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不同物料堆肥施用对土壤溶解性有机质分子多样性的影响
1
作者 杨冰玫 孙晓凡 +3 位作者 张子帅 苏婧 党秋玲 席北斗 《环境科学研究》 北大核心 2025年第8期1826-1837,共12页
为揭示不同物料堆肥及其施用量对土壤溶解性有机质(DOM)组成的影响,本文以施用餐厨垃圾沼渣堆肥、牛粪堆肥和污泥堆肥的粉壤土为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)系统解析了分别施用3种不同物料堆肥后土壤DOM分子... 为揭示不同物料堆肥及其施用量对土壤溶解性有机质(DOM)组成的影响,本文以施用餐厨垃圾沼渣堆肥、牛粪堆肥和污泥堆肥的粉壤土为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)系统解析了分别施用3种不同物料堆肥后土壤DOM分子特性与结构组成的演变规律。结果表明:①施用堆肥后,土壤DOM分子的不饱和程度更高。相比于未施肥土壤,其质荷比(m/z_(wa))、氢碳比(H/C_(wa))、等效双键数(DBE_(wa))、修正芳香指数(AI_(mod,wa))值更低,而氧碳比(O/C_(wa))与碳的标准氧化态(NOSC_(wa))值更高。②餐厨垃圾沼渣堆肥(5F)施用量为5%,牛粪堆肥(10C、20C)和污泥堆肥(10S、20S)施用量分别为10%与20%时,更有利于土壤DOM的积累。③餐厨垃圾沼渣堆肥土壤中以含氮化合物(CHON和CHONS)为主,牛粪堆肥土壤中以含硫化合物(CHOS和CHONS)为主,而污泥堆肥土壤中则以CHO分子为主。从生化类型来看,木质素、单宁类与芳香结构是各处理组DOM的主要组分(相对丰度>83%)。餐厨垃圾沼渣堆肥在肽类的分布上与其他处理组表现出明显差异,表明其能促进DOM矿化,加速微生物的生长繁殖。④杂原子化合物分子多样性呈现物料特异性,且与施用量成正比,具体表现为污泥堆肥>牛粪堆肥>餐厨垃圾沼渣堆肥。研究显示,餐厨垃圾沼渣堆肥施用于粉壤土后土壤DOM矿化速率快,氮素释放效率高;而牛粪堆肥和污泥堆肥因堆肥物料中富含难降解物质,DOM矿化速率较慢,有利于土壤DOM的长期积累。 展开更多
关键词 堆肥施用 土壤溶解性有机质(DOM) 傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS) 分子多样性 杂原子化合物
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乌梁素海周边土壤溶解性有机质荧光特性及其与Cu(Ⅱ)的配位研究 被引量：11
2
作者 郭旭晶 席北斗 +2 位作者 何小松 于会彬 马文超 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1121-1126,共6页
应用三维荧光光谱研究了乌梁素海周边4种土壤的溶解性有机质荧光特性以及与Cu(Ⅱ)的相互作用.研究结果表明,土壤溶解性有机质具有两个明显的荧光峰(峰A和峰C),且峰A和峰C具有明显的相关性(R2=0.980,P<0.001),表明它们具有类似的结构... 应用三维荧光光谱研究了乌梁素海周边4种土壤的溶解性有机质荧光特性以及与Cu(Ⅱ)的相互作用.研究结果表明,土壤溶解性有机质具有两个明显的荧光峰(峰A和峰C),且峰A和峰C具有明显的相关性(R2=0.980,P<0.001),表明它们具有类似的结构或相同的来源;土壤阳离子交换量(CEC)影响DOM的荧光强度,随着CEC的增加,荧光强度有逐渐增强的趋势.同时,CEC还与有机质的成熟度和结构有关,随着CEC的增加,土壤有机质的腐殖化程度增强;有机质的荧光指数f450/500值分布在1.55—1.79之间,总体而言,f450/500的值接近于1.6,说明土壤中的腐殖质既有生物源也有陆源,但主要来源为陆源;土壤溶解性有机质的两个类富里酸(峰A和峰C)与Cu(Ⅱ)的络合常数依次为lgKA=5.3107—5.8303,lgKC=5.0721—5.7924,配位荧光基团比例fA为44.20%—69.82%,fC为52.25%—81.88%,显示土壤溶解性有机质中荧光基因与Cu(Ⅱ)络合能力较大,能与Cu(Ⅱ)配位的配位基较多。 展开更多
关键词 土壤溶解性有机质 三维荧光光谱 配位
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土壤溶解性有机质及其表面反应性的研究进展 被引量：10
3
作者 郭杏妹 吴宏海 +2 位作者 王伟伟 曾丁才 林怡英 《生态科学》 CSCD 2007年第1期88-92,共5页
溶解性有机质(DOM)是土壤溶液中的一个重要的组成部分,在土壤化学和生物过程中起着十分重要的作用。虽然DOM在天然有机质中所占的比例并不高,但它将土壤中的矿物质、有机质联系在一起,并能调控环境污染物的迁移转化与归宿,因此国内外学... 溶解性有机质(DOM)是土壤溶液中的一个重要的组成部分,在土壤化学和生物过程中起着十分重要的作用。虽然DOM在天然有机质中所占的比例并不高,但它将土壤中的矿物质、有机质联系在一起,并能调控环境污染物的迁移转化与归宿,因此国内外学者都很重视溶解性有机质对土壤环境中污染物环境行为影响的研究。综述了DOM的分类和分离技术,DOM的结构及其表征方法,DOM的表面反应性以及对有机污染物、重金属在土壤中吸附、迁移的影响等,并提出了有待于进一步研究的一些问题。 展开更多
关键词 土壤溶解性有机质 分类 表征方法 反应性
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土壤溶解性有机质的提取与特性分析研究进展 被引量：14
4
作者 吴东明 邓晓 +2 位作者 李怡 陈耀华 武春媛 《江苏农业科学》 2019年第3期6-11,共6页
溶解性有机质(DOM)在土壤中具有重要的生态环境意义,对DOM的正确提取、表征是认识DOM生态环境意义的重要基础。因此,本文介绍了水提法、盐提法、酸提法、碱提法提取土壤DOM的优缺点,分析了离子类型、离子浓度、pH值、浸提时间与温度、... 溶解性有机质(DOM)在土壤中具有重要的生态环境意义,对DOM的正确提取、表征是认识DOM生态环境意义的重要基础。因此,本文介绍了水提法、盐提法、酸提法、碱提法提取土壤DOM的优缺点,分析了离子类型、离子浓度、pH值、浸提时间与温度、水土比、土壤含水量等因素对DOM提取效率和物质组成的影响。综述了元素分析技术、光谱技术、色谱技术、质谱技术、电化学技术、显微镜技术在DOM极性、分子量、疏水性、芳香性、官能团、氧化还原性、物质组成、微观形态等方面的表征应用及优缺点,并指出了将土壤DOM提取技术与表征技术有机统一起来,大力发展新技术、原位表征技术、多技术联用以及技术与数学模型、计量化学联用是增强对土壤DOM认识的重要发展方向。 展开更多
关键词 土壤溶解性有机质 提取 表征 化学性质 物质组成
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土壤溶解性有机质对植物吸收-输送-贮存重金属的影响研究现状与进展 被引量：2
5
作者 沈亚婷 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期571-575,共5页
土壤溶解性有机质对重金属生物地球化学循环中的生物可利用性起着重要作用。近年来,在土壤溶解性有机质对植物吸收、输送和贮存重金属过程的影响研究领域,国际上主要聚焦于以下三个探索方向:①土壤溶解性有机质与重金属形成配位体,改变... 土壤溶解性有机质对重金属生物地球化学循环中的生物可利用性起着重要作用。近年来,在土壤溶解性有机质对植物吸收、输送和贮存重金属过程的影响研究领域,国际上主要聚焦于以下三个探索方向:①土壤溶解性有机质与重金属形成配位体,改变重金属在土壤中的迁移性和植物根际环境的作用机理研究;②土壤溶解性有机质可突破植物细胞内重金属吸附点位的限制,通过控制植物细胞壁-重金属复合体的形态及重金属在细胞壁内外的吸收平衡,来干预重金属穿过细胞壁进入植物体的动力学过程研究;③土壤溶解性有机质-重金属的络合形态影响重金属在植物体内的输送和贮存作用过程与机理研究。本文基于研究溶解性有机质和重金属的植物过程中,水体溶解性有机质研究多而土壤溶解性有机质研究少的现状,针对溶解性有机质异质性的研究难点和溶解性有机质与植物亚细胞结构的配位特征的复杂性与局限性,从极性、官能团、配位结构等角度,分析并评述了土壤溶解性有机质和重金属生物地球化学中,植物吸收、输送和贮存重金属过程的研究现状和未来发展趋势。 展开更多
关键词 土壤溶解性有机质 重金属 植物
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土壤溶解性有机质分子特征对不同来源有机肥分解的响应 被引量：7
6
作者 陈丽铭 吴月颖 +7 位作者 李财生 吴治澎 黄成 吉恒宽 侯正伟 符传良 赵屹东 吴蔚东 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1101-1112,共12页
从有机肥料中提取的溶解性有机质(DOM)可为不同的商业有机肥料的潜在应用提供新的见解。选用四种不同来源有机肥(生物质炭肥,WSB;羊粪有机肥,SM;海藻有机肥,SW;虾肽有机肥,SP)与昌化矿区周边土壤为研究材料,进行为期三个月的培养试验,... 从有机肥料中提取的溶解性有机质(DOM)可为不同的商业有机肥料的潜在应用提供新的见解。选用四种不同来源有机肥(生物质炭肥,WSB;羊粪有机肥,SM;海藻有机肥,SW;虾肽有机肥,SP)与昌化矿区周边土壤为研究材料,进行为期三个月的培养试验,采用多元光谱分析研究土壤DOM分子特征对有机肥分解的响应。与对照组相比,在培养过程中添加四种有机肥均增加土壤DOM的含量,WSB处理增加量最低,SW处理增加最高。激发发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)表明培养过程中添加WSB提高了土壤DOM中类胡敏酸组分,减少了类富里酸组分;添加SM、SW和SP在0~45 d内降低了土壤DOM中微生物转化的类胡敏酸组分的比例而提高类富里酸组分,在45~90 d内增加难降解的类胡敏酸组分的比例。二维红外相关分析(2D-FTIR-COS)表明CK和SP处理中土壤DOM的芳香性或羧酸碳优先对分解时间发生响应;而添加WSB、SW和SM处理组中土壤DOM的烯烃或多糖类碳优先对分解时间发生响应;添加WSB和SP处理土壤提取液中也出现了Si-O-Al等土壤纳米矿物类官能团响应信号。碳近边X射线吸收精细结构(C 1s NEXAFS)分析结果表明:培养结束后,与未添加有机肥处理相比,WSB处理提高土壤DOM中含氧脂肪族碳组分比例,而减少芳香与酚类碳比例;SW处理主要增加了芳香碳、羰基碳的比例,而减少了脂族碳和氧烷基碳含量;SM、SP处理增加了酚类碳、芳香碳以及脂族碳比例,减少了羧基碳、氧烷基碳和羰基碳比例。本研究结果可增强对不同来源有机肥分解影响土壤DOM分子特征的了解,对于评估土壤中施用商品有机肥料的生态环境效应至关重要。 展开更多
关键词 有机肥 土壤溶解性有机质 分子特征 多元光谱分析
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退耕还湿后不同植物群系土壤溶解性有机质的荧光光谱特征 被引量：8
7
作者 史传奇 李艳 +2 位作者 于少鹏 胡宝忠 金梁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3472-3476,共5页
三维荧光光谱荧光峰位置和荧光强度可表征荧光物质的类型和浓度,被广泛应用于溶解性有机质(DOM)性质的研究中。为探讨退耕还湿后不同植物群系条件下的土壤特征,指导退耕还湿工作,本研究通过采集榆树、松江柳、猪毛蒿、芦苇、灰脉薹草、... 三维荧光光谱荧光峰位置和荧光强度可表征荧光物质的类型和浓度,被广泛应用于溶解性有机质(DOM)性质的研究中。为探讨退耕还湿后不同植物群系条件下的土壤特征,指导退耕还湿工作,本研究通过采集榆树、松江柳、猪毛蒿、芦苇、灰脉薹草、香蒲6种典型植物群系的表层土壤,应用三维荧光光谱-平行因子分析法,测定土壤DOM的荧光光谱,分析6种植物群系土壤中DOM的来源和组成。结合土壤理化指标,进一步分析土壤DOM有机组分的影响因素。结果表明:6种植被类型土壤的腐殖化指数(HIX)差异不大,其中湿生芦苇群系土壤腐殖化程度显著高于旱生猪毛蒿群系。土壤DOM的荧光指数(FI(370))均介于陆生源特征值(1.4)和自生源特征值(1.9)之间,说明其来源既由微生物活动产生,也有植物凋落物及根系分泌物的输入。灰脉薹草群系和香蒲群系土壤的FI(370)和生物指数(BIX)相对较高,表明两者具有相对较强的自生源特征,而芦苇群系和猪毛蒿群系的陆生源特征相对较高。6种植物群系土壤DOM中共识别出3个有机组分:类富里酸组分(C1)、类胡敏酸组分(C2)和类蛋白组分(C3)。芦苇群系土壤DOM相对浓度较高,其次为香蒲群系,灰脉薹草群系相对较低。除芦苇群系外, C3组分在各植物群系土壤中均占有相对较高的比例,其次为C1, C2相对较低,反映出表层土壤DOM中小分子物质相对丰富,腐殖化程度不高。不同植物群系土壤pH值差异不显著,旱生环境具有较高的土壤容重,而湿生环境土壤含水量和阳离子交换量较高。木本植物群系土壤总有机碳、总氮、总磷、总钾含量均高于草本植物群系。土壤容重、含水量及阳离子交换量可显著影响土壤DOM有机组分结构。因此,退耕还湿过程中增加湿生草本植物面积可在一定程度上提高土壤腐殖化程度。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 土壤溶解性有机质 植物群系 退耕还湿
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同步荧光结合主成分与二维相关研究盐碱性土溶解性有机质组成与结构特征 被引量：10
8
作者 陈营营 郑昭佩 +2 位作者 杨芳 白杨 于会彬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期489-493,共5页
为解决同步荧光光谱(SFS)荧光峰重叠而产生的应用局限性,应用同步荧光技术结合二维相关与主成分等方法,对重叠峰进行解析,研究土壤溶解性有机质(SDOM)组成与结构特征。选取河套灌区典型常见的芦苇、白杨、玉米、籽瓜等四种植被覆盖的土... 为解决同步荧光光谱(SFS)荧光峰重叠而产生的应用局限性,应用同步荧光技术结合二维相关与主成分等方法,对重叠峰进行解析,研究土壤溶解性有机质(SDOM)组成与结构特征。选取河套灌区典型常见的芦苇、白杨、玉米、籽瓜等四种植被覆盖的土壤为研究对象,采集四个样点的土样,每个样点按0~20,20~40,40~60和60~80 cm等四层采集植被下土壤,共计16个土样,提取溶解性有机质,检测SFS。结果表明瓜地和玉米地SDOM荧光强度大于林地和芦苇地SDOM的荧光强度,瓜地SDOM荧光强度随着土层深度的增大而增大,而其他三种植被SDOM的荧光强度随着土壤深度的增大而减小,表明瓜地水浇过程中土层以淋溶作用为主,而其他土层以渗滤作用为主。应用主成分分析方法(PCA),识别出酪氨酸、色氨酸、微生物代谢产物、富里酸和胡敏酸等5种荧光组分,酪氨酸荧光峰出现了红移现象,表明瓜地土壤中的酪氨酸荧光强度明显高于其他三种植被土壤。基于二维相关光谱分析,芦苇土壤中的色氨酸与微生物代谢产物呈正相关变化趋势,光谱波段先后变化顺序为370 nm→337 nm→290 nm,表明组分变化顺序为富里酸→微生物代谢产物→色氨酸;玉米土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关,波段变化顺序为318 nm→350 nm→420 nm→274 nm,表明组分变化顺序为微生物代谢产物→富里酸→胡敏酸→酪氨酸;林地土壤中酪氨酸、富里酸和胡敏酸呈正相关,波段变化顺序为270 nm→392 nm→426 nm→305 nm→337 nm,表明组分变化顺序为酪氨酸→富里酸→胡敏酸→色氨酸→微生物代谢产物;瓜地土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关,而与酪氨酸呈负相关,波段变化顺序为410 nm→355 nm→334 nm→309 nm→275 nm,表明组分变化顺序为胡敏酸→富里酸→微生物代谢产物→色氨酸→酪氨酸。因此,运用SFS结合PCA与二维相关光谱分析SDOM的荧光光谱特征,识别荧光组分,揭示荧光组分的空间变化规律具有十分显著的效果。 展开更多
关键词 同步荧光光谱 二维相关 碱性土壤 主成分 土壤溶解性有机质
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消落带夏冬季土壤溶解有机质的组成特征及来源 被引量：8
9
作者 郝蓉 徐召玉 +3 位作者 沈祠福 伍玉鹏 宋艳暾 张金良 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1127-1133,共7页
溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)普遍存在于土壤、沉积物和水体中,在环境地球化学和全球碳循环中发挥重要作用。消落带独特的"干湿交替"使土壤有不同的季节特征,但有关不同季节土壤DOM的性质、组成及来源差异还... 溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)普遍存在于土壤、沉积物和水体中,在环境地球化学和全球碳循环中发挥重要作用。消落带独特的"干湿交替"使土壤有不同的季节特征,但有关不同季节土壤DOM的性质、组成及来源差异还未见报道。利用紫外-可见光谱、三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)相结合的方法,分析了丹江口库区消落带表层土壤DOM在不同季节的组成、结构,并对其来源进行解析。结果表明,不同季节消落带土壤DOM的组成特征存在一定差异。冬季土壤的有色溶解性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)浓度、土壤DOM的芳香性、缩合度、腐殖化程度、所含疏水性组分都高于夏季土壤,但参与光漂白的活性要低于夏季土壤。荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)表明该区土壤DOM的来源在不同季节都有明显的自生源特征,且腐殖化程度和生物可利用性都不高,并未表现显著差异。该区土壤DOM存在两个主要的荧光峰:紫外光区类富里酸峰、可见光区类富里酸峰和类腐殖酸峰。研究提出消落带淹水期间产生的DOM对水环境有很大影响,以内源为主的库区在水质改善的过程中需加强对内源物质的管控。这些研究结果可为消落带的水体修复和污染物的迁移转化提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤溶解性有机质 季节变化 消落带 紫外-可见光谱 荧光光谱
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西北内陆流域不同土地利用土壤DOM荧光特征 被引量：1
10
作者 祁延明 程艳 +2 位作者 李琳 付仁君 别尔德别克·库布加沙 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期160-166,共7页
文章利用三维荧光光谱技术和平行因子分析技术,识别并分析了西北地区皮里青河流域林地、耕地、草地及裸地4种典型利用类型土壤DOM特性,以期明晰该流域典型土地利用类型土壤DOM地化特征。结果表明,4种土地利用类型均存在紫外类腐殖质荧光... 文章利用三维荧光光谱技术和平行因子分析技术,识别并分析了西北地区皮里青河流域林地、耕地、草地及裸地4种典型利用类型土壤DOM特性,以期明晰该流域典型土地利用类型土壤DOM地化特征。结果表明,4种土地利用类型均存在紫外类腐殖质荧光峰A、可见类富里酸荧光峰C、陆源腐殖质峰M,但强度有所不同。A、C、M峰荧光强度大小顺序均为林地>草地>耕地>裸地。所有样品DOM均由内外源共同产生,但是林地和裸地陆源特征更明显,林地腐殖化程度较高,并且存在更多的芳香性和疏水组分。研究发现,DOC和CDOM之间未出现相关性(P>0.5),FDOM和DOC之间存在低度正相关性(P<0.05,r2=0.22),FDOM和CDOM之间存在中等正相关性(P<0.05,r2=0.52)。5个荧光光谱特征参数获取到了2个主成分,PC1和PC2分别反映了DOM结构特性、来源特性。平行因子分析发现,4种土地利用类型土壤DOM均存在C1组分,与EEMs图结果相比,林地产生较明显红移现象。 展开更多
关键词 西北内陆流域 土壤溶解性有机质 三维荧光特征 平行因子分析
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