基于穩(wěn)定同位素與稀土元素指紋特征的 大桃產(chǎn)地判別分析

李 安，陳秋生，趙 杰，潘立剛,，張 強(qiáng)，靳欣欣，張少軍，錢 訓(xùn)

（1.北京農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究中心，北京 100097；2.天津市農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，天津 300381；3.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究中心，河北 石家莊 050051）

近年來(lái)，國(guó)家大力實(shí)施品牌興農(nóng)、質(zhì)量強(qiáng)農(nóng)戰(zhàn)略，一大批具有鮮明地域特色的名優(yōu)產(chǎn)品被認(rèn)定為國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品，有效地推進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品品牌價(jià)值的提升和產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)度不斷加大。以平谷大桃為例，自2006年實(shí)施地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)以來(lái)，逐漸成為北京市平谷區(qū)水果種植的龍頭和支柱產(chǎn)業(yè)（占全部果品產(chǎn)值達(dá)80%）[1]。對(duì)食品的原產(chǎn)地進(jìn)行認(rèn)證和追溯是歐盟、美國(guó)、日本、新西蘭等許多發(fā)達(dá)國(guó)家的通行做法[2-3]，通過(guò)食品產(chǎn)地追溯體系的建設(shè)，一方面為原產(chǎn)地標(biāo)識(shí)的保護(hù)提供技術(shù)支撐，另一方面也是實(shí)施“從農(nóng)田到餐桌”安全全程控制的必要手段。因此，研發(fā)可靠有效的產(chǎn)地判別技術(shù)，成為構(gòu)建產(chǎn)地追溯體系、保護(hù)地理標(biāo)志產(chǎn)品、落實(shí)食品標(biāo)簽法規(guī)和保障食品安全的迫切需求。

穩(wěn)定同位素指紋分析技術(shù)是食品產(chǎn)地溯源與確證領(lǐng)域最具應(yīng)用前景的技術(shù)之一。由于生物體的穩(wěn)定同位素組成與氣候條件和地理環(huán)境密切相關(guān)，蘊(yùn)含了豐富的產(chǎn)地環(huán)境信息，因此成為產(chǎn)地鑒別的關(guān)鍵溯源因子。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用穩(wěn)定同位素指紋分析技術(shù)，已開(kāi)展了蘋果、梨、棗、橙汁、葡萄酒等水果及水果制品的產(chǎn)地溯源研究。Tanja等[4]比較了意大利4 個(gè)產(chǎn)區(qū)4 個(gè)品種蘋果δ13C、δ15N比值差異，指出地域因素對(duì)蘋果C、N同位素組成的影響明顯大于品種因素，利用C、N同位素組合可區(qū)分一定空間尺度差異的蘋果。王紅云等[5]對(duì)河北省太行山區(qū)贊皇、行唐、阜平3 縣大棗果肉中的δ13C和δ15N進(jìn)行了分析，構(gòu)建了太行山中麓大棗果肉中同位素組成的區(qū)域分布圖譜。Schipilliti等[6]利用單體同位素分析技術(shù)研究了意大利不同產(chǎn)地的檸檬精油中C同位素組成，結(jié)果表明δ13C可有效區(qū)分不同產(chǎn)地的精油。吳浩等[7]利用5 種揮發(fā)性組分的單體C同位素比值有效區(qū)分了中國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和澳大利亞4 個(gè)產(chǎn)地的葡萄酒。早期學(xué)者們對(duì)C、N同位素比較關(guān)注，近年研究發(fā)現(xiàn)H、O同位素也是區(qū)分食品原產(chǎn)地的有效指標(biāo)。Rummel等[8]利用δ2H和87Sr含量組成的二維圖譜有效區(qū)分了西班牙與美洲國(guó)家的橙汁。Bat等[9]利用糖分δ13C、蛋白質(zhì)δ13C和δ15N、果汁水分δ2H和δ18O和8 種元素（P、S、Cl、K、Ca、Mn、Zn和Rb）等指標(biāo)建立的線性判別模型成功區(qū)分了斯洛文尼亞國(guó)內(nèi)4 個(gè)區(qū)域的蘋果，其中第1個(gè)判別函數(shù)對(duì)分類模型的解釋能力達(dá)89.7%，果汁水分δ2H和δ18O是主要的貢獻(xiàn)因子。黃島平等[10]分析比較了4 個(gè)省份的柑橘果汁δ2H值，結(jié)果表明不同地域的柑橘果汁中H同位素組成具有極顯著差異，δ2H值總體呈現(xiàn)隨著地理緯度增加而減小的趨勢(shì)。

稀土元素是元素周期表中15 種鑭系元素、鈧元素和釔元素的總稱。稀土元素以不同形態(tài)廣泛分布于土壤中，通常主要以難溶殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，但也存在可被植物吸收利用的水溶態(tài)、可交換態(tài)和有機(jī)態(tài)[11]。植源性農(nóng)產(chǎn)品中稀土元素來(lái)源與地域環(huán)境具有一定的關(guān)聯(lián)性，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)利用稀土元素作為產(chǎn)地溯源指標(biāo)的可行性進(jìn)行了探究。林昕等[12]研究了基于15 種稀土元素的指紋特征對(duì)云南普洱茶產(chǎn)地判別的有效性，結(jié)果表明La、Ce、Eu和Sc是有效的判別指標(biāo)，對(duì)普洱古樹(shù)茶的產(chǎn)地判別準(zhǔn)確率達(dá)到94.4%。唐偲雨等[13]利用包含稀土元素在內(nèi)的32 種礦質(zhì)元素指紋建立了不同產(chǎn)地的22 個(gè)茶葉樣品主成分分類模型時(shí)發(fā)現(xiàn)，稀土元素Y、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和微量元素Fe起到主要貢獻(xiàn)作用。Bandoniene等[14]通過(guò)對(duì)包含稀土元素在內(nèi)的多種礦物元素的測(cè)定，利用多元判別分析方法成功將來(lái)自澳大利亞、中國(guó)和俄羅斯的南瓜籽油進(jìn)行了區(qū)分。Santos等[15]對(duì)南美地區(qū)2 種外觀非常相近的特色水果，即埃塔棕果和阿薩依果中的稀土元素進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)Sm、Tb、La、Pr、Gd、Ce和Nd等稀土元素在2 種水果中的差異十分明顯，可應(yīng)用于2 種水果的區(qū)分以及產(chǎn)地的鑒別。Farmaki等[16]利用希臘4 個(gè)不同地區(qū)橄欖油中的10 種稀土元素含量分布數(shù)據(jù)建立了線性判別模型，模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確為73%。

通常利用單一技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的準(zhǔn)確判別，尤其是針對(duì)小空間尺度的產(chǎn)品產(chǎn)地區(qū)分難度較大，采用多技術(shù)、多指標(biāo)聯(lián)合進(jìn)行產(chǎn)地的精確溯源是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)[17]。本研究擬利用穩(wěn)定同位素聯(lián)合稀土元素指紋分析技術(shù)，建立華北地區(qū)小空間尺度下的普通大桃產(chǎn)地溯源模型，以期為大桃產(chǎn)地溯源檢測(cè)技術(shù)體系的建立提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)USGS40（δ13CVPDB-LSVEC= -26.39‰，δ15NAIR=-4.52‰）、USGS45（δ2HVSMOW= -1 0.3‰，δ18OVSMOW=-2.2 3 8‰）、U S G S 4 6（δ2HVSMOW=-235.8‰，δ18OVSMOW=-29.8‰）和USGS47（δ2HVSMOW=-150.2‰，δ18OVSMOW=-19.80‰）均為美國(guó)地質(zhì)勘探局Reston穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室研制。

稀土元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10019（生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)——蘋果）為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所研制。

1.2 儀器與設(shè)備

MAT253穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀、Flash 2000HT元素分析儀 美國(guó)賽默飛世爾公司；GM200研磨儀 德國(guó)萊馳公司；XP6微量天平 瑞士梅特勒-托利多公司；SCIENTZ-18N冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；LI-2000全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng) 北京理加聯(lián)合科技有限公司；7900電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）儀 美國(guó)安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品采集

2 0 1 8 年7 ～8 月在北京和河北桃主產(chǎn)區(qū)采集樣品，樣品數(shù)量依次為：河北省樂(lè)亭縣2 0 個(gè)（經(jīng)度范圍11 8°4 8′3 4′′～11 8°5 9′8′′，緯度范圍39°19′50′′～39°30′40′′）、河北省順平縣15 個(gè)（經(jīng)度范圍115°3′9′′～115°8′41′′，緯度范圍38°54′10′′～38°58′56′′）、河北省永清縣13 個(gè)（經(jīng)度范圍116°34′17′′～116°36′4′′，緯度范圍39°11′54′′～39°28′26′′）、北京市平谷區(qū)44 個(gè)（經(jīng)度范圍117°0′54′′～117°16′9′′，緯度范圍40°8′47′′～40°16′33′′），其中平谷大桃和順平桃為地理標(biāo)志產(chǎn)品。樣品均為普通大桃，品種包括久保、綠化九、大紅桃等當(dāng)?shù)刂髟云贩N。4 個(gè)產(chǎn)地的地理氣候環(huán)境具有一定程度的差異，緯度值從大到小依次為平谷區(qū)＞樂(lè)亭縣＞永清縣＞順平縣；平谷區(qū)和順平縣為半山區(qū)丘陵地形，平均海拔高于永清縣和樂(lè)亭縣；樂(lè)亭縣為濱海地區(qū)，具有典型的濱海半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候特征。

1.3.2 樣品前處理

樣品采集后，去除果柄、果核，并用潔凈干紗布擦去果皮表面的灰塵和土壤，利用研磨儀將樣品研碎后分裝成3 份，分別用于冷凍干燥、水分提取和樣品消解。

冷凍干燥：取適量帶皮研碎后的桃果漿樣品進(jìn)行預(yù)凍處理后，置于冷凍干燥機(jī)的樣品室中，在-40 ℃、50 Pa條件下進(jìn)行真空冷凍干燥48 h，凍干后立即取出過(guò)100 目篩，將粉末樣品置于干燥器中保存，待測(cè)。

水分提?。喝? g左右的研碎樣品于玻璃樣品瓶中，利用全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng)進(jìn)行水分提取，將提取出的水分轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣小瓶中密封保存，待測(cè)。

樣品消解：稱取5 g（精確到0.001 g）鮮樣于50 mL微波消解罐中，加入8 mL硝酸，加蓋放置過(guò)夜，裝入消解外罐，放入微波消解爐轉(zhuǎn)盤上，消解條件主要參考GB 5009.268—2016《食品中多元素的測(cè)定》[18]，具體如 表1所示。消解結(jié)束后取出消解罐，緩慢打開(kāi)罐蓋進(jìn)行排氣，將消解罐放在控溫電熱板上，于100 ℃加熱30 min，用水定容至25 mL，待測(cè)。試劑空白和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10019按上述方法同時(shí)進(jìn)行分析。

表 1 微波消解條件Table 1 Conditions of microwave digestion

1.3.3 穩(wěn)定同位素比值測(cè)定

C、N穩(wěn)定同位素比值的測(cè)定：稱取約0.8 mg待測(cè)樣品，用錫杯包好后置于元素分析儀自動(dòng)進(jìn)樣盤中，樣品在960 ℃高溫燃燒，并在Cr2O3的作用下氧化成CO2和氮氧化物，氮氧化物經(jīng)銅還原成N2，即樣品中的C和N元素轉(zhuǎn)化成CO2和N2，并在氦載氣流和色譜柱吸附解吸后，N2和CO2先后進(jìn)入穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行同位素比值的測(cè)定。以USGS40為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用單點(diǎn)校正的方式對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正。

H、O穩(wěn)定同位素比值的測(cè)定：將提取的樣品水分置于元素分析儀的自動(dòng)進(jìn)樣盤中，樣品在1 400 ℃、玻璃碳珠催化作用下裂解為H2和CO，即樣品中的H和O元素轉(zhuǎn)化成H2和CO氣體，在氦載氣流和色譜柱吸附解吸后，H2和CO先后進(jìn)入穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行同位素比值的測(cè)定。以USGS45、USGS46和USGS47為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用3 點(diǎn)校正的方式對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正。

元素分析-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜（elemental analysisisotope ratio mass spectrometry，EA-IRMS）儀的具體參數(shù)：氦氣載氣流速100 mL/min，氦氣吹掃氣流速100 mL/min，C、N燃燒爐溫度960 ℃，H、O裂解爐溫度1 400 ℃。

穩(wěn)定同位素比值按下式計(jì)算：

式中：R樣品為測(cè)試樣品中重同位素與輕同位素豐度比值，即13C/12C、15N/14N、18O/16O、2H/1H；R標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)樣的重同位素與輕同位素豐度比值，其中δ13C以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)V-PDB為基準(zhǔn)，δ15N以大氣為參照標(biāo)準(zhǔn)，δ2H和δ18O以平均海洋水為基準(zhǔn)。

1.3.4 稀土元素含量測(cè)定

桃樣品中16 種稀土元素（La、Gd、Sm、Ce、Nd、Pr、Eu、Sc、Y、Yb、Tb、Ho、Dy、Tm、Er、Lu）含量由ICP-MS測(cè)定。工作參數(shù)：射頻功率1 550 W，冷卻氣流速15.0 L/min，輔助氣流速0.90 L/min，霧化器流速 1.16 L/min，采樣高度8.0 mm，泵穩(wěn)定時(shí)間180 s。內(nèi)標(biāo)溶液為Agilent 5188-6525；儀器調(diào)諧貯備液為Agilent 5184-3566。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 22.0軟件對(duì)不同產(chǎn)地的大桃樣品4 種穩(wěn)定同位素比值和16 種稀土元素含量進(jìn)行及多重比較分析和差異顯著性檢驗(yàn)。應(yīng)用SPSS 22.0軟件對(duì)4 個(gè)產(chǎn)地的大桃樣品進(jìn)行一般判別分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大桃C、N、H、O穩(wěn)定同位素比值差異分析

利用EA-IRMS測(cè)定來(lái)自北京和河北4 個(gè)不同縣區(qū)產(chǎn)地的大桃樣品C、N、H、O穩(wěn)定同位素比值，即δ13C、δ15N、δ2H和δ18O。如圖1所示，不同產(chǎn)區(qū)的桃穩(wěn)定同位素組成表現(xiàn)出一定的地域差異性。桃樹(shù)為典型的C3植物，其果實(shí)δ13C值分布范圍為-29.168‰～-25.061‰。平谷區(qū)和順平縣同屬山區(qū)，地理及氣候環(huán)境有相似之處，2 個(gè)產(chǎn)地的δ13C值總體上低于其他產(chǎn)地。樂(lè)亭縣的δ13C值顯著高于其他3 個(gè)產(chǎn)地（P＜0.05），原因可能是樂(lè)亭地區(qū)屬濱海半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，與其他3 個(gè)產(chǎn)地明顯不同。農(nóng)作物樣品的δ15N值與施肥類型密切相關(guān)，施用有機(jī)肥的農(nóng)作物樣品中δ15N值明顯高于施用無(wú)機(jī)化肥樣品。相較地域因素的影響，施肥因素導(dǎo)致δ15N值差異的影響程度要大，由圖1可知，平谷大桃的δ15N值顯著高于其他產(chǎn)區(qū)（P＜0.05），樂(lè)亭、順平、永清3 個(gè)產(chǎn)區(qū)大桃的δ15N值差異不顯著（P＞0.05），由此說(shuō)明，平谷地區(qū)的大桃總體上施用有機(jī)肥比例較高。植物樣品中H、O穩(wěn)定同位素組成主要受其水源的H、O穩(wěn)定同位素組成的影響，全球水同位素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，大氣降水的δ2H和δ18O值隨著海拔的增加而減小，地表水和地下水也呈相同的分布規(guī)律[19]。 桃樹(shù)的水源主要來(lái)源大氣降水和地下水灌溉，研究發(fā)現(xiàn)樂(lè)亭縣大桃產(chǎn)區(qū)（海拔1～15 m）的δ2H值顯著高于平谷（海拔20～1234 m）和順平（海拔33～1 006.7 m）地區(qū)。樂(lè)亭縣大桃產(chǎn)區(qū)δ18O 值顯著高于順平地區(qū) （P＜0.05），但與永清地區(qū)差異不顯著（P＞0.05），可能是由于樂(lè)亭所處地勢(shì)相對(duì)較低，加之臨近海洋，因此δ2H值和δ18O值處在相對(duì)較高的水平，與大氣降水的氫氧同位素分布特征相吻合（圖1），而永清縣海拔也較低，因此差異不明顯。

圖 1 4 個(gè)大桃產(chǎn)地C、N、H、O穩(wěn)定同位素比值箱線圖Fig. 1 Box-plots of stable carbon, nitrogen, hydrogen and oxygen isotope ratios in peaches from four producing areas

2.2 大桃稀土元素含量差異分析

如表2所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，鮮桃肉中Ce、La、Y、Nd 4 種輕稀土元素在果肉中分布較其他稀土元素較為豐富，桃果中輕稀土元素富集、重稀土元素虧缺的特征，與曾江萍等[20]的研究結(jié)論一致。利用ANOVA單因素方差分析比較不同產(chǎn)地稀土元素含量差異顯著性，結(jié)果表明：除Ce和Er外，順平縣15 種稀土元素與樂(lè)亭縣的稀土元素含量無(wú)顯著差異（P＞0.05）。平谷區(qū)與永清縣相比，Ce、Eu、Gd稀土元素具有顯著差異（P＜0.05），其余稀土元素的含量均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

表 2 大桃果實(shí)中16 種稀土元素含量分布情況Table 2 Distribution profiles of 16 rare earth elements in peaches

2.3 基于Fisher判別分析的大桃產(chǎn)地區(qū)分模型

基于Fisher判別函數(shù)的一般判別方法對(duì)大桃樣品進(jìn)行多變量判別分析，以4 種穩(wěn)定同位素指標(biāo)（δ13C、δ15N、δ2H和δ18O）和8 種地域分布差異較為明顯的稀土元素指標(biāo)（Y、Ce、Eu、Sm、Pr、Nd、Gd和Er）作為判別分析的自變量，建立大桃產(chǎn)地的判別模型，如下：

提取模型前3 個(gè)典型判別函數(shù)，Wilks’ Lambda檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，在α＝0.05的顯著性水平下，3 個(gè)函數(shù)對(duì)分類效果均為顯著，表明判別模型擬合率可接受，其中判別函數(shù)1和判別函數(shù)2累計(jì)解釋判別模型能力為94.7%，且相關(guān)系數(shù)均大于0.9，表明判別函數(shù)1和判別函數(shù)2對(duì)4 個(gè)大桃產(chǎn)地分類占主要貢獻(xiàn)作用，利用判別函 數(shù)1和判別函數(shù)2的得分值作散點(diǎn)圖。由圖2可知，順平大桃能明顯與其他產(chǎn)地的桃區(qū)分開(kāi)來(lái)，這也與順平縣有山區(qū)和內(nèi)陸特殊的氣候環(huán)境和土壤條件，尤其是順平縣與其他產(chǎn)區(qū)的空間距離較遠(yuǎn)，因此利用穩(wěn)定同位素和稀土元素相對(duì)容易區(qū)分；從圖2可以看出，平谷、永清和樂(lè)亭大桃的組重心距離比較接近。永清大桃與平谷和樂(lè)亭的樣本均出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。

圖 2 不同產(chǎn)地大桃前2 個(gè)典型判別函數(shù)得分散點(diǎn)圖Fig. 2 Scattering points of the first two typical discriminant functions for peaches from different geographical origins

利用所建立的判別模型對(duì)4 個(gè)產(chǎn)地的大桃樣品進(jìn)行歸類，并結(jié)合留一交叉檢驗(yàn)法對(duì)所建模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。由表3可知，不同產(chǎn)地大桃樣本的回代檢驗(yàn)的整體正確判別率達(dá)97.8%。回代檢驗(yàn)是針對(duì)所有訓(xùn)練樣本進(jìn)行的檢驗(yàn)，因此樣本的錯(cuò)判率是相應(yīng)總體率的偏低估計(jì)，而留一交叉檢驗(yàn)比較真實(shí)地體現(xiàn)了模型的判別能力，本研究建立的判別模型交叉檢驗(yàn)的整體正確判別率為95.7%。順平大桃和樂(lè)亭大桃的判別效果最佳，回代和交叉檢驗(yàn)的正確判別率均為100%，平谷大桃的交叉檢驗(yàn)中有1 個(gè)樣品被誤判為樂(lè)亭桃；永清桃的交叉檢驗(yàn)中分別各有1 個(gè)和2 個(gè)樣品被誤判為樂(lè)亭桃和平谷桃。

表 3 不同產(chǎn)地大桃的一般判別分析結(jié)果Table 3 General discriminant analysis of peaches from different geographical origins

3 討 論

由于不同元素的同位素豐度受環(huán)境和生物代謝類型影響程度不同，因此各元素的溯源能力不同。前人研究發(fā)現(xiàn)，C同位素組成首先取決于植物光合途徑（C3、C4、CAM），并受氣候環(huán)境因子（溫濕度、降雨）與自身生理因素（氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度）相互作用的影響[21]；N同位素組成則主要與植物固氮類型和生長(zhǎng)時(shí)所用的肥料類型有關(guān)[22]，化學(xué)合成氮肥中的氮素直接來(lái)源于空氣中的N2，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中氮穩(wěn)定同位素基本不發(fā)生分餾，氮肥的δ15N在-2‰～2‰之間，而有機(jī)肥（如堆肥、糞肥和魚粉等）等有機(jī)物質(zhì)由于本身原料中的δ15N值較高，加之在堆沃、發(fā)酵等生產(chǎn)過(guò)程中更加富集15N，因此δ15N值相對(duì)較高，其中動(dòng)物糞便肥一般在3.5‰～16.2‰之間[23-24]。 H、O同位素組成則體現(xiàn)了降雨、地表水、地下水等各種水源的混合水分穩(wěn)定同位素組成特征及其對(duì)應(yīng)的氣候環(huán)境條件[21]。本研究涉及的4 個(gè)產(chǎn)地大桃判別指標(biāo)中，N同位素的判別能力顯著高于C、H、O同位素，尤其是平谷區(qū)桃的15N水平明顯比其他3 個(gè)產(chǎn)地富集，表明在小空間尺度下的桃樣本，種植因素的地區(qū)差異要比氣候環(huán)境因素明顯。C、H、O同位素組成均受氣候因子的影響，但對(duì)于本研究涉及的小空間尺度樣本，僅樂(lè)亭縣的H、O同位素組成與其他3 個(gè)產(chǎn)地有較為明顯的差異，可能是由于樂(lè)亭縣的濱海氣候類型有關(guān)；由于大氣降水的大陸效應(yīng)，從海岸到內(nèi)陸，δ2H和δ18O值逐漸下降[25]，因此這可能是導(dǎo)致樂(lè)亭縣桃的2H和18O同位素較為富集的原因，進(jìn)一步的研究需要對(duì)水源樣品進(jìn)行采集分析，以明確果實(shí)中H、O同位素的地域分布原因和各種水源對(duì)果實(shí)氫氧同位素組成的貢獻(xiàn)率。H、O同位素分布與農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)有關(guān)，因此樣本成熟季節(jié)的差異可能會(huì)影響產(chǎn)地區(qū)分效果，本研究采集的樣品涉及久保、綠化九等7～8月份不同成熟期的樣品，由于成熟時(shí)間不同而存在氣候差異，可能會(huì)導(dǎo)致同一產(chǎn)地樣本的同位素分餾差異，進(jìn)而影響了判別的準(zhǔn)確性。

作物中的稀土元素主要吸收于種植地的土壤，而土壤中稀土元素的種類和豐度具有地質(zhì)特異性，因此理論上特定產(chǎn)地的農(nóng)產(chǎn)品及制品中礦質(zhì)元素具有指紋特性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用稀土元素對(duì)南瓜籽油[26]、茶葉[27-28]、 紫菜[29]、大米[30]進(jìn)行了大空間尺度的產(chǎn)地溯源應(yīng)用，并取得了較為理想的判別效果。而本研究所涉及產(chǎn)地的空間差異相對(duì)較小，4 個(gè)產(chǎn)地均為華北地區(qū)較典型的棕壤土或褐土，且均沒(méi)有稀土礦或毗鄰稀土礦區(qū)，因此4 個(gè)產(chǎn)地的16 種稀土元素含量未出現(xiàn)數(shù)量級(jí)的差異，但是同一個(gè)產(chǎn)地的大桃樣品稀土元素含量分布區(qū)間較寬，本研究測(cè)定稀土元素時(shí)所分析的樣品為水果勻漿樣，由于稀土金屬通常以離子形式存在而在果汁和固形物中均有分布，因此水果勻漿樣在稱取時(shí)的精密度要低于凍干的固體粉末樣品，這可能是導(dǎo)致同一產(chǎn)地的稀土元素含量變化較大的原因，進(jìn)一步的研究需深入探討分析樣品部位對(duì)溯源指標(biāo)值的影響。本研究將不同產(chǎn)地之間具有顯著差異特征的稀土元素結(jié)合穩(wěn)定同位素指紋特征進(jìn)行多元素多指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)建模，實(shí)現(xiàn)了小空間尺度下大桃產(chǎn)地的有效判別。本研究建立的判別模型在進(jìn)行留一交叉檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，永清桃的誤判率相對(duì)較高（達(dá)23.1%），其中7.7%被誤判為樂(lè)亭桃，15.4%被誤判為平谷桃，地域相近因素可能是永清桃誤判率相對(duì)較高的原因。而平谷大桃也有2.3%樣本被誤判為樂(lè)亭桃，被誤判樣本來(lái)自平谷區(qū)的低海拔區(qū)域。樣本數(shù)量是影響判別模型準(zhǔn)確率的因素之一，本實(shí)驗(yàn)的判別模型包含12 個(gè)變量，盡管樣本總量達(dá)到變量個(gè)數(shù)5 倍以上，但不同分類之間的樣本數(shù)量不均一（僅1 個(gè)產(chǎn)區(qū)的樣本量超過(guò)30 個(gè)），降低了模型的穩(wěn)健性?；诜€(wěn)定同位素和稀土元素指紋特征，對(duì)北京和河北地區(qū)大桃產(chǎn)地判別的準(zhǔn)確率可達(dá)95.7%，因此本研究為小空間尺度的果品產(chǎn)地溯源提供了參考。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)小空間尺度的桃產(chǎn)地進(jìn)行100%的準(zhǔn)確區(qū)分，建議應(yīng)綜合考慮品種、季節(jié)、種植等因素進(jìn)行多層次分析，且應(yīng)結(jié)合更多的溯源指標(biāo)（如其他礦物元素、有機(jī)成分、光譜特征等）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模，此外還需獲取足夠的有統(tǒng)計(jì)意義和代表性的樣本量，才能構(gòu)建出穩(wěn)健、有效的產(chǎn)地判別模型。