国家标准计划《土壤氨基糖含量的检测方法 气相色谱法》由 TC404(全国土壤质量标准化技术委员会)归口 ,主管部门为农业农村部。
主要起草单位 中国科学院沈阳应用生态研究所等 。
| 13 环保、保健和安全 |
| 13.080 土质、土壤学 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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| 1 | EN | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 氨基糖的定量化分析对于阐明微生物在调控土壤有机碳(土壤有机质)转化及持续固碳过程中的作用具有独特的意义和优势。为了准确地测定土壤氨基糖含量,加强科学交流,增进数据共享,促进土壤生物与生物化学学科发展,有必要对土壤氨基糖测定方法的操作流程进行统一和规范。 |
土壤作为陆地生态系统最大的碳库,其有机碳储量远高于大气和陆地植被,土壤碳收支的微小变化会显著影响大气碳浓度。
土壤碳汇功能的提升是缓解全球气候变化和粮食安全等问题的关键。
微生物是驱动土壤碳元素生物地球化学循环的引擎,在有机碳转化过程中发挥着重要作用。
微生物可通过矿化作用将有机碳分解并释放CO2至大气中,也能通过同化作用将有机碳转化为自身组分,并在其死亡后以微生物残体的形态在土壤中积累。
近年来,微生物碳泵理论,明确了微生物在土壤有机质转化及固存中的核心作用,土壤微生物经“体内周转”途径、以微生物群落生长死亡迭代过程为驱动力持续生成微生物残留物,正向贡献了土壤碳库的形成。
因此,以土壤微生物残留物为核心的土壤碳循环研究逐渐得到了学术界的关注和广泛认可。
土壤微生物残留物标识物主要用氨基糖来表征。
氨基糖是土壤微生物细胞壁的组成物质,在微生物细胞死亡后能够稳定存在于土壤基质中,可为微生物残体的积累动态提供有效的指示作用。
Zhang和Amelung于1996年首次建立了定量测定土壤氨基糖(微生物残留物标识物)的气相色谱技术,在国际上率先开展了以微生物残留物表征的微生物过程的研究工作。
依据于Zhang和Amelung的技术,目前土壤中有四种氨基糖可被提取并量化,包括氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基甘露糖和胞壁酸。
其中,土壤中的胞壁酸唯一来源于细菌细胞壁的肽聚糖层,氨基葡萄糖主要来源于真菌细胞壁,而氨基半乳糖的来源仍存在较大争议。
氨基甘露糖由于其来源不明确,且含量变异大,很多文章均未进行报道。
基于土壤氨基糖的异源性,微生物群落中优势菌群(主要是真菌和细菌)的变化能够通过其代谢残体的数量和比例变化影响土壤有机碳(土壤有机质)的积累。
通常用氨基葡萄糖与氨基半乳糖的比例以及氨基葡萄糖与胞壁酸的比例来表征不同微生物残留物(真菌与细菌)在土壤有机碳(土壤有机质)积累和养分循环中的相对贡献,因此,氨基糖的定量化分析对于阐明微生物在调控土壤有机碳(土壤有机质)转化及持续固碳过程中的作用具有独特的意义和优势。
尽管土壤氨基糖的定量分析技术已经发表于土壤学顶级期刊《Soil Biology and Biochemistry》上(Zhang和Amelung, 1996)。
但是,总体来看,土壤氨基糖的测定无论是提取、纯化还是衍生,其操作过程均比较复杂,极大地限制了土壤氨基糖测定结果的准确性,影响了以土壤微生物残留物为核心的土壤碳循环过程的正确评估。
为了准确地测定土壤氨基糖含量,加强科学交流,增进数据共享,促进土壤生物与生物化学学科发展,有必要对土壤氨基糖测定方法的操作流程进行统一和规范,因此,建立《土壤氨基糖含量的检测方法 气相色谱法》的国家标准十分必要。
本文件规定了采用气相色谱法测定土壤中氨基糖的方法。 本文件适用于土壤中氨基糖含量的测定,目标物包括4种氨基糖:氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基甘露糖、胞壁酸。 本标准技术依据于Zhang和Amelung于1996年建立的定量测定土壤氨基糖(微生物残留物标识物)的气相色谱技术,该技术发表于土壤学顶级期刊《Soil Biology and Biochemistry》上(Zhang和Amelung, 1996)。土壤中4种氨基糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基甘露糖和胞壁酸)经盐酸水解,一系列纯化和衍生后,利用毛细管气相色谱柱对4种氨基糖进行分离,而后使用含有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(GC-FID)进行测定,采用内标法进行定量。