不同稻虾种养模式土壤溶解性有机质光谱特征

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,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紫外吸光度和比吸收系数均低于传统稻作,光谱斜率比(SR)均值为0.9～2.0;254 nm和365 nm处紫外吸光度的比值(E2/E3)在无环沟稻虾共作模式中最小,水稻单作中E2/E3值相对于稻虾种养模式大;300 nm和400 nm处紫外吸光度的比值(E3/E4)在稻虾种养模式均<3.5,水稻单作>3.5.4种模式的荧光指数>1.9,腐殖化指数<4,自生源指数为0.6～0.7.不同模式均解析出2个类蛋白质组分(类络氨酸、类蛋白物质)和2个类腐殖质组分(腐殖酸、类腐殖质),与生物源密切相关的类络氨酸组分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,水稻单作以富里酸为主;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,而腐殖酸、类蛋白物质和类腐殖质组分很可能有高度的同源性;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.