不同来源有机肥释放的溶解有机质粒径分布与光谱特征

摘要：

[目的]研究不同来源有机肥释放的溶解有机质?(DOM)?的粒径分布与光谱特征,为有机肥在农业生产中的应用及DOM后续环境行为的研究提供理论指导.[方法]本研究选择海藻、羊粪、虾肽以及小麦秸秆生物炭4种有机肥,提取有机肥中的DOM?(<0.7?μm).利用超滤分级技术对提取的DOM进一步区分为?<1?kDa、1～100?kDa、100?kDa～0.2?μm和0.2～0.7?μm?4个粒级,使用总有机碳?(TOC)?分析仪测定各粒径DOM的含量并使用傅里叶变换红外光谱?(FTIR)、紫外?可见吸收光谱?(UV-Vis)?和三维荧光光谱?(3D-EEM)?进行光谱表征.[结果]从全量?(粒径<0.7?μm)?溶解有机碳(DOC)来看,小麦秸秆生物炭?(308?mg/kg)<虾肽?(1060?mg/kg)<海藻(1266?mg/kg)<羊粪?(2989?mg/kg).供试有机肥中不同粒径的DOC所占比例和含量差异明显,均以最小粒径?(<1 kDa)?所占比例最高,除海藻为47％外,其余有机肥处理皆达到50％及以上.4种不同来源有机肥DOM的紫外和荧光特征值表明,4种有机肥的荧光指数?(FI)?和自生源指数(BIX)随着DOM粒径的减小而增大,而SUVA254、SUVA260和腐殖化指数?(HIX)随着DOM粒径的减小而减小.虾肽DOM各粒径的类蛋白组分含量高且主要为内源DOM,自生来源有机质丰富,生物可利用性高;羊粪DOM各粒径受人类活动影响较大;而小麦秸秆生物炭的DOM大粒径(>100?kDa)组分的FI<1.4,表明其大粒径DOM主要为外源性的,自身生产和微生物活动贡献相对较低.此外,尽管海藻、羊粪和虾肽各粒径的DOM的HIX值随着粒径的减小而逐渐减小,除虾肽DOM的<1?kDa组分外,其腐殖化程度依旧较高?(HIX>10),而小麦秸秆生物炭小粒径DOM的HIX<4,表明小麦秸秆生物炭的小粒径DOM疏水组分含量高,腐殖化程度相对较低.荧光组分和红外光谱表明了4种不同来源有机肥DOM以类腐殖质物质为主,且含有大量氨基酸N—H键、O—H键和C—O键等官能团.[结论]依据有机肥释放的DOM的粒径分布和光谱特征,海藻、羊粪、虾肽有机肥中的DOM主要以小粒径为主,其腐殖化程度高,蛋白组分含量较低.小麦秸秆生物炭DOM的生物稳定性要高于其他有机肥,生物可利用性较低,因此,施加过量的生物炭不利于微生物对土壤DOM的降解利用;而虾肽来源有机肥的DOM类蛋白组分贡献最大,生物可利用性高,施用虾肽有机肥可能有利于微生物对土壤DOM的降解利用.

关键词：有机肥、粒径、溶解有机质、光谱特征

所属期刊栏目：28

分类号：S141.4;X53;X703

资助基金：海南省自然科学基金;海南省基础与应用基础研究计划自然科学领域高层次人才基金项目

在线出版日期：2022-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：961-971