不同价态金属阳离子对椴木屑腐解期间腐殖质组成的动态影响

【目的】研究不同价态金属阳离子对天然富含木质素的椴木屑在腐解期间腐殖质组成的影响,明确各金属阳离子对椴木屑腐殖化进程的贡献,为以木质素为主要成分的农业固体废弃物的资源化利用提供参考。【方法】采用室内恒温培养法,以富含木质素的椴木屑为供试材料,在培养体系中分别添加0.5 mol/LK^(+)、Mn^(2+)和Fe^(3+),以不添加任何金属阳离子为对照(CK),于28℃恒温好氧培养90 d,分别在培养0,45和90 d时取样,分析椴木屑腐解期间总有机碳(TOC)、水溶性物质碳含量(C_(WSS))、可提取腐殖酸碳含量(CHE)、胡敏酸(HA)碱溶液色调系数(Δlg K)、胡富比(胡敏酸与富里酸碳含量之比,C_(HA)/C_(FA))和胡敏素碳含量(C_(Hu))的变化。【结果】(1)随着培养时间的延长,不同处理的TOC含量均表现为先升高后下降的变化规律;培养结束(90 d)时与CK相比,Mn^(2+)和Fe^(3+)处理的TOC含量均显著下降,其中Mn^(2+)处理的TOC含量下降幅度较大。(2)随着培养时间的延长,各处理C_(WSS)先降低后升高,最终表现为K^(+)和Fe^(3+)能够促进WSS的积累,而Mn^(2+)更易促进WSS的消耗。(3)与其他处理相比,添加Fe^(3+)不仅减缓了CHE的下降,而且在整个培养期间使CHE维持在最高水平。(4)与培养0 d相比,培养结束时,Fe^(3+)和K^(+)处理的HA碱溶液Δlg K均下降,而Mn^(2+)处理的HA碱溶液Δlg K则增加;Fe^(3+)和Mn^(2+)处理的C_(HA)/C_(FA)分别降低了13.1%和6.7%,K^(+)处理的C_(HA)/C_(FA)无显著变化;Fe^(3+)、Mn^(2+)、K^(+)和CK处理的C_(Hu)分别下降了37.9%,14.6%,11.2%和21.5%,其中Fe^(3+)更有利于促进Hu的矿化分解。【结论】相比于K^(+)和Mn^(2+),Fe^(3+)可有效促进椴木屑的分解并释放WSS,在促进Hu矿化的同时还能减缓HE的下降。