行第二培养，所述第一培养和第二培养在相同的环境条件下进行，通过第二碱液收集根际产生的第二CO₂气体，得到总的CO₂释放量，记为C_总，检测第二碱液收集第二CO₂气体的产物的δ¹³C，得到δ¹³C_总；

豆科植物根系释放质子量由式I计算得到：

H⁺＝(C_总×δ¹³C_总-C_根系×δ¹³C_根系)/2 式I，

其中H⁺为豆科植物根系释放质子量，单位为μg·h^-1·株^-1；

C_根系和C_总的单位为μg·h^-1·株^-1。