摘要：收集了商业化生产的有机番茄和常规种植番茄的真实样本，并分析了它们的δ15N组成，旨在构建数据集，以确定生产方式是否会导致氮同位素组成存在系统性差异。该番茄数据集显示，有机和常规种植系统中常用的不同类型的肥料会导致该作物氮同位素组成的差异。有机种植的西红柿的 N 值为 +8.1‰，而传统种植的西红柿的平均 N 值为 -0.1‰。
关键词
氮；同位素；有机；常规；δ15N
图1 有机肥料与合成肥料的15N 组成
前言
近年来，人们对氮同位素分析在区分有机作物和传统作物方面的潜在应用产生了浓厚的兴趣。这种方法的前提是有机农业和传统农业中使用的肥料的氮同位素组成存在差异。汇编数据集中合成肥料的δ15N值落在接近0‰的窄范围内，80%的样品位于-2‰至2‰之间，98.5%的样品δ15N值低于4‰（平均值=0.2‰，n=153）。有机系统中允许使用的肥料具有较高的平均δ15N值，为8.5‰，并且δ15N值范围更广，为0.6至36.7‰（n=83）。
冷冻干燥番茄的整体氮同位素分析
用于氮同位素分析的样品经冷冻干燥后，先进行均质化处理，再采用球磨机研磨至细粉末状。将干燥后的样品称量至锡杯中，同时对标准样品与待分析样品进行含量匹配，确保每次分析的氮（N）含量为 0.1 mg（±20%）。为最大程度降低与源线性效应相关的误差，需严格匹配标准样品与待分析样品的总氮含量。样品的氮同位素组成通过PDZ Europa AN-CA-GSL 型元素分析仪（连接至2020 型连续流同位素比值质谱仪）进行测定。
样品均进行三次平行分析，当精密度（样本标准差 sn-1，n=3）小于 0.3‰时，该组数据方可采用。为监测质谱仪的长期性能，每批样品中均需分析一种二级标准物质 ——L - 丙氨酸（其公认 δ15N 值为 + 8.7‰）。
实验室二级标准物质多次测量结果的长期标准差为 0.16‰。
结果与讨论
有机栽种（粗线）与常规栽种（细线）番茄样品的正态分布曲线如图 2 所示。实线与虚线分别表示 95% 及 99% 置信区间。有机栽种番茄样品的氮同位素值在 + 1.7‰至 + 14.4‰之间具有稳定性，置信度为 95%（p = 0.05）。在剩余 5% 的样品中，预计分布尾部的每一端各占 2.5%。即 200 个有机栽种样品中，有 5 个样品的 δ15N 值小于 + 1.7‰。根据统计结果，我们可以认为 δ15N 值小于 + 1.7‰的样品 “不大可能” 被判别为有机栽种作物；同理，δ15N 值小于 - 0.5‰的样品 “非常不可能” 是有机栽种作物。
图2 有机栽种（粗线）与常规栽种（细线）番茄样品的正态分布
参考文献
[1] Bateman A S, Kelly S D, Jickells T D. Nitrogen isotope relationships between crops and fertilizer: implications for using nitrogen isotope analysis as an indicator of agricultural regime[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2005, 53(14): 5760-5765.
[2] Bateman A S, Kelly S D, Woolfe M. Nitrogen isotope composition of organically and conventionally grown crops[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(7): 2664-2670.
[3] Bateman A S, Kelly S D. Fertilizer nitrogen isotope signatures[J]. Isotopes in environmental and health studies, 2007, 43(3): 237-247.
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