13C脉冲标记技术是一种研究土壤有机碳输入、输出的方法，有着灵敏度高、扰动小和理论上较合理等优点。它可以定量根际沉积碳、植物输入到根部的碳和根际呼吸。只要在植物生育期内进行一系列脉冲标记，便能合理估算植物输入到地下各组分的碳量。此外，利用13C脉冲标记法可以确定植物的根际激发效应。

实例：每次选取4盆小麦进行13C脉冲标记。脉冲标记装置如下图所示。分别在播种后75天（分蘖期）、168天（拔节期）、188天（花期）和202天（灌浆期）进行4次标记。

①标记前, 连接CO2吸收装置, 让标记过程中根际呼吸产生的13CO2汇聚在盆内;

②将盆内土壤和隔板间的空气与标记室空气隔开, 把隔板和PVC柱的接合处用凡士林密封, 并在小麦基部与隔板的间隙中涂上凡士林密封;

③检查密闭性:把气球套在一空心管上, 在另一端管口用吸耳球鼓气, 根据气球膨胀状态判定密封性好坏.然后把空心管管口堵住;

④将风扇、小麦植株和13C丰度为99%的Na213CO3放入标记室内, 然后将整个标记室密封;

⑤标记于上午09:00点开始, 用注射器向装有Na213CO3的烧杯中注入一定量1 mol·L-1的H2SO4溶液(根据Na213CO3计算好硫酸的用量), 标记开始.此后每隔一段时间, 根据CO2检测仪的读数来确定是否加入硫酸, 当低于200×10-6时, 向烧杯中注入1次硫酸, 以维持CO2体积分数在360×10-6左右, 标记时间持续7h;

⑥标记结束后, 标记罩子内残留的13CO2气体通过气泵和NaOH溶液回收(回收0.5 h)。



脉冲标记的示踪时间应足够长, 以保证小麦在标记时吸收的标记13C在小麦-土壤整个系统完全分配, 过早取样, 会高估进入到土壤有机碳中的碳量, 低估根际呼吸消耗的碳; 取样过晚, 又徒增收集土壤呼吸的劳动量, 给试验的顺利进行增加难度, 增加费用.结合其他研究者的结果, 冬小麦光合固定的13C在小麦-土壤整个系统分配至少需要19 天, 示踪期宜长不宜短。



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