分析番茄氮同位素15N鑑別是否為有機栽種

一、番茄栽種

取得商業生產之有機栽種與常規栽種(一般非有機栽種)的番茄樣品,藉由分析其15N組成,得知氮同位素組成是否會受到不同栽種方法的影響而產生差異。數據顯示,有機和常規栽種會因使用不同類型的肥料導致作物的氮同位素組成有差異。有機栽種的番茄δ15N平均值為+ 8.1‰,而常規栽種的番茄δ15N平均值為-0.1‰。

二、肥料中的15N組成

氮同位素分析技術用於鑑別有機與常規種植作物方面的潛力是值得關注的。使用這種分析技術的先決條件是在有機和常規農業中所使用之肥料的氮同位素組成是存在差異的。以合成肥料為例,δ15N值接近於0‰的狹小範圍內,有80%的樣品δ15N值落於-2和2‰之間,98.5%的樣品δ15N值小於4‰(平均值為0.2 ‰, n = 153)。有機栽種所使用的肥料具有較高的δ15N值(8.5‰),且δ15N範圍較廣,落在0.6〜36.7‰(n = 83)。

Figure 1. 有機肥料與合成肥料的15N組成

三、冷凍乾燥番茄的氮同位素分析

將番茄樣品冷凍及乾燥後用球磨機研磨成細粉末。乾燥的樣品包入錫囊中秤重,標準品和樣品於每次分析可得到0.1mg±20%的N。氮同位素組成分析使用PDZ Europa ANCA GSL元素分析儀串聯20-20連續流同位素質譜儀完成測定。每個樣品分析三重複且精確度(sn-1,n = 3)需 < 0.3‰。同位素質譜儀的長期性能透過分析第二參考物質L-丙氨酸來確校,合格標準為每批次之δ15N分析結果值須為+ 8.7‰。第二參考物質之長期標準偏差為0.16‰。

四、結果與討論

有機栽種(粗線)與常規栽種(細線)番茄樣品的常態分佈曲線如Figure 2.所示。實線與虛線分別表示95%及99%信賴區間。有機栽種有95%(p = 0.05)在+ 1.7‰至+ 14.4‰之間具有穩定的氮同位素值。其餘5%的中,預計每個分銷尾數將下降2.5%。即200個有機栽種樣品中有5個樣品之δ15N值小於+ 1.7‰。根據統計結果,我們可以說δ15N值小於+ 1.7‰的樣品「不大可能」被判別為有機栽種物,同樣地,δ15N值小於-0.5「非常不可能」是有機栽種物。

Figure 2. 有機栽種(粗線)與常規栽種(細線)番茄樣品的常態分佈


Sercon

CF 20-20 IRMS

Integra CN

Acknowledgement

This research was funded by the UK Food

Standards Agency

References

S Bateman, S D Kelly & T D Jickells (2005) “Nitrogen Isotope Relationships between Crops and Fertilizer: Implications for Using Nitrogen Isotope Analysis as an Indicator of Agricultural Regime” Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(14); 5760-5765.

A S Bateman, S D Kelly and M Woolfe (2007) “Nitrogen isotope composition of organically and conventionally grown crops” Journal of Agricultural and Food Chemistry , 55, 2664-2670.

A S Bateman, and S D Kelly (2007) “Fertilizer nitrogen isotope signatures” Isotopes in Environmental and Health Studies, 43, No. 3, 237–247

Simon D. Kelly and Alison Bateman

School of Environmental Science, University of East Anglia, Norwich, United Kingdom NR4 7TJ

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