PreCon-IRMS測(cè)定土壤游離氨基酸態(tài)氮穩(wěn)定同位素豐度

賀 珍，袁紅朝，張麗萍，耿梅梅，許麗衛(wèi)，陳 聞，彭 燦，王久榮

(中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410125)

土壤中有機(jī)氮通過(guò)微生物的礦化作用轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮供給植物氮素營(yíng)養(yǎng)需求，是土壤氮素循環(huán)和作物養(yǎng)分供給過(guò)程中重要的“庫(kù)”和“源”[1-4]。作為土壤有機(jī)氮的代表性中間產(chǎn)物，氨基酸態(tài)氮在研究土壤肥力、循環(huán)機(jī)制和生物有效性等方面有著重要意義[5-6]。隨著穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)在生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓寬和深入，氮穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)廣泛應(yīng)用于土壤氮循環(huán)研究[7-9]。土壤提取液中可溶性氮組分復(fù)雜，包括無(wú)機(jī)態(tài)氮，如銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，以及可溶性有機(jī)氮，如氨基酸和少量氨基糖等[10-11]。因此，土壤游離氨基酸態(tài)氮同位素豐度的檢測(cè)需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理轉(zhuǎn)化，其前處理方法的精確程度對(duì)質(zhì)譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確度影響較大[12]。

目前，氨基酸類(lèi)氮同位素測(cè)定方法主要有單個(gè)氨基酸的特定化合物同位素分析[13-14]和化學(xué)轉(zhuǎn)化N2O產(chǎn)生法[15]。其中，單個(gè)氨基酸的特定化合物同位素分析涉及復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，如氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜(GC-C-IRMS)分析時(shí)涉及氨基酸的衍生化反應(yīng)，而氨基酸類(lèi)衍生化合物在室溫下不穩(wěn)定，且衍生物中碳氮比高，常引起色譜分析柱的過(guò)載和色譜峰共流出[14]。對(duì)于只針對(duì)土壤中游離氨基酸產(chǎn)生和消耗速率的研究，Noll等[15]發(fā)表了土壤游離氨基酸態(tài)氮化學(xué)轉(zhuǎn)化為N2O測(cè)定氮同位素的方法，前處理方法為擴(kuò)散法結(jié)合N2O產(chǎn)生法, 主要包括氨基酸的分離純化和氨基酸態(tài)氮的化學(xué)轉(zhuǎn)化兩步驟。……