稳定同位素方法
稳定同位素技术在岩石成因鉴定中起着至关重要的作用一氧化二氮的排放不同的微生物过程。这可以使用估计技术来完成天然丰度或定量技术(使用同位素富集)，这些技术采用同位素比质谱法测定N2O的15N和18O特征。在这里，我们给出了这些方法的大纲，但引导读者阅读Baggs(2008)，以了解每种方法背后的理论细节。
自然丰度方法依赖于对15N和18O的生物分馏。硝化过程中的分馏率一般高于硝化过程脱氮,这意味着相对于底物，硝化过程中产生的N2O在15N和18O中比反硝化过程中产生的N2O更少(负8更多)(Wahlen和Yoshinari, 1985;吉田,1988)。由于氧源不同，NH3氧化为羟胺(土壤空气，818O 23.5 / mil)。千分率)和NH2OH氧化为NO2-(土壤水，818O 10 / mil)，来自硝化反硝化的N2O中的818O值应为中间值(Sutka et al, 2006)。硝酸盐的分馏过程加氨还有待确定。分馏过程中氨氧化已经被证明在硝化细菌中是不同的。815N的差异部分是因为N2O还原为N2富集了15N中剩余的N2O (Webster and Hopkins, 1996;Barford et al, 1999)。这种方法已在一系列生态系统和受控环境实验中应用于测定N2O的微生物来源，在自然或未施肥系统中最有利(例如Webster和Hopkins, 1996;Wrage等人，2004年;佩雷斯等人，2006)。
富集方法已被开发出来，目的是就地量化N2O的单个来源。到目前为止，这些研究主要集中在区分应用15n标记后的硝化和反硝化肥料．在土壤中施用15N- nh4 +和/或15N- no3 -，并将15N- n2o通量归于硝化或反硝化，这取决于所施用的15N源，从而消除了抑制C2H2的必要性(Baggs等人，2003年;贝特曼和巴格斯，2005年;Mathieu et al, 2006)。例如，Baggs等人(2003)在瑞士使用这种15n富集方法验证了在大气CO2升高的情况下N2O排放量增加面对实验主要是由于反硝化作用的增加，更大的地下C分配刺激了反硝化剂n2o和-N2的产生(图2.3)。不幸的是，这种方法无法将反硝化与硝酸盐氨化或硝化器反硝化区分开来。Wrage等人(2005)提出了一种结合15N-， 18o富集的方法，包括应用18o标记的水来确定硝化反硝化过程中的N2O产量。然而，通过富集方法定量硝酸氨化N2O仍然是难以捉摸的。
考虑到N2O中15N的同位素位点偏好，已被用于确定陆地系统中N2O的微生物来源(Yamulki et al, 2001;Bol等人，2003;Well et al, 2006)。N2O是一种线性分子，N-N- o，中心和外层N原子的14N/15N比值可以自然变化。位点偏好(SP)被称为N2O中中心和外层N原子815N的差异，不同的微生物过程和官能团被认为表现出不同的15N-SPs (Bol et al, 2003;Sutka et al, 2003,2004)。Sutka等人(2006)在培养中证明了SP区分氨氧化和硝化反硝化的潜力。
图2.3在环境(36Pa;空符号)和升高(60Pa;坚实的符号)
大气中的二氧化碳
图2.3在环境(36Pa;空符号)和升高(60Pa;坚实的符号)
大气中的二氧化碳
资料来源:Baggs et al (2003)
然而，传统反硝化和硝化反硝化之间的相似性意味着仅用这种方法将无法区分这些过程，反硝化可能需要首先用15n富集方法进行量化。这种SP方法本身似乎不足以区分所有N2O来源，但当与其他方法结合使用时，它提供了一种强大的方法来在所有过程之间进行分区。
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