不同稻虾种养模式土壤溶解性有机质光谱特征

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稻虾种养的农业活动显著改变了田间生物化学因子, 土壤溶解性有机质(DOM)是其中之一。本研究利用紫外-可见吸收光和三维荧光光谱技术, 耦合平行因子分析(PARAFAC), 对有环沟式稻虾轮作和共作、无环沟式稻虾共作和传统稻作4种稻虾种养模式土壤DOM的特征进行了研究。结果显示, 不同稻虾种养模式土壤DOM紫外吸光度UV254和比吸收系数SUVA254和均低于传统稻作, SR均值为0.9~2.0; E2/E3值在无环沟稻虾共作模式中最小, 稻田单作中E2/E3值相对于稻虾种养模式大, E3/E4在稻虾种养模式均<3.5, 稻田单作>3.5; 4种模式光谱斜率的荧光参数均值荧光指数FI>1.9, 腐殖化指数HIX<4, 自生源指数BIX为0.6~0.7; 不同模式均解析出2个类蛋白质组分(C1、C3)和2个类腐殖质组分(C2、C4), 与生物源密切相关的C1占比较高且与其他组分均呈负相关, 其余组分相互呈正相关。上述结果中, 紫外-可见吸收光谱参数表明稻虾种养降低了土壤DOM的腐殖化程度、芳香性和物质组成, 稻虾种养土壤腐殖质类DOM腐殖酸为主, 稻田单作以富里酸为主; 4种模式的土壤DOM既有内源也有外源, 其中无环沟稻虾共作模式土壤DOM分子量最大, 且有一定外源性特征, 说明土壤保肥能力较好, 在4种模式中综合效益最佳; 三维荧光光谱分析表明不同模式下土壤DOM的物质组成无明显差异, 研究认为这与农田管理措施的间接影响等有关, 占比较高的络氨酸组分C1来源不同于其他组分, 可能与微生物对DOM或其他物质的分解转化有关, 而C2、C3、C4很可能有着高度的同源性; 不同种养模式之间的淹水差异通过影响溶解性有机碳(DOC)和DOM的释放, 从而影响种养模式之间DOM光谱特征。
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