施加有机肥对农田有机质和氮素演化影响的光谱学分析

摘要：

施用有机肥是改善土壤物理结构、提升土壤肥力、调控养分平衡的的有效手段之一,但目前有机肥施用对农田有机质和氮素演化的影响尚不清楚.研究了施入有机肥后土壤总有机碳(T OC)、可溶性有机碳(DOC)、无机氮含量的变化特征,并利用三维荧光光谱分析了施加有机肥后土壤DOM光谱学特性的变化规律,结合PARAFAC分析法分析了施加有机肥后不同时期土壤水溶性有机物(DOM)各组分相对含量的变化,利用2D-COS技术分析各荧光组分随时间的变化顺序,此外采用典型相关度分析法研究了DOM各组分相对含量与土壤氮素的响应关系,以探究施入有机肥对土壤有机质和氮素演变的影响.结果表明:①施加有机肥提高了土壤总有机碳、水溶性有机碳和硝态氮含量,降低了铵态氮含量;②土壤DOM三维荧光光谱图出现了A峰(UV类腐殖酸)、M峰(UVA类腐殖酸)、T峰(类色氨酸),PARAFAC分析结果显示试验土壤DOM主要由陆地源类腐殖酸(C1)、典型类腐殖酸(C2)、类色氨酸(C3)组成.结果还显示,施加有机肥能提高土壤C1,C2和C3组分的相对含量,试验期间,施加有机肥处理后土壤C1,C2和C3组分的相对含量均呈现先上升后下降的趋势,第30 d达到最大值,不同荧光组分随时间的变动顺序一般表现为C1和C2组分先增加,然后C1和C2组合降解促进C3形成,为简便起见,可用C1(C2)↑ →C3来描述.类腐殖酸变动幅度较大,施加有机肥对类腐殖酸促进作用更为显著;③施加有机肥能提高土壤的生物可利用性,降低土壤腐殖化程度.试验期间,施加有机肥后BIX值呈先上升后下降的趋势,在第30 d达到最大值;HIX值呈先下降后上升的趋势,在第30 d达到最小值.BIX和HIX呈显著负相关(R2=0.732);④C1,C2和C3相对含量与硝态氮呈正相关,与铵态氮呈负相关,且C1和C2组分的相对含量对硝态氮和铵态氮含量的影响较大.综上所述,合理施加有机肥可调控土壤有机质和氮素转化,减少农田面源污染.

关键词：土壤有机肥、三维荧光光谱、二维相关光谱、水溶性有机物、氮素

所属期刊栏目：42

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省科技攻关计划项目

在线出版日期：2022-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3116-3123