¹⁵窒素分析のためのマイクロプロット設計と植物および土壌サンプル調製

肥料窒素(N)の使用は、世界人口の増加に対する食料、繊維、飼料、燃料需要を満たすために農業に不可欠ですが、農業分野からのN損失は環境品質に悪影響を及ぼす可能性があります。Nは土壌作物システムにおいて多くの変化を遂げるため、Nの使用効率を促進し、環境損失を最小限に抑える管理慣行を改善するために、Nサイクリング、作物利用、肥料Nの全体的な運命をよりよく理解することが必要です。従来のN肥料研究は、主に収穫収量、N率に対する作物Nの取り込み(明らかな肥料の使用効率)、および残留土壌Nなどの季節の終わりの測定に対する治療の効果に焦点を当てています。これらの研究は、全体のシステムNの入力、出力、および効率を定量化するが、肥料源または土壌に由来する土壌作物系でNを同定したり定量化したりすることはできません。安定同位体を用いた別のアプローチは、土壌作物系における肥料由来N(FDN)の運命を追跡し、定量化するために使用されなければならない。

窒素は^{、14 N/15}N1(0.366原子%15 N¹または3600ppm15 ^15N2、3)の比較的一定の比で自然界に発生する2つの安定同位体^315、14Nおよび^15Nを有する。 ¹⁴¹⁵Nの富化肥料の添加は土システムの合計¹⁵Nの含量を増加させる。¹⁵Nの富化肥料が富化土壌Nと混合するので^、14N/15N比の測定された変化は、研究者が土壌プロファイル内および作物^33、44にFDNを追跡することを可能にする。質量バランスは、システムとその各部品²の¹⁵Nトレーサの合計量を測定することによって計算することができます。¹⁵Nの濃縮肥料は従来の肥料よりもかなり高価であるため^、15N濃縮されたマイクロプロットはしばしば治療プロットに埋め込まれています。この方法論文の目的は、トウモロコシ(Zea mays L.)の複数の季節内土壌および植物サンプリングイベントのマイクロプロットを利用した小さなプロットの研究設計を記述し、合計¹⁵N分析のために植物および土壌サンプルを調製するためのプロトコルを提示することである。これらの結果は、N肥料の使用効率を推定し、バルク土壌と作物のFDNの部分的なN予算会計を作成するために使用することができます。