周丛生物腐解驱动水稻土溶解性有机质、铁、磷转化及耦合

作者：吴丽蓉; 宫丽娜; 刘俊琢; 吴永红

来源：生态与农村环境学报, 2023, 39(09): 1205-1212.

DOI：10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0992

• DOM组分
• 铁还原
• 磷有效性
• 傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)

周丛生物在稻田土-水界面上广泛存在，可通过多种途径影响土壤养分转化，但其生物质的腐烂分解对土壤中溶解性有机质（DOM）、铁和磷耦合关系的影响尚不清楚。通过开展微宇宙实验向水稻土中添加不同量的周丛生物，利用傅里叶变换离子回旋共振质谱法（FT-ICR MS）表征DOM分子组成，分析周丛生物腐解对水稻土DOM组分、Fe2+含量、氧化铁活化度（Fe_o/Fed）、不同形态磷含量的影响。结果表明，周丛生物的腐解显著提高土壤DOM含量，改变DOM不同组分占比，其中，单宁类物质相对丰度增加1.97%～9.74%。同时，土壤Fe2+含量显著增加，Fe_o/Fed升高，土壤还原性增强。此外，土壤无机磷含量增加，其中，磷酸铁盐（Fe-P）变化幅度最大，土壤磷的有效性增加。周丛生物腐解改变土壤DOM组分和铁形态，而DOM中单宁类物质等惰性组分可以通过影响矿物对磷的吸附来影响磷的有效性。主成分分析（PCA）结果表明，添加周丛生物腐解处理与对照之间DOM含量、单宁类物质相对丰度、磷酸铝盐（Al-P）含量、Fe2+含量和Fe_o/Fed等指标存在显著差异。相关性结果表明，Fe2+含量与Fe-P含量、Fe_o/Fed与Al-P含量之间呈显著正相关，且单宁类物质相对丰度与Fe_o/Fed和Al-P之间呈显著正相关，土壤DOM组分、铁形态及磷形态之间相互影响，其中，单宁类DOM增加和铁形态的转化都对土壤磷有效性增加有积极影响。上述结果揭示周丛生物腐解对土壤DOM、铁、磷耦合关系的影响，为利用周丛生物调控土壤碳、铁、磷耦合过程，提高土壤中磷的有效性提供理论支撑。

• 单位
  中国科学院南京土壤研究所; 中国科学院大学; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室