基于光谱学方法研究土壤对堆肥中可溶性有机物的吸附行为

• 作者: 于越 吕贻忠 缪闯和 赵康
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 农学
• 关键词: 堆肥 可溶性有机物 吸附 紫外-可见光谱 三维荧光光谱
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 页码范围: 3832-3838
• 页数: 7页
• 分类号: S153.6+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2020)12-3832-07

摘要

可溶性有机物(DOM)作为土壤有机碳库的重要组成部分,其在碳氮循环、养分转化及污染物迁移等土壤生物化学过程中具有重要作用.研究不同类型土壤对堆肥DOM的吸附行为,可为堆肥在不同类型土壤中合理施用以及研究堆肥DOM的土壤环境化学行为提供理论参考.该研究选取黑土和潮土两种土壤,以石英砂作对比,开展不同吸附时间下三种介质对DOM的吸附试验,并采用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子法分析吸附反应溶液中DOM的光谱特征.结果表明,DOM在土壤中能很快被土壤颗粒吸附,在最初的20 min内吸附速率最快,随着吸附时间延长,吸附速率会逐渐减慢,并在260 min时达到平衡.在吸附时间为20 min时,黑土、潮土和石英砂对DOM的吸附量,分别占到260 min时吸附量的61.94％,67.43％ 和61.57％.在吸附时间达260 min时,黑土对DOM的吸附量为9.30 mg·g-1,潮土对DOM的吸附量为9.18 mg·g-1,石英砂对DOM的吸附量为8.90 mg·g-1.紫外-可见光谱分析结果显示,在200～600 nm波长范围内,不同吸附反应溶液中DOM的吸光度值随吸附时间延长均降低,在最初5 min内降低幅度大于5～260 min时段,此外,吸附反应溶液中DOM的SUVA254值先升高再降低.平行因子分析(PARAFAC)结果显示,吸附反应溶液中存在三个有机荧光组分,其中C1组分(325/410 nm)鉴定为UV类腐殖酸,C2组分(主峰为265/440 nm、次峰360/440 nm)鉴定为陆地植物源类腐殖酸,C3组分(主峰为370/485 nm、次峰290/485 nm)为典型的类腐殖质组分.C3组分的相对分子质量高于C1和C2组分,但芳香性构化程度低于C1和C2组分.黑土对C3组分的吸附能力最强,潮土对C1组分的吸附能力最强,石英砂对C2组分的吸附能力最强.综上所述,土壤类型和DOM自身的组成结构特征会影响土壤对DOM的吸附行为.该研究可为堆肥在不同类型土壤上合理施用提供理论依据.