奶牛粪便堆肥过程中腐殖质与Fe2+络合特征的变化

收稿日期：20060414基金项目：南京农业大学2005年学校资助SRT项目（0506A05）作者简介：林小晖（1985），女，山东安丘人，主要从事分子微生态学研究。奶牛粪便堆肥过程中腐殖质与Fe2+络合特征的变化林小晖（南京农业大学国家生命科学与技术人才培养基地，江苏南京210095）摘要：研究了奶牛粪便堆肥过程中形成的腐殖质与Fe2+的络合特征。结果表明，堆肥过程中形成的腐殖质与Fe2+的络合能力呈现一种动态变化。腐殖质与Fe2+的络合稳定常数受到腐殖质腐殖化程度，所处环境的离子强度、pH值的影响。此外，腐殖质络合Fe2+的能力还与腐殖质中羧基的含量成正相关。对以奶牛粪便为主的农业有机固体废弃物进行堆肥化处理，有助于其中的腐殖质与Fe2+的络合。关键词：奶牛粪便；堆肥；腐殖质；Fe2+；络合特征中图分类号：S141.4文献标识码：A文章编号：10043268（2006）10007803ChangeofCompiexationCharacteristicsofHumusfromCowDungCompostingwithFe2+LINXiao-hui（NationaiBaseofLifeScienceandTechnoiogy，NanjingAgricuituraiUniversity，Nanjing210095，China）Abstract：Thecompiexationcharacteristicsofhumicmatter，whichwasextractedfromcowdungcompos-ting，withFe2+werestudied.Theresuitsshowedthatthevaiueofcompiexationstabiiityconstantchangedwiththecompostingprocessanditwasaffectedbythefactorssuchashumificationdegreeofhumus，pHandionstrengthintheenvironment.Atthesametime，compiexationstabiiityofhumicacidswithFe2+waspositiveiyreiatedtothecontentofhydroxyiinhumicmatter.ComposingagricuituraiorganicsoiidwasteisheipfuiforhumicmattertoformcompiexwithFe2+.Keywords：Cowdung；Compost；Humus；Fe2+；Compiexationcharacteristics堆肥是对农业有机固体废弃物进行无害化、资源化处理的主要方式之一［1］，在堆肥过程中，微生物分解有机物转化成稳定的腐殖质（腐殖酸，主要由胡敏酸、富里酸组成）。腐殖质含较多的羧基、酚羟基结合位点，能够与金属离子发生很强的络合作用，络合形成的有机金属络合物的特性对植物的微量元素营养、土壤形成分类和环境保护诸方面起着重要作用［2~4］，对于整个生态系统的结构、功能也起着重要的作用［5］。土壤中铁的全量含量一般很高，但有效性很低，大部分铁以沉淀、结晶状态存在。施入土壤或喷施于植物体表面的无机铁盐，也因为易被土壤固定或被空气氧化，而使其有效性大大降低。在植物吸收的土壤铁素营养中，络合状态铁占有相当重要的位置［3，6~8］。腐殖质是土壤中能与Fe2+形成络合物的常见有机物质，土壤中的腐殖质可以由施入的有机肥提供。因此，研究堆肥产品———有机肥料中的腐殖质与Fe2+的络合特征具有重要的意义。有关土壤腐殖质与Fe2+络合特征的研究已有报道［6，7］，而对于农业有机固体废弃物堆肥化过程中形成的腐殖质与Fe2+络合特征的研究则报道较少。·87·2006年第10期笔者研究了奶牛粪便堆肥过程中形成的腐殖质，在不同的离子强度和pH值条件下与Fe2+络合的特征，以期为奶牛粪便堆肥产品作为有机肥料施入土壤后，其中的腐殖质提高土壤铁以及外源铁的生物有效性奠定一定基础。1材料与方法1.1堆肥原料及方法1.1.1堆肥原材料奶牛粪便收集自江苏南京山田奶牛场。锯末屑收集自南京江宁淳化木器加工厂。稻壳粉购自南京江宁淳化粮食加工厂。1.1.2堆肥方法将奶牛粪便、锯木屑、稻壳粉等按要求［水分（6511）%，C/N比1511］配料。充分混匀后装入自制堆肥设备中发酵。分别在发酵的第7，14，21，28，35，40，50，60天时取样。样品放入7C低温冰箱中保存。1.2腐殖质的分离腐殖质的分离及其羟基、酚羟基的测定采用文启孝介绍的常规方法［9］。1.3腐殖质与Fe2+络合稳定常数（Lgk）的测定分别在离子强度I=0，0.1和pH=4.0，6.5，8.0条件下，用离子交换平衡