N2O-Isotopenfraktionierungsmethode zur Bestimmung von N2-Emissionen aus Böden - Entwicklung und Validierung

用于测定土壤中 N2 排放的 N2O 同位素分馏方法 - 开发和验证

• 批准号: 182066597
• 负责人: Dr. Jens Dyckmans
• 金额: --
• 依托单位: Kompetenzzentrum Stabile Isotope
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/182066597?language=en
• 关键词: N2O; Isotopenfraktionierungsmethode; zur; Bestimmung; von

Die Denitrifikation stellt eine zentrale Größe im N-Haushalt insbesondere in gedüngten Agrarökosystemen dar, ist aber wegen methodischer Schwierigkeiten bei der Messung von N2- Emissionen auf der Feldskala sehr schwer bestimmbar und daher unzureichend untersucht. Die Produktion und Reduktion von N2O im Zuge der Denitrifikation und die damit verbundenen Isotopeneffekte hinterlassen im N2O-Molekül eine spezifische Isotopologensignatur, die sich aus der relativen An- oder Abreicherung von 15N und der schweren O-Isotope (17O, 18O) sowie aus der Verteilung von 15N innerhalb des Moleküls zusammensetzt. Diese Signatur wird durch folgende Größen geregelt: Die 15N und 17O/18O-Signaturen der Vorläuferverbindungen (Nitrat, Bodenwasser), den O-Austausch mit dem Bodenwasser bei der N2O-Produktion, die Raten der N2O-Produktion und der N2O-Reduktion zu N2 sowie die Isotopeneffekte (Fraktionierungsfaktoren) der verschiedenen Teilprozesse. Theoretisch lässt sich die N2O-Reduktion zu N2 - und damit die N2-Emission – sowohl aus den 15N-Signaturen als auch aus der 18O-Signatur des emittierten N2O ableiten, wenn die übrigen Parameter, die die Isotopologensignatur beeinflussen, ausreichend sicher bestimmbar sind. Ziel ist es, diesen methodischen Ansatz für die 18O-Signatur anhand von Laborversuchen mit Böden zu prüfen. Durch den Vergleich gemessener und mit einem Modell berechneter Isotopensignaturen sowie Emissionen von N2O- und N2 wird geprüft und bewertet, inwieweit die N2O-Fraktionierungsmethode für die Bestimmung von N2- Emissionen geeignet ist und eine neue Option für die Erfassung der N2-Emissionen auf der Feldskala bietet.

在农业系统中，N-Haushalt的反硝化作用是一个中心的过程，它是通过测量N2-排放量来测量的一种方法，这种方法可以测量到很小的N2-排放量，并可以很好地测量到N2-排放量。反硝化过程中N2 O的产生和还原以及N2 O-分子中同位素效应的衰减是一种特殊的同位素特征，这种特征来自于15 N的相对吸收和17 O，18 O的相对吸收，而17 O，18 O的相对吸收则来自于15 N分子内部的吸收。该签名将通过下列方式产生：15 N和17 O/18 O-签名的Vorläuferververbindungen（Nitrat，Bodenwasser），O-Austausch与Bodenwasser before N2 O-produktion，该Raten of N2 O-produktion and der N2 O-Reduktion zu N2 sowie die Isotopeneffekte（Fraktionierungsfaktoren）der Verbedenen Teilprozesse。从理论上讲，15 N标记物对N2的减排作用和对N2排放的抑制作用也与18 O标记物对N2排放的抑制作用有关，但当同位素标记物对N2排放的影响较大时，18 O标记物对15 N标记物的减排作用和对N2排放的抑制作用也较强。这是18 O-签署人与Böden共同签署的一种方法。因此，N2 O和N2的排放量将受到影响，而N2排放量的N2 O-分馏方法是一种新的选择，它可以使N2排放量增加到更高的水平。

项目成果

The mechanism of oxygen isotope fractionation during N 2 O production by denitrification

反硝化生产N 2 O过程中氧同位素分馏机理

• DOI: 10.5194/bgd-12-17009-2015
• 发表时间: 2015
• 期刊: Biogeosciences Discussions
• 作者: Lewicka-Szczebak;Dyckmans;Kaiser J;Augustin
• 通讯作者: Augustin

Quantifying N2O reduction to N2 based on N2O isotopocules - validation with independent methods (helium incubation and 15N gas flux method)

• DOI: 10.5194/bg-14-711-2017
• 发表时间: 2017-02-14
• 期刊: BIOGEOSCIENCES
• 影响因子: 4.9
• 作者: Lewicka-Szczebak, Dominika;Augustin, Juergen;Well, Reinhard
• 通讯作者: Well, Reinhard

Isotope fractionation factors controlling isotopocule signatures of soil-emitted N₂O produced by denitrification processes of various rates.

• DOI: 10.1002/rcm.7102
• 发表时间: 2015-02
• 期刊: Rapid communications in mass spectrometry : RCM
• 作者: D. Lewicka-Szczebak;R. Well;R. Bol;Andrew S. Gregory;G. P. Matthews;T. Misselbrook;W. R. Whalley

Experimental determinations of isotopic fractionation factors associated with N2O production and reduction during denitrification in soils

• DOI: 10.1016/j.gca.2014.03.010
• 发表时间: 2014-06-01
• 期刊: GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
• 影响因子: 5
• 作者: Lewicka-Szczebak, Dominika;Well, Reinhard;Flessa, Heiner
• 通讯作者: Flessa, Heiner