【上海跃进生物炭对水稻土厌氧培养过程中doc及铁还原的影响】,上海博迅-国际云顶yd4008

                生物炭是由生物残体在缺氧情况下经高温热解产生的一类富含芳香性和醌类结构的物质, 不仅在改善土壤质量及修复污染环境等方面得到广泛应用, 还兼具电子转移功能, 可调控环境中的氧化还原过程。木醋液作为生物炭制备过程的副产物之一, 其环境行为也引起广泛关注。然而随着生物炭及木醋液施入稻田, 其对水稻土淹水过程中溶解性有机碳 (doc) 及铁还原过程的影响却尚不明确。同时, 腐殖酸 (黄腐酸) 结构中含有丰富的具有电子传递功能的官能团, 因此可以作为模版电子穿梭体参照物研究生物炭对铁还原过程的作用。本研究通过向不同水稻土 (碱性、中性、酸性) 中添加生物炭、木醋液及黄腐酸进行厌氧泥浆培养试验, 探讨了生物炭对水稻土厌氧培养过程中fe (ⅲ) 还原、ph、doc含量及其组分的影响。结果表明水稻土淹水后, fe (ⅱ) 的累积量基本上随淹水时间呈“s”型曲线增长。添加生物炭、木醋液和黄腐酸均可显著促进fe (ⅱ) 的累积, fe (ⅲ) 还原潜势显著提高8.48%-17.31%, 其中木醋液和黄腐酸的促进作用更为明显。按照fe (ⅱ) 随培养时间的累积速率, 将厌氧培养过程分为初期 (0-1d) 、中期 (3-8d) 及末期 (8-35d) 三个阶段。在厌氧培养初期, 添加木醋液和黄腐酸均可降低三种土壤初始ph, 而添加生物炭使湖南和天津土壤初始ph升高, 吉林土壤初始ph降低, ph的不同是铁还原存在差异的重要原因。在整个培养过程中, 生物炭、木醋液和黄腐酸对土壤中doc含量的影响因土壤类型不同而存在差异。吉林水稻土中, 添加生物炭和木醋液使培养末期土壤doc含量显著增加;而湖南水稻土培养中期, 生物炭和木醋液显著降低了doc含量;在天津水稻土厌氧培养过程中, doc含量对黄腐酸的响应最为显著。在供试的三种水稻土中共鉴定得到高分子量腐殖酸、低分子量腐殖酸、土壤富里酸及类酪氨酸四个共有的重要组分。而在吉林和天津水稻土厌氧培养过程中还检测到海洋腐殖酸的存在。添加生物炭、木醋液和黄腐酸使doc中高分子量腐殖酸、低分子量腐殖酸和土壤富里酸3种组分的含量显著增加或保持不变, 其电子转移能力是促进铁还原的主要原因。培养过程中ph及doc含量对生物炭、木醋液及黄腐酸的响应也与fe (ⅲ) 还原过程密切相关。