基于3 DEEM-PARAFAC的短期稻虾共作土壤DOM荧光光谱分析

稻虾共作模式已在中国长江中下游地区广泛应用.为研究短期稻虾共作对土壤溶解性有机物(DOM)组成和腐殖化的影响,采用三维荧光光谱耦合平行因子法(3DEEM-PARAFAC)分析土壤DOM荧光组分和各组分变化规律,利用腐殖化指数(HIX)、腐殖酸与色氨酸荧光比值(A:T)、新鲜指数(β:α)、McKnight荧光指数(MFI)、Y型荧光指数(YFI)等多种荧光光谱指数表征DOM腐殖化程度,并通过皮尔逊相关系数进行相关性分析.研究发现,土壤DOM包括3个荧光组分,C1为较低相对分子质量的腐殖质类物质,C2为较高芳香度的UVC类腐殖质,C3为酪氨酸类物质,未发现高相对分子质量腐殖质类物质.在0～20.0 cm表层土壤中,C1、C2组分荧光强度随采样时间的推迟呈先上升后下降趋势,峰值出现在水稻分蘖期或抽穗期,而C3组分荧光强度无明显变化规律.皮尔逊相关系数分析结果显示,腐殖质类物质C1荧光强度与C2荧光强度呈显著正相关性(r=0.99,P<0.001),蛋白质类物质C3荧光强度与其他荧光指数(强度)相关性均较弱(r<0.40).HIX与C1荧光强度、A:T呈显著正相关,均可被线性函数拟合.相较于MFI,YFI更能反映土壤中DOM的腐殖化变化特性,YFI与HIX可被指数函数较好拟合.研究认为,短期稻虾共作土壤的腐殖化特征主要受内源有机质降解影响,而受外源蛋白质类物质输入的影响较小,且难以通过分析溶解性有机碳含量来监测土壤有机质腐殖化程度.