水鐵礦對小麥秸稈腐解衍生溶解性有機質的分餾作用

中圖分類號：X71 文獻標志碼：A 文章編號：2095-6819（2025）05-1309-14 doi：10.13254/j.jare.2025.0045

Fractionation of dissolved organic matter derived from wheat straw decomposition by ferrihydrite

WANG Xiaoyang'，TANGXiaodan'，LUOYajuan1，WANG Siyu1，NIUChengjian1，YANNal.2，MA Shuanglong1* （1.College ofesourcesndEnvioent，HenanAgriculturalUiversityZngzou4o6，na;2.SjiuangLngquanake GardenAffairs Center，Shijiazhuang O5O2Oo，China）

Abstract：Wheatstraw-deriveddissolvedorganicmater（WSDOM）isakeysubstratedriving themetabolismof decomposing microrganissandcorelinkcordinatingtheresourceutilzatioofgricultualwaste，teimprovementofsoilfunctios，theulatio ofenvironmentalrisks，ndteacievemntofaboneutraltgoals.Tosystematicallevealtheoleularompositioadstructral dynamiccharacteristicsofWSDOMandclarifythefractionationefectofgoethiteonitscomponents，thisstudyanalyedthelight absorptionproperties，molecularweightdistribution，fluorescencecomponents，andfunctionalgroupevolutionofWSDOMduring decompositionthroughmultiplespectroscopictechniquesandfractionationexperiments.Theresultsshowedthatasdecomposition progressed over 7-day cycles， SUVA₂₅₄ ，SUVA26o，and A253/A203of WSDOM decreased from 1.73，1.68，and0.32 to 0.91，0.88，and 0.23， respectively，while E₂/E₃ significantlyincreasedfromtheinitial2.74to3.41，indicatingagradualdecrease inaromaticityandtheformation ofwater-isolubleacromoleularumus.Additioalytheelatiecotentofprotei-lkesubstanesinWireasdfro0.75 ondayOofdecompositiotoO81ondy3andtendeceasedtoO78onday7whileterelativecotentsfulvicacid-lkeadmc acid-likesubstancesdecreasedfrom0.172and0053onday0to0.144and0.044onday3andthenincreasedto0.202and0070onday 7.TheadsortionetofgoeteoWOatdieretecomposiidysassificantlyirentwitedsooetn WSDOM on day 3 being the most prominent，with an adsorption capacity（calculated in C）of up to 52.835mg?g^-1 . During the decompositionprocess，protein-likesubstancesandvolatilefatyacidsweredecomposed，andunstablefulvicacid-likesubstances gradualltransfoeditous.Goethitedasigiantfractionatioetoigaroaticitygolelareghtdye containingcomponentsinWSDOM.Theresearchresultsprovideacertaintheoreticalbasisfordevelopingeficientandrapidstraw decompositiontechnologies，improvingtheefciencyofstrawresourceutilizationandthecarbonsequestrationandcarbonsink enhancement capacity of farmland soil.

Keywords：wheat straw; decomposition; dissolved organic matter; ferrihydrite; fractionation

小麥秸稈作為我國農業生產的重要副產品，年產量高達數億噸。傳統的處理方式，如焚燒會產生大量煙塵和有害氣體，如二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和顆粒物等，對環境造成嚴重污染，同時，我國于1999年出臺《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》，明確禁止在農田露天焚燒秸稈2。因此，直接還田利用是一種重要的秸稈腐解處理方法。由于小麥秸稈本身是一種優質的有機肥料，含有豐富的有機質和多種植物所需的營養元素，如氮、磷、鉀等，將其施用于土壤中，可以增加土壤有機質含量，改善土壤結構，提高土壤的保水保肥能力，從而減少土壤退化和侵蝕的風險[3-4]。

秸稈腐解是一個由微生物驅動的動態過程，有機質通過反復代謝、物理化學重組形成不同穩定性的組分。小麥秸稈腐解過程中產生的溶解性有機物（WSDOM）是由顆粒有機物經微生物轉化而成，也是有機物轉化最活躍的部分[5。WSDOM作為腐解微生物代謝的關鍵底物，其組成演化直接調控腐解腐熟度與穩定性；同時作為土壤碳庫核心組分，溶解性有機質（DOM）的穩定性通過影響碳固存與溫室氣體排放參與全球碳循環建模；此外，DOM通過驅動微生物群落重構、激活土壤酶系，主導碳、氮、磷等養分生物地球化學循環過程。張園等通過在腐解過程中對有機質和微生物群落動態變化的觀察，指出其所在的固-液界面是腐解過程中微生物活動和化學反應最活躍的場所。……