种植实验揭示施肥效应对粟稳定同位素比值的影响

作者：王欣; 尚雪; 卞昊昆; 胡耀武

来源：第四纪研究, 2022, 42(06): 1806-1814.

• 粟
• 氮稳定同位素
• 施肥
• 植物考古

通过植物遗存稳定同位素分析考察古代的农田灌溉、施肥等农业生产技术，是植物考古中的研究新热点。现代种植实验可为这一研究方向提供重要的依据和参考。本研究开展了针对粟的现代施肥种植实验，并对粟进行了稳定同位素分析，形成了4点主要认识：1)未施肥状态下生长的粟δ15N均值为3.6‰±0.6‰（n=6）,施加有机粪肥的粟δ15N均值为4.4‰±0.8‰（n=18）,施加化肥后粟δ15N均值为1.0‰±1.0‰（n=8）,表明有机粪肥能够提升粟δ15N值，而化肥则导致粟δ15N值降低。因此，粟δ15N值相对于自然基值的增值可反映粟类作物是否施有机粪肥，这为研究古代尤其史前时期的施肥行为提供判断依据。2)粟的种子、叶片、秸秆、稃壳的δ13C值分别为-12.7‰±0.3‰、-13.2‰±0.3‰、-12.6‰±0.3‰、-13.5‰±0.4‰,差值较小（13C不会因食用粟类作物的不同部位而产生明显差异。3)同一植株谷穗的不同部位种子的δ13C差值和δ15N差值分别为0.2‰±0.1‰（n=7）和0.6‰±0.5‰（n=7）,差异不显著。4)植物种子经过炭化后，其δ13C值和δ15N值的变化幅度分别为0.3‰±0.2‰（n=12）和0.4‰±0.2‰（n=12）,炭化未造成种子δ13C值和δ15N值发生显著变化，这说明在进行稳定同位素分析时，无需对炭化植物遗存样品进行校正。

• 单位
  中国科学院大学; 复旦大学; 生命科学学院; 武汉大学