为揭示农业废弃有机物还田对土壤溶解性有机质(DOM)特性的影响,本研究通过淹水土培试验,结合紫外-荧光光谱技术和平行因子分析法,探究了土壤DOM含量、结构与组分对秸秆、牛粪及其堆肥产品输入的响应特征。
结果表明:相比于对照组,添加秸秆、堆肥秸秆、牛粪和堆肥牛粪的处理组均明显提高了培养初期土壤溶解性有机碳(DOC)含量,降低了培养初期土壤DOM类蛋白组分含量(降幅分别为80.23%、83.89%、37.21%和86.68%),整体上提高了各时期土壤DOM的芳香性和疏水组分含量,堆肥产品还显著提高了土壤DOM腐殖化程度(P<0.05)。随着培养时间延长,各处理组土壤DOC、DOM类蛋白组分及类腐殖质组分含量均不同程度降低,且类蛋白组分降幅远高于类腐殖质组分。与添加秸秆相比,添加堆肥秸秆明显降低了培养初期、中期和末期的土壤DOC含量(降幅分别为60.78%、33.77%和45.53%)和DOM类蛋白组分含量(降幅分别为19.94%、34.75%和57.28%);而与牛粪处理组相比,堆肥牛粪处理组土壤DOC含量在各时期无明显改变,但芳香性、疏水组分含量和腐殖化水平均不同程度升高。
研究表明,秸秆和牛粪还田整体上降低了土壤DOM中类蛋白组分含量,其堆肥产品均提升了土壤DOM的腐殖化水平,但两者的作用效果存在明显差异。
结论:
(1)添加秸秆、牛粪、堆肥秸秆和堆肥牛粪提高了培养初期土壤DOC含量,且秸秆对土壤DOC含量的提升幅度显著高于牛粪,随着培养时间延长,各处理组土壤DOC含量明显降低。与添加秸秆原料相比,添加堆肥秸秆显著降低了各培养时期的土壤DOC含量,但堆肥牛粪与牛粪处理土壤DOC含量整体上差异较小。
(2)添加秸秆、牛粪、堆肥秸秆和堆肥牛粪整体上提高了各培养时期土壤DOM的芳香性和疏水组分含量,其中堆肥产品显著提高了土壤DOM的腐殖化水平。与秸秆原料相比,添加堆肥秸秆仅显著提高了培养末期土壤DOM的腐殖化程度,但相比于牛粪,堆肥牛粪整体上提高了各时期土壤DOM的腐殖化程度、芳香性和疏水组分含量。
(3)秸秆、牛粪、堆肥秸秆和堆肥牛粪显著降低了土壤DOM类蛋白组分含量,微弱降低了类腐殖质组分含量,其中秸秆处理组类蛋白组分含量的降幅大于牛粪处理组。与秸秆比较,堆肥秸秆进一步降低了各时期土壤DOM中类蛋白组分含量,而相较于牛粪,堆肥牛粪降低了培养30d和90d时土壤DOM中类蛋白组分含量。