生物质炭施用对水稻土有机质分子结构和组成的影响

X53%S153.6; 农田土壤施用生物质炭(BC)被认为是提高表层土壤固碳潜力的有效措施,但其对深层土壤有机质分子结构和组成特征的影响还认识不足.本文以 BC施用 4 年后的水稻土为研究对象,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热裂解气质联用(Py-GC/MS)技术,探究 BC施用对耕作层(A层,0～15 cm)、犁底层(Ap层,15～28 cm)和潴育层(W,28～50 cm)土壤有机碳(SOC)含量和有机质分子结构与组成的影响.结果表明:①与不施炭的对照(CK)处理相比,BC处理下A层SOC和可溶性有机碳(DOC)含量分别显著增加了 13.0%和 22.3%,Ap层DOC含量增加了 20.8%,而W层SOC和DOC含量均无显著性变化.②从有机质化学结构来看,BC施用增加了各土层芳香族碳组分的相对峰强度,而降低了A层和Ap层多糖等碳水化合物的相对峰强度,有机质结构趋于芳香化.③BC施用明显增加了不同深度水稻土有机质分子的相对丰度并改变了分子组成.与CK处理相比,BC处理降低了各土层中氨基酸、氨基化合物、二元羧酸、羟基酸和糖类的相对丰度,特别是Ap层和W层;而BC处理则增加了各土层中烷烃类、胺类、杂环氮化合物、苯酚酯和多酚类的相对丰度.研究显示,施用BC增加了表层土壤中疏水性分子和芳香性化合物向深层土壤的迁移,增强了深层土壤碳库的稳定性.