农业环境科学学报

作者：李马波,曾宇,陈宁,王玉军,方国东

单位：中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008

关键词：生物炭,光致活性组分,自由基,溶解性有机质,吡虫啉,

基金：国家重点研发计划项目（2022YFC3702103，2022YFC3701405）；国家自然科学基金项目（42022049，42107382，42130707）；土壤研究所145项目（ISSASIP2213）

为探究施用生物炭对稻田上覆水光化学过程及吡虫啉（IMD）转化的影响机制，本研究于2022年6月至9月开展大田实验，设置单施化肥（CK）、稻壳生物炭（25% RH）和玉米秸秆生物炭（25% CS）3种处理，检测各处理上覆水中光敏物质含量及性质、活性组分分布及IMD光解速率的变化。结果表明，相较于单施化肥处理，施用稻壳生物炭和玉米秸秆生物炭显著促进了活性组分的产生，羟基自由基（·OH）、三重激发态溶解性有机质（3DOM*）和单线态氧（1O2）的稳态浓度分别提高了0.92%~71.97%、21.29%~137.00%和10.42%~370.24%，且在育苗期上覆水光致活性组分的增加比分蘖期更为显著；进一步解析了生物炭促进活性组分产生的机制，紫外-可见及三维荧光光谱的结果表明，同化肥处理相比，施用生物炭显著增加了上覆水中类富里酸和类色氨酸等有机质生色团的含量，该组分的增加是生物炭促进上覆水光致活性组分产生的主要原因；此外，相较于化肥处理，生物炭的施用也显著促进了杀虫剂IMD的降解，其一级降解速率从1.72×10-2 h-1提高到3.76×10-2 h-1，自由基淬灭实验证实了·OH、3DOM*和1O2对吡虫啉降解的贡献分别为41.78%、62.70%和9.76%。施用生物炭有利于稻田上覆水中生色团和荧光物质的积累，从而促进了上覆水光化学过程，并提高RIs浓度，进而加速IMD降解，其中玉米秸秆生物炭对提高上覆水中光致活性组分稳态浓度和IMD降解速率效果更强。

来源：2024年第8期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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