含钙添加剂处理下不同秸秆腐解产物可溶性有机质三维荧光特征变化

夏明明; 刘佳; 吴萌; 樊剑波; 刘晓利; 陈玲; 马昕伶; 李忠佩; 刘明; 《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：秸秆是优质的有机资源，研究含钙添加剂种类及添加量对不同秸秆腐解产物可溶性有机物（DOM）组成性质差异，可为秸秆高效腐熟利用提供理论依据和技术参考。以花生秸秆和水稻秸秆为供试物料，通过添加不同含钙添加剂草酸钙（CaC₂O₄）和氢氧化钙[Ca（OH）₂]及不同添加量（4%、 8%）,进行秸秆腐解试验。测定腐解产物养分含量，并利用三维荧光光谱（3DEEM）技术和平行因子方法（PARAFAC）探究秸秆腐解产物DOM的化学组成变化特征。结果表明：（1）总体上，草酸钙处理的秸秆腐解物总碳含量显著大于氢氧化钙处理；高量添加剂处理的秸秆腐解产物总碳含量小于低量处理；花生秸秆腐解产物的总氮、总磷和总钾高于水稻秸秆腐解产物。（2）通过3DEEM-PARAFAC方法分析腐解产物DOM组成，共识别出类胡敏酸（C1）、类胡敏酸（C2）和类色氨酸（C3）三种荧光组分；不同添加剂类型、添加量和不同秸秆类型对腐解产物DOM荧光组分的影响较为复杂，没有明显规律，但是总体上氢氧化钙处理的秸秆腐解产物DOM的C1和C2组分比例大于草酸钙处理，而草酸钙处理的秸秆腐解产物DOM的C3组分比例显著高于氢氧化钙处理；秸秆腐解产物DOM中组分C1、 C2与组分C3呈显著负相关；组分C2含量与总碳含量呈显著负相关。（3）氢氧化钙处理的秸秆腐解产物DOM的腐殖化指数（HIX）明显高于草酸钙处理，而草酸钙处理的秸秆腐解产物DOM生物源指数（BIX）明显高于氢氧化钙处理；高量草酸钙处理秸秆腐解产物DOM主要来自于微生物的转化，而其他处理DOM来自于微生物转化和陆生植物；不同添加量处理下秸秆腐解产物DOM的荧光指数没有明显变化规律；花生秸秆腐解产物DOM的HIX、 BIX和荧光指数（McKnight index）均高于水稻秸秆；秸秆腐解产物DOM中McKnight和HIX呈显著负相关，和BIX间呈极显著正相关，而秸秆腐解产物DOM中BIX和总碳含量呈显著正相关。上述结果表明，氢氧化钙可以促进秸秆腐解以及腐解产物的腐殖化，其中高量氢氧化钙处理的花生秸秆效果较好。

关键词： 含钙添加剂 秸秆 可溶性有机物 三维荧光 平行因子分析