为探讨秸秆还田对土壤水溶性碳(WSOC)的影响, 采用田间定位试验, 研究连续免耕、 浅翻、 深翻与免耕秸秆覆盖、 秸秆浅翻及深翻还田方式下, 旱地草甸土WSOC随土层深度变化的荧光特征。 结果表明: 0～50 cm土层, 3种耕法与相应秸秆还田方式土壤WSOC均解析出2类 3个荧光组分, 即类腐殖质组分C1(240/400 nm)和C2(245, 400/465 nm)及类蛋白质组分C3(220, 275/325 nm); 无论浅翻还是深翻, 0～20 cm表土层C1＞C2＞C3, 20～30 cm土层C3组分的变化与C1, C2组分呈负相关, 秸秆还田增加了30～50 cm土层C3组分的含量; 荧光指数分析表明, 土壤WSOC组成为非生物源与生物源的混合物, 10～20 cm土层异源特征明显, 免耕与免耕秸秆覆盖20～50 cm土层自生源特征较强; 秸秆深翻还田40～50 cm土层腐殖质的产生和积累趋势增强, C2/C1比值高于秸秆浅翻还田和秸秆覆盖。

研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型, 重点优化相关性分析和温度修正功能.利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统, 于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验, 研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征.研究结果表明, 氨浓度具有日变化趋势: 白天浓度上升在正午达到最高值, 逐步降低到夜间至最小值.夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6×10-3 ~1.34×10-3 mmol/mol和1.14×10-3~1.82×10-3 mmol/mol, 秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6×10-4 mmol/mol和1.7×10-3 mmol/mol, 还田一个多月后氨浓度明显上升, 并存在一定季节性差异.近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持.

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, 将腐殖质和矿质元素等组分释放进入土壤体系。 这不仅能改变土壤固有的肥力属性, 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13C NMR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。 实验结果表明: 在秸秆还田全程, 秸秆腐解残体呈现出“结构致密→表面崩解→骨架破坏”的表面形貌动态变化特性, EDS检测结果揭示了腐解残体元素组成的变化行为。 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。 13C NMR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。

以西北旱田黄土为研究对象, 分析玉米秸秆还田前后黄土可溶性有机质(DOM)的三维荧光光谱差异, 探讨黄土腐殖化程度的变化情况及对Pb(Ⅱ)赋存形态的影响。 实验结果表明: 黄土DOM的荧光峰主要分布在λex/em=240～270/280～340区域和λex/em=325/450附近, 分别归属为紫外区类富里酸以及可见光区类富里酸和腐殖酸类物质的荧光峰。 秸秆还田60 d后, 紫外区类富里酸荧光峰值增加, 在λex/em=250/440附近和λex/em=320～350/350～400区域出现新的腐殖酸荧光峰。 黄土腐殖化程度随秸秆还田时间的延长而增加, Pb(Ⅱ)的生物有效性随腐殖化程度的增加而降低。 三维荧光光谱可以有效表征秸秆还田前后黄土DOM的变化特性。