不同干耕措施下紫云英还田水稻土中DOM组成特征与CH₄排放的关联

刘晗; 马停停; 万里; 陈晓芬; 周国朋; 孙晋鑫; 朱安繁; 李燕丽; 刘佳; 《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：为研究不同水分管理下（先干耕再复水）紫云英还田水稻土中可溶性有机质（DOM）组成结构与甲烷（CH₄）排放量之间的关系,采用室内培养法,以不添加绿肥（紫云英）不干耕（DW-0）为对照,设置不同水分管理处理（不干耕、干耕5 d、干耕10 d）,运用三维荧光光谱（3DEEM）和平行因子分析（PARAFAC）评估土壤DOM组成、荧光光谱对CH₄排放的影响。结果表明,添加紫云英干耕5 d（G+DW-5）处理下DOM含量与CH₄累计排放量均显著降低;随着干耕时间延长,DOM含量与CH₄累计排放量都呈上升趋势。通过3DEEM-PARAFAC法得到三种荧光组分,包括类富里酸（C1）、类腐殖酸（C2）、类蛋白质（C3）,且不同水分管理措施下土壤DOM荧光组分组成存在明显差异。G+DW-5处理下土壤DOM中类腐殖质组分（C1+C2）含量最高,占比可达79.88%;限制性主成分分析表明,不同水分管理下土壤DOM组分分异明显。G+DW-5处理下DOM腐殖化指数（HIX）为5.11,显著高于其他水分处理。相关性分析表明,CH₄排放量与C1组分、HIX指数显著负相关,而与C2组分、自生源指数（BIX）显著正相关,说明短期干耕可通过增加C1组分含量及土壤DOM腐质化程度来降低CH₄排放。不同水分管理措施下紫云英还田水稻土DOM组成和结构特征与CH₄排放量密切相关,可为稻田减排提供科学依据。

关键词： 绿肥 干耕 甲烷 可溶性有机质 三维荧光光谱 平行因子分析