同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營養(yǎng)中的應(yīng)用

1、課程報告成績教務(wù)處制年月日課程報告題目淺談同位示蹤術(shù)在土壞與植物營養(yǎng)中的應(yīng)用學(xué)院名稱專業(yè)名稱機(jī)報工動化學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號任課教師王廣西老師填寫說明1、專業(yè)名稱填寫為專業(yè)全稱，有專業(yè)方向的用小括號標(biāo)明；2、格式要求：格式要求：用A4紙雙面打印（封面雙面打印）或在A4大小紙上用藍(lán)黑色水筆書寫。打印排版：正文用宋體小四號，1.5倍行距，頁邊距采取默認(rèn)形式（上下2.54cm,左右2.54cm,頁眉1.5cm,頁腳1.75cm）。字符間距為默認(rèn)值（縮放100%,間距：標(biāo)準(zhǔn)）；頁碼用小五號字底端居中。具體要求：題目（二號黑體居中）；摘要（“摘要”二字用小二號黑體居中，隔行書寫摘要的文字部分，小4號宋體）:關(guān)

2、鍵詞（隔行頂格書寫“關(guān)鍵詞”三字，提煉3-5個關(guān)鍵詞，用分號隔開,小4號黑體）；正文部分釆用三級標(biāo)題；第1章XX（小二號黑體居中，段前0.5行）1.1XXXXX小三號黑體XXXXX（段前、段后0.5行）111小四號黑體（段前、段后0.5行）參考文獻(xiàn)（黑體小二號居中，段前0.5行），參考文獻(xiàn)用五號宋體，參照參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則（GB/T77142005）。TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 一同位素示蹤技術(shù)1 HYPERLINK l bookmark4 1.1同位素示蹤法簡介1 HYPERLINK l bookmark6 1.2同位素示蹤法的原理1 HYPERLI

3、NK l bookmark0 二同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營養(yǎng)中的應(yīng)用2 HYPERLINK l bookmark10 2.1土壤有效成分的測定2 HYPERLINK l bookmark12 2.2肥料利用率的測定4 HYPERLINK l bookmark14 2.3提高土壤肥料利用率52.3.1氮肥利用率的研究52.3.2磷肥利用率的研究7 同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營養(yǎng)中的應(yīng)用一同位素示蹤技術(shù)1.1同位素示蹤法簡介利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，示蹤實驗的創(chuàng)建者是HevesyoHevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)

4、移。繼后Jolit和Curie于1934年發(fā)現(xiàn)了人工放射性，以及其后生產(chǎn)方法的建立（加速器、反應(yīng)堆等），為放射性同位素示蹤法的更快的發(fā)展和廣泛應(yīng)用提供了基本的條件和有力的保障。1.2同位素示蹤法的原理用放射性核素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑，研究化學(xué)、生物或其他過程的方法。放射性核素或稀有穩(wěn)定核素的原子、分子及其化合物，與普通物質(zhì)的相應(yīng)原子、分子及其化合物具有相同的化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)。例如，含有放射性核素的食物、藥物或代謝物質(zhì)，與相應(yīng)的非放射性的食物、藥物或代謝物質(zhì)在生物體內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)變化及生物學(xué)過程完全相同。可以利用放射性核素的原子作為一種標(biāo)記，制成含有這種標(biāo)記核素的食物、藥物或代謝物質(zhì)。由于放

5、射性核素能不斷地發(fā)射具有一定特征的射線；通過放射性探測方法，可以隨時追蹤含有放射性核素的標(biāo)記物在體內(nèi)或體外的位置及其數(shù)量的運(yùn)動變化情況。如果用穩(wěn)定核素原子作為標(biāo)記，則通過探測該原子的特征質(zhì)量的方法追蹤。示蹤原子（乂稱標(biāo)記原子），是其核物理特征易于探測的原子。含有示蹤原子的化合物稱為標(biāo)記化合物。在特殊情況下，有時也采用標(biāo)記的細(xì)胞、微生物、動植物等各類標(biāo)記物。1912年GCDE赫維西首先試用同位素示蹤技術(shù)，并陸續(xù)作了許多工作。由于其開創(chuàng)性貢獻(xiàn)赫維西1943年獲得了諾貝爾化學(xué)獎。從30年代開始隨著重氫同位素和人工放射性核素的發(fā)現(xiàn)，同位素示蹤方法大量應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域。同位素示蹤一方面使

6、人們的觀察和識別本領(lǐng)提高到分子水平，另一方面廣泛應(yīng)用于地球環(huán)境的各類問題，英至包括其他星球是否有生命存在之類的問題，為人們認(rèn)識世界開辟了一個新的途徑。國際原子能機(jī)構(gòu)的一份公報指出：“從對技術(shù)影響的廣度而論，可能只有現(xiàn)代電子學(xué)和數(shù)據(jù)處理才能與同位素相比”。二同位素示蹤法技術(shù)在土壤與植物營養(yǎng)中的應(yīng)用利用示蹤技術(shù)對土壤與植物營養(yǎng)的研究是農(nóng)化研究中的重要手段。主要研究內(nèi)容（1）肥料的吸收利用率（2）土壤中的殘留（3）最佳肥料配方（4）施肥量（5）最佳施肥時間（6）土壤中的有效成分2.1土壤有效成分的測定土壤是我們賴于生存的基礎(chǔ)，肥料是植物的糧食，兩者都在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起重要的作用。目前，由土壤污染引發(fā)的農(nóng)

7、產(chǎn)品質(zhì)量安全問題和群體性事件逐年增多,成為影響群眾身體健康和社會穩(wěn)定的重要因素。檢測項目檢測項目指標(biāo)土壤營養(yǎng)成分分析有機(jī)質(zhì)、披態(tài)氮硝態(tài)氮、磷等（共17個養(yǎng)分指標(biāo)，最全面的養(yǎng)分水平分析。另可提供全兀素分析，大約70個指標(biāo)，可快速了解土壤的環(huán)境安全）適用于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場、林地、自然保護(hù)區(qū)等地的土壤分析：養(yǎng)分分析、土壤污染分析。土壤有機(jī)物及其他分析總石油類繪、苯系物、揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、苯酚類、有機(jī)氯農(nóng)藥（八八八、滴滴涕）、有機(jī)磷農(nóng)藥、多氯聯(lián)蘢、二噁英氟化物、有機(jī)質(zhì)、含水率、總堿度、酚、礦物油、pH值、水分、多氯聯(lián)蘢、半揮發(fā)性有機(jī)物、陽離子交換量土壤、肥料、植株土壤檢測:全

8、氮、水解性氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、有效鐵、銅、鋅、猛、總鎘、總鉛、總各、總汞、總碎、硝態(tài)氮。肥料檢測硝態(tài)氮、錢態(tài)氮、速效磷、速效鉀、全磷、全氮、全鉀有機(jī)碳、交換性鹽基總量、腐殖質(zhì)、全鹽量、碳酸根、重碳酸根、氯離子、鈣離子、鎂離子、硫酸根、鈉離子、鉀離子、全硒、有效鋅植株檢測：植株養(yǎng)分：全氮、全磷、全鉀、全碳、粗蛋白、全量鐵、銅、鋅、植株有害兀素：重全屬（鎘、各、鉛、碎、汞）、亞硝酸鹽植株品質(zhì)：硝酸鹽、Vc、總酸、可溶性固形物、水溶性糖植株其他:粗纖維、粗脂肪。全屬元素分析重金屬元素分析:錨、神、跛、鎘、餡、銅、鉛、鎮(zhèn)、硒、銀、鉗、鋅、汞。其它全屬兀素分析鋁、貝、鉆、猛、

9、目、社、其它兀素其他項目土壤中的氫氣及其他放射性指標(biāo)檢測：GB50325-2006民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境沁染控制規(guī)范DBJ01-91-2004民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境沁染控制規(guī)程附錄土壤結(jié)構(gòu)分析:土壤組成成分定量分析、未知樣品全兀素分析熱門項目蛔蟲卵死亡率檢測、農(nóng)藥殘留檢測土壤陽離子交換量的計算土壤陽離子交換量的計算就是土壤表面媳婦的各種交換性鹽基與交換性酸的總量。他與土壤保留有效成分有重要關(guān)系，因此具有重要意義。2.2肥料利用率的測定肥料利用率是指當(dāng)季作物從所施肥料中吸收的養(yǎng)分占施入肥料養(yǎng)分總量的百分?jǐn)?shù)，其測定方法主要有以下。（1）示蹤法。該方法是測定肥料利用率的經(jīng)典方法，一般為研究條件較好的土壤

10、肥料科研部門釆用，其結(jié)果比田間差減法測得的肥料利用率稍低。我國肥料當(dāng)季作物利用率總的來說不高，目前一般氮肥的平均利用率在30%-40%之間，磷肥在10%-25%之間，鉀肥在40%-60%之間。肥料利用率的計算公式 肥料利用率（）=（植物從標(biāo)記肥料中吸取養(yǎng)分量一施入土壤中標(biāo)記肥料養(yǎng)分量）xlOO%2.3提高土壤肥料利用率2.3.1氮肥利用率的研究肥料利用率（utilizationrateoffertilizer）是指當(dāng)季作物從所施肥料中吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量占該肥料肥中養(yǎng)分總量的百分率，也可稱為肥料回收率或利用系數(shù)，一般用肥料投入與產(chǎn)出比例來定義。具體有兒種表示方法：（一）肥料利用率或肥料回收率：常用。

11、肥料利用率（）=（施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量-不施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量）X100/施肥量式中：施肥量=指養(yǎng)分量。（二）肥料農(nóng)藝效率肥料農(nóng)藝效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量（三）肥料生理效率肥料生理效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量）/（施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量-不施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分量）。氮肥利用率（utilizationrateofnitrogenfertilizer）：是指當(dāng)季作物從所施氮肥中吸收的氮素數(shù)量占該氮肥中氮素總量的百分率，也可稱為氮素回收率或利用系數(shù)。從國內(nèi)外來看,氮肥利用率普遍不高，而且是難以解決的實際問題。因它受許多因素的影響，如土壤類型和性質(zhì)

12、、氣候條件、作物種類和品種、栽培技術(shù)、施肥技術(shù)等。在不同條件下，氮肥利用率懸殊很大，我國多數(shù)作物對化學(xué)氮肥的利用率在20%-50%之間，美國為30%-50%,日本為50%左右，前蘇聯(lián)為24%-61%o氮肥利用率的高低是衡量氮肥施用是否合理的一項重要指標(biāo)。不同作物的氮肥利用率很不相同，水稻多為40%-50%,小麥為27%-41%。不同施肥技術(shù)（包括氮肥品種、施肥量、施肥時間與方法等）是影響氮肥利用率的一個重要因素：不同氮肥品種其利用率不同，如碳鍍利用率一般為24%-31%,尿素為30%-35%,硫錢為30%-40%。不同施氮量時其利用率不同，在和同條件下，隨氮肥用量的增加,其利用率下降。不同施氮

13、方法其利用率不同，特別是氮肥深施和表施，其利用率相差共大。如碳錢深施(10-17cm),在雙季稻上的平均利用率為42.9%；碳錢表施(0-5cm),在雙季稻上的平均利用率為29.0%。氮肥損失率：施入農(nóng)田的氮肥通過不同機(jī)制和途徑而損失，其損失途徑有土壤和植物兩方面。從土壤方面來看，施入土壤中的氮素主要通過錢態(tài)氮的揮發(fā)、硝態(tài)氮的淋失及其反硝化脫氮和地表徑流等途徑損失，是氮肥損失的主要途徑。從植物方面來看，作物地上部吸收的氮素可通過易流動的含氮化合物被雨水淋失、氮素以氣體狀態(tài)從氣孔揮發(fā)、氮素從花粉和根系分泌出去等途徑損失，作物地上部的氮損失量因土壤、氣候、植物種類和生育期等不同而異，目前仍在研究之

14、中。氮肥損失率與氮肥利用率一樣，也存在較大變幅。從已有的大量資料來看，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的損失率平均為50%左右。由此可見，每年施入土壤的大量氮肥，有近一半通過各種途徑被損失掉，這是多么大的肥料資源浪費和經(jīng)濟(jì)損失!這不僅降低了經(jīng)濟(jì)效益，而且還可能造成生態(tài)環(huán)境污染，危及到食品安全和人體健康。因此世界各國都十分重視提高氮肥利用率的研究。氮肥利用率(utilizationrateofnitrogenfertilizer)：是指當(dāng)季作物從所施氮肥中吸收的氮素數(shù)量占該氮肥中氮素總量的白分率，也可稱為氮素回收率或利用系數(shù)。從國內(nèi)外來看，氮肥利用率普遍不高，而且是難以解決的實際問題。因它受許多因素的影響，如

15、土壤類型和性質(zhì)、氣候條件、作物種類和品種、栽培技術(shù)、施肥技術(shù)等。在不同條件下，氮肥利用率懸殊很大，我國多數(shù)作物對化學(xué)氮肥的利用率在20%-50%之間，美國為30%-50%,日本為50%左右，前蘇聯(lián)為24%-61%。氮肥利用率的高低是衡量氮肥施用是否合理的一項重要指標(biāo)。不同作物的氮肥利用率很不相同，水稻多為40%-50%,小麥為27%-41%。不同施肥技術(shù)(包括氮肥品種、施肥量、施肥時間與方法等)是影響氮肥利用率的一個重要因素：不同氮肥品種其利用率不同，如碳鍍利用率一般為24%-31%,尿素為30%-35%,硫錢為30%-40%。不同施氮量時其利用率不同，在相同條件下，隨氮肥用量的增加,其利用率

16、下降。不同施氮方法其利用率不同，特別是氮肥深施和表施，其利用率相差共大。如碳錢深施(10-17cm),在雙季稻上的平均利用率為42.9%；碳錢表施(0-5cm),在雙季稻上的平均利用率為29.0%。氮肥損失率：施入農(nóng)田的氮肥通過不同機(jī)制和途徑而損失，其損失途徑有土壤和植物兩方面。從土壤方面來看，施入土壤中的氮素主要通過錢態(tài)氮的揮發(fā)、硝態(tài)氮的淋失及其反硝化脫氮和地表徑流等途徑損失，是氮肥損失的主要途徑。從植物方面來看，作物地上部吸收的氮素可通過易流動的含氮化合物被雨水淋失、氮素以氣體狀態(tài)從氣孔揮發(fā)、氮素從花粉和根系分泌出去等途徑損失，作物地上部的氮損失量因土壤、氣候、植物種類和生育期等不同而異，

17、目前仍在研究之中。氮肥損失率與氮肥利用率一樣，也存在較大變幅。從已有的大量資料來看，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的損失率平均為50%左右。由此可見，每年施入土壤的大量氮肥，有近一半通過各種途徑被損失掉，這是多么大的肥料資源浪費和經(jīng)濟(jì)損失!這不僅降低了經(jīng)濟(jì)效益，而且還可能造成生態(tài)環(huán)境污染，危及到食品安全和人體健康。因此世界各國都十分重視提高氮肥利用率的研究。2.3.2磷肥利用率的研究磷肥的利用率要比氮肥利用率低得多，原因是土壤中磷容易凝固。，不易移動。為提高土壤磷的當(dāng)季利用率，國內(nèi)外許多土壤學(xué)家2、植物營養(yǎng)學(xué)家都曾對石灰性土壤中的磷以及肥料磷施入土壤后的動態(tài)變化及其有效性做了大量研究。其研究核心集中在從各

18、方面進(jìn)行磷肥改性并探索其生物有效利用條件，從而提高其利用率。改性磷肥是利用有機(jī)和無機(jī)改性材料改變磷肥的物理、化學(xué)性狀,增加其在土壤中的抗固定能力，提高其生物有效性。其基本原理是采用離子搭橋技術(shù)及離子交換機(jī)制，使部分水溶性磷鈍化，形成水溶性磷和緩效磷的配合，減少磷的固定，使土壤供磷和作物吸磷趨于一致。陳智文等(2005)利用改性膨潤土處理磷肥，制成的改性磷肥，使部分水溶性磷鈍化，形成水溶性磷和緩效磷的配合，減少磷的固定。在東北石灰性土壤上進(jìn)行了田間試驗，結(jié)果顯示，玉米不同生育期植株吸磷量和磷肥利用率顯著增加，改性膨潤土使玉米能夠平穩(wěn)而持久地吸收磷素營養(yǎng)?；诘市?yīng)的遞減規(guī)律改進(jìn)的氮肥利用率計算

19、公式田昌玉3在一篇題為“差減法計算氮肥利用率方法的改進(jìn)”的文獻(xiàn)中提出一種改進(jìn)的計算方法，首先提出土壤有效氮素貯量的概念，假定有效氮素貯量與施肥等效，通過比值推算出通常的差值法計算公式；通過作物收獲氮與氮肥量的回歸關(guān)系，當(dāng)施肥量為0時，計算出有效氮素貯量；最后根據(jù)反映氮肥遞減規(guī)律的收獲氮與施肥量的效應(yīng)函數(shù)，計算出實際的氮肥利用率。氮肥利用率的計算通式為：(REN=U-KNXUO)/FN(1)式中，REN：氮肥利用率，U：施肥處理收獲氮量，U0：對照處理收獲氮量，KN：小于1的系數(shù)。在這篇文獻(xiàn)中，利用上述改進(jìn)的計算公式，分別計算兩個試驗的結(jié)果，都表明計算結(jié)果通過計算方法的改進(jìn)，能夠得出氮肥利用率4比常規(guī)計算方法的結(jié)果高，有待于進(jìn)一步驗證分析。土壤氮素平衡法一般不容易達(dá)到土壤氮素的周年穩(wěn)定，通常釆用土壤氮素平衡法計算氮肥利