第34卷，第4期 2014年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34,No. 4 -pp1045-1049
April,2014
复合污染旱田黄土中还由秸秆动态腐解的光谱学特性
范春辉，张颖超”，许吉婷，王家宏 1，陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021 2，清华大学环境学院，北京100084
摘要秸秆是农业生产的重要副产物，其资源化再利用一直是国内外学者关注的热点。目前，秸秆还田已成为秸秆资源化利用的主要途径之一。还田秸秆能在合适的土壤环境和土壤微生物的作用下腐烂分解，将腐殖质和矿质元系等组分释放进人土增体系。这不仅能改变土增固有的肥力属性，对于土壤重金属污染物的环境化学行为也将产生一定影响。实验土壤采集于西部典型黄土区，采用SEM-EDS、元素分析、FTIR和 13CNMR等光谱联用技术，研究复合污染黄土中还田秸秆腐解残体的表面特性及生成胡敏酸性质差异。实
化特性，EDS检测结果揭示广腐解残体元系组成的变化行为。新生成的胡敏酸脂族性较高、芳香性较低，属于较“新鲜”和“年轻"的胡敏酸，有利于提高黄土有机质活性。秸秆腐解各阶段FTIR图谱具有很高的相似性，波峰的变化揭示了胡敏酸生成过程的复杂性。13CNMR结果说明胡敏酸芳香性逐渐降低、脂族性不断增加，证实了胡敏酸分子结构的简单化趋势。光谱联用技术对于揭示黄土区秸秆还田过程胡敏酸的性质差异是可行的，
关键词秸秆还田；胡敏酸；腐解特性；黄土；光谱学
中图分类号：0657.3；S132
引言
文献标识码：A
秸秆还田（strawincorporation）是土壤有机质提升工程的主要农艺措施，是农业秸秆资源化利用的重要途径"”。还由秸杆能在土微生物的作用下发生离解，同时将自身组分释放进人土壤体系。国家“十二五”规划明确提出“加大秸秆还由力度，保障农业的稳产、增产和可持续发展”。随者国家对农业环境质量问题的日益重视，秸秆还田正重新成为新的研究热点。
腐殖质(humus)是土壤有机质分解后形成的(暗)褐色胶体状有机化合物，主要包括胡敏酸（humicacid，HA）、富里酸（fulvicacid，FA)和胡敏素（humin，HM）三种组分」。作为一种大分子物质，腐殖质含有大量的活性官能团（一0H， C00H等），这些基团可能与土壤重金属或农药类污染物通过氢键、络合作用等牢固结合，对土壤污染物的迁移转化行为具有重要调控作用。有研究表明；秸杆还由后能够发生天然的腐殖化过程，土壤腐殖质的理化特性也会有所不同3]。在适宜的环境条件下，HA与FA含量的比值、各类原
收稿日期：2013-06-19，修订日期：2013-11-20
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014 )04-1045-05
子的组成比例都会发生规律性变化，预示着土壤有机质的腐殖化特性差异行。实际上还田秸秆腐殖化过程较为复杂，不同土壤环境条件也能导致秸秆腐解过程的差异，非常有必要对相关间题进行精细化研究。
HA分子结构中含有酚基、醒基等氧化还原活性官能
团，能够改变可变价金属离子的环境行为和络合参数、吸持容量等络合特征，对金属离子的存在形态和生物有效性具有重要影响。在之前的研究中，笔者系统揭示了秸杆还由对黄土有机质三维荧光光谱及重金属有效性的影响。本工作以复合污染早田黄土为研究对象，采用SEM-EDS、元素分析、 FTIR、3CNMR等手段综合评价还田秸秆腐解全程HA性质的动态变化行为，为深入明确秸秆腐解特性、阐明还田秸秆培肥机制提供参考。
实验部分 1
1.1材料与试剂
小麦秸秆取自西安市临潼区代王镇，用纯净水洗净，60 ℃烘干6h后，粉碎成4mm左右段状，作为秸秆腐解原料。
基金项目：中国博士后科学基金面上项目(2012M511968），陕西省教育厅项目（12JK0474)和国家自然科学基金项目(21107065)资助
作者简介：范春辉，1982年生，陕西科技大学资源与环境学院讲师
e-mail ; fanchunhui@ sust. edu, cn