[发明专利]一种稻田土壤生物固氮潜势的测定方法

说明书

一种稻田土壤生物固氮潜势的测定方法，包括泥浆配制、同位素标记、生物固氮量测定及潜势计算。该方法利用¹⁵N₂为示踪剂，使用氧化剂将密封培养体系中形成的生物固氮产物氧化为²⁹N₂和³⁰N₂，再利用膜进样质谱仪定量水中¹⁵N信号强度（2׳⁰N₂＋²⁹N₂），通过计算培养前后¹⁵N浓度差值即可得到稻田土壤生物固氮潜势。本发明克服了原有方法准确度差、操作繁琐的缺点，采用¹⁵N同位素示踪结合膜进样质谱仪，可以快速准确实现对稻田土壤生物固氮潜势的直接测定。

技术领域

本发明属于生物固氮领域，具体涉及一种稻田土壤生物固氮潜势的测定方法。

背景技术

生物固氮是指微生物利用大气中惰性的氮气，在固氮酶的作用下将其转化为氨的过程，在工业合成氨技术发明之前，生物固氮一直是生态系统中氮素输入的重要过程。存在土壤中的生物固氮主要存在以下三种形式：共生生物固氮、联合生物固氮和自生生物固氮，其中共生固氮微生物需要与其他生物形成特异性结构以实现固氮效果，如根瘤；而参与后两者固氮过程的微生物生态类型多样，分布更加广泛，虽固氮量不及前者，但对生态系统氮素的固定和周转仍具有重要意义。目前，测定土壤生物固氮量的方法主要有总氮差值法、乙炔抑制法和同位素示踪法。总氮差值法通过计算生态系统中氮输入和输出的差值得出固氮量，但是忽略了氨挥发、径流、硝化-反硝化等过程导致的氮素损失，因此其结果的重复性和准确性较差。乙炔抑制法是利用固氮酶能将乙炔转化为乙烯的特性，通过测定一段时间内的乙烯转化量来间接推算固氮酶活性及固氮量的方法，其特点是成本低，操作相对简便，可在短时间内批量处理样品。但是该方法在准确定量上存在一定缺陷，固氮量需要通过乙烯和氮气的转化比例计算得来，而不同的固氮体系下，实际转化系数与理想条件下固氮量和乙烯1：3的比例存在极大变异，在实际操作中需要通过同位素方法校正转化系数方能得到较准确的固氮结果。¹⁵N₂同位素示踪法是目前测定生物固氮最直接、准确的方法，其原理是构造含有高丰度¹⁵N₂的密闭空间，通过测定样品中¹⁵N与自然丰度的差得到生物固氮量。

发明内容

解决的技术问题：针对总氮差值法准确度差和乙炔抑制法转化系数变异性大的局限，本发明提供一种稻田土壤生物固氮潜势测定方法，准确实现稻田土壤生物固氮潜势直接测定的方法。