农业环境科学学报

作者：符俊宏,肖艳琦,宁雅琪,谢雯静,张娜,崔浩杰,廖文娟

单位：湖南农业大学资源学院, 长沙 410128,湖南农业大学资源学院, 长沙 410128,湖南农业大学资源学院, 长沙 410128,江汉大学环境与健康学院, 武汉 430000,衡水学院, 河北省湿地生态与保护重点实验室, 河北 衡水 053000,湖南农业大学资源学院, 长沙 410128,湖南农业大学资源学院, 长沙 410128

关键词：还原态绿脱石,秸秆还田,羟基自由基（·OH）,DOM转化,

基金：国家自然科学基金项目（42107086，42277291，42307311）；湖南省教育厅优秀青年基金项目（22B0200）；环境地球化学国家重点实验室项目（SKLEG2024224）；河北省湿地生态与保护重点实验室项目（hklk202302）；河北省自然科学基金项目（D2022111001）

为探讨秸秆还田和化肥施用下的两种溶解性有机质（DOM）在含铁黏土矿物结构态Fe（Ⅱ）氧化过程中的转化机制，本文以富铁的还原态绿脱石（rNAu-2）为黏土矿代表，分别从长期施化肥（CF）和秸秆还田（HOF）的稻田土壤中提取DOM（DOMCF和DOMHOF），研究了DOMCF和DOMHOF分别对rNAu-2有氧氧化产生·OH的影响，以及DOMCF和DOMHOF在该过程中的转化差异。研究表明：在rNAu-2[Fe（Ⅱ）=1.2 mmol·L-1]氧化过程中DOMHOF更容易被矿化，其中，氧化8 h时DOMHOF被氧化形成CO2的累积量（以C计）为29.6 μg，高于DOMCF（16.9 μg）。DOMCF和DOMHOF均会抑制rNAu-2有氧氧化产生·OH，并且DOMHOF的抑制作用更明显。无DOM存在条件下，rNAu-2有氧氧化8 h的·OH累积量为26.06 μmol·L-1，高于rNAu-2/DOMCF（19.83 μmol·L-1）和rNAu-2/DOMHOF（17.07 μmol·L-1）体系（DOM为50 mg·L-1）。固液分离结果显示，rNAu-2与DOM或DOM-Fe3+的电子传递作用抑制了结构态Fe（Ⅱ）氧化形成·OH。三维荧光激发发射矩阵光谱（3DEEMs）分析表明，秸秆还田促进了水稻土腐殖质和富里酸类有机质的积累，并且氧化后的腐殖质和富里酸变化明显，而在DOMCF中几乎没有检测到这两者的存在。X射线光电子能谱（XPS）分析表明，·OH可以通过开环和羟基化机制加到芳香族结构或烯烃上，从而生成更多的含氧基团（C—O和C＝O）。因此，DOM的存在会抑制rNAu-2结构态Fe（Ⅱ）的氧化从而抑制·OH的形成，而秸秆还田的土壤DOM中含有更多易分解的有机质组分，更容易消耗·OH，同时释放更多的CO2。

来源：2025年第5期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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