热带滨海区不同土地利用背景下土壤溶解性有机氮的组成与粒径分布特征

吉恒宽，吴月颖，符佩娇，解钰，吴蔚东，吴治澎*

1.海南大学热带作物学院，海南 海口 570228；2.海南省农业科学院农业环境与土壤研究所，海南 海口 571100

溶解性有机氮（Dissolved organic nitrogen，DON），通常定义为能溶于水，且能过0.45 µm微孔滤膜，具有不同结构，不同分子量大小的有机态氮化合物（黄慧，2013）。在土壤溶液中，作为氮的主要存在形式和运输载体之一（Peterson，2001），DON在陆地生态系统的氮循环中起着重要作用。DON作为可溶性氮素流失的主要方式，其大量进入水生生态系统必然会导致水体富营养化和地下水污染等环境问题发生，此外，DON对土壤中重金属的淋溶也有明显的促进作用（Qualls et al.，1991）。随着土地利用集约度日益提高，土地利用类型发生变化，必然对土壤氮素产生影响（Perakis et al.，2002），热带地区温度高、降雨多、物质循环快，土地利用的变化对土壤氮的影响更为显著，DON作为土壤氮素中活跃的组分，对土地利用变化的响应也更为迅速和敏感（郗敏等，2008）。因此，研究不同土地利用类型对土壤DON含量、组成与粒径分布的影响可以更深入地理解DON的生态环境行为。

目前，对DON组分、结构进行分析的手段很多，如核磁共振、GC-MS、紫外-可见光谱、红外光谱、同步荧光光谱技术及三维荧光光谱技术等（宋晓娜等，2010）。其中，三维荧光技术（EEM）具有成本低、灵敏度高、用量少、不破坏样品结构等特点，能较好地表征和鉴别土壤中DON的荧光组成（柳婷等，2019），红外光谱分析方法信息量丰富，可以反映DON中化合物的官能团组成及比例信息（康根丽等，2014）。国内外对不同土地利用背景下DON的含量、组成进行了相关研究，例如，早期有研究发现，土地利用方式对DON有影响较大，不同类型土壤提取出的 DON含量大小顺序为菜地＞林地＞农地＞湿地=草地＞灌木（Christou et al.，2005）。吕学军等（2011）通过对温带地区黄河三角洲轻度盐渍化土壤DON含量研究发现，土壤DON含量会因土地利用方式的不同而产生差异，其大小顺序为菜地＞粮田＞果园＞未利用地。但也有研究表明，不同土地利用方式对亚热带红壤坡地DON含量无显著影响（王飞等，2014）。土壤DON成分主要为氨基酸、氨基糖和蛋白质等小分子含氮化合物（Murphy et al.，2000）。Hua et al.（2018）使用三维荧光光谱结合平行因子分析法对温带、亚热带不同土地利用类型下流域DON的组分进行研究发现，DON的荧光组分主要包括类蛋白质成分，类腐殖质成分及异种生物类成分，且类蛋白质成分与其来源直接相关。此外，DON也是由不同分子粒级组成的物理结构体，不同粒径大小的DON在组成与性质上表现出强烈的异质性，进而影响DON的生态环境行为。DON的不同组分具有不同功能，如氨基糖可以促进水体中有色DOM（CDOM）和色氨酸的形成，为水生植物和浮游生物提供营养物质，并释放CO2、CH4等温室气体，加剧温室效应（Doxaran et al.，2002；Odermatt et al.，2012），而氨基酸可以与氯反应生成氯仿，造成环境污染（Larson et al.，1995）。海南岛地处热带，常年湿热多雨，土壤物质循环剧烈，并且具有丰富的滨海带，而滨海地区处于海陆两大生态系统类型的接合部，属生态脆弱区，快速发展的热带农业形成了不同人类干扰强度和管理方式的农业土地利用类型，这进一步改变该区域土壤物质循环与生态系统的结构与功能。综上所述，国内外关于温带、亚热带地区土地利用变化对土壤DON含量、组成的影响已经展开较为广泛的研究，但对热带滨海区土壤DON含量、组成及其粒径分布特征的研究仍然不足。

因此，本研究以热带滨海区4种不同土地利用模式下的农业土壤为研究对象，通过连续过滤，并使用三维荧光光谱、傅里叶红外光谱技术对热带滨海区土壤DON的结构组成与粒径分布进行研究，以期揭示热带滨海区土壤DON的结构组成与粒径分布对土地利用变化的响应。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

海南东寨港国家级自然保护区总面积 3337 hm2，其中红树林面积1578 hm2，位于海南省东北部，离海口市区30 km，是以保护红树林湿地为主的北热带边缘河口港湾。研究区域属于典型的热带季风气候，年平均气温为22.5—25.6 ℃；年降雨量为923—2459 mm，5—10月是多雨季，11—4月为少雨季。在海南省海口市东寨港自然保护区外围（图1）选取4种土地利用方式的土壤：水稻土、胶园土、菜园土及果园土。橡胶林为单一橡胶林，树龄15年，菜园主要种植上海青（Brassica chinensisL.），果园种植荔枝（Litchi chinensisSonn.），4种土地利用类型土壤均为玄武岩母质。

1.2 样地设置及样品采集

图1 研究区域及采样点分布Fig.1 Study area and the distribution of sampling sites

2018年 8月在各土地利用类型设置 1个 15 m×15 m的样地，按五点取样法分别采集0—20 cm的耕层土壤。土样带回实验室去除可见石砾及植物根系，风干，过2 mm筛，装入自封袋于阴凉干燥处保存，用于DON提取。采用四分法另取部分土壤再次研磨过筛用来测定土壤理化性质，土壤基本理化性状见表1。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤理化指标测定

pH值、土壤有机质（OM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、质地分别采用pH计法（水土比2.5∶1）、重铬酸钾容量法、半微量开氏法、HClO4-H2SO4氧化法、NaOH熔融-火焰光度法、比重计法测定（鲍士旦，2000）。

1.3.2 土壤DOM提取

土壤DOM采用水浸提法（訾园园等，2016），土水比为1∶5。称取30 g过2 mm筛风干土样，加入150 mL超纯水（电阻率为18.25 MΩ·cm），恒温避光振荡30 min后，4000 r·min-1离心20 min，上清液使用0.7、0.45、0.2、0.1 μm的混合纤维素脂膜以及分子量为100、10、1 kDa的超滤膜（上海摩速科学器材有限公司）连续过滤，所得滤液置于棕色瓶中4 ℃保存待测。

1.3.3 DON测定

使用连续流动分析仪测定各级滤液中的总氮（DTN）、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量，土壤 DON含量用公式：DON=DTN-(NO3--N+NH4+-N)计算（Andersson et al.，2000），并利用差减法计算 0.45—0.7 μm，0.2—0.45 μm，0.1—0.2 μm，100 kDa—0.1 μm，10—100 kDa，1—10 kDa的DON的含量。

1.3.4 三维荧光光谱与PARAFAC分析

DON的三维荧光光谱采用有机质三维荧光分析仪（型号F320，天津港东科技股份有限公司）进行测定，以超纯水为空白，使用1 cm石英比色皿进行扫描。仪器光源为150 W氙灯，光电倍增电压为700 V，激发和发射狭缝宽度均设置为5 nm，激发波长（λ(ex)）范围为230—450 nm，扫描间隔5 nm；发射波长（λ(em)）范围为250—620 nm，扫描间隔1 nm，扫描速度为2400 nm·min-1。荧光强度大小以R.U.标注。使用Metlab 2016软件对EEM光谱数据进行平行因子分析。组分数范围拟选为2—6个，通过扣除空白，去除异常值，同时参考核心一致性分析、裂半分析和随机初始化方法来确定组分个数，最终得到3个组分。

1.3.5 傅里叶红外光谱测定

将1 mg冷冻干燥后的DON（水土比1∶1浸提）与200 mg干燥的光谱纯溴化钾混匀，置入玛瑙研钵在红外灯下磨细（盛浩等，2017），在80 kPa压强下压片并维持 1 min，用红外光谱仪（型号：TENSOR27，德国）测定，波谱扫描范围为4000—400 cm-1。

1.4 数据处理

利用SPSS 23.0进行单因素方差分析，差异显著性分析采用LSD分析，不同大写字母代表土地利用类型间差异显著，不同小写字母代表粒径间差异显著，显著水平为 0.05。利用 Excel 2016以及OriginPro 2016进行数据计算和图表制作，各指标均测定3次重复，图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与讨论

2.1 不同土地利用背景下土壤各形态氮含量、占比与DON粒径分布

2.1.1 不同土地利用背景下土壤溶解态氮含量及各形态氮占DTN比例

图2反映了4种土地利用背景下土壤全量提取液（＜0.7 μm）中各种形态氮的含量及其占溶解性总氮的比例。由图可知，不同土地利用类型土壤全量提取液中各形态氮的含量差异显著，溶解性总氮（DTN）含量范围为 7.82—41.70 mg·kg-1，NO3--N 含量范围为1.45—27.27 mg·kg-1，NH4+-N含量范围为1.13—7.12 mg·kg-1，DON 含量范围为 5.25—10.88 mg·kg-1；除水稻田NH4+-N外，各形态N的平均含量大小顺序为水稻＞菜园＞果园＞橡胶。对比不同土地利用背景下土壤提取液中各形态N占比发现，水稻土和菜园土中NO3--N含量所占比例最高，分别为65.38%，38.00%，其次为DON（26.08%，36.76%），NH4+-N占比最低（8.54%，25.23%）；然而，胶园土和果园土中 DON占比最高，分别为 67.11%，44.47%，其次为NO3--N（18.49%，29.32%），NH4+-N占比最低（14.46%，26.21%）。此外，不同土地利用背景下，土壤DON/TN值范围为0.33%—0.62%，以菜园土最高，为0.62%，胶园土最低，为0.33%，其大小顺序为菜园土＞水稻土＞果园土＞胶园土（数据未显示），然而，与DON/TN相反，DON/DTN值以胶园土最高，水稻土最低，其大小顺序为胶园土＞果园土＞菜园土＞水稻土。

表1 土壤基本理化性质Table 1 Physical and chemical properties of the soils

图2 4种土地利用背景下土壤全量提取液中各种形态氮的含量及占比Fig.2 Contents and proportions of different forms of nitrogen in extracts from four land use types of soil

综上所述，土壤溶解态总氮含量、各形态氮含量及各形态氮占 DTN比例受土地利用变化影响显著。整体而言，各形态N的平均含量大小顺序为水稻土＞菜园土＞果园土＞胶园土。前人研究发现人类活动，如灌溉、施肥等，会导致农业土壤中DOM含量的增加（Agegnehu et al.，2016），本研究中受人类活动干扰强的农业土壤中各形态溶解氮的含量均高于受人类活动干扰弱的胶园土壤，表明受人类活动干扰强的农业用地方式土壤中氮的溶解性更强，这将进一步增加土壤氮的流失，从而带来一系列的环境问题。

不同土地利用背景下土壤各形态溶解态氮所占比例差异显著，水稻、菜园土壤以NO3--N为主，而橡胶、果树土壤以DON为主，表明土地利用方式对土壤溶解态氮形态也有影响。不同土地利用类型土壤中各形态氮占比不同可能与植被类型、施肥量及施肥种类有关，植被变化后作物残茬、凋落物、根系分泌物以及微生物的群落组成也随着变化，这些都可能改变各形态氮的比例；程蕾等（2019）发现施氮肥能提高土壤NO3--N含量，在高氮处理下差异更显著，水稻、菜园土壤由于外源氮的输入量较大，导致水稻、菜园土壤以NO3--N为主，无机氮比例的增加，DON的比例降低。橡胶地受人类干扰较小，外源氮添加少，较多的植物凋落物和根系是DON的主要来源，导致DON含量较无机氮高，氮形态以DON为主，Perakis et al.（2002）对未受污染的南美地区森林生态系统氮素循环的研究也表明，DON是这一生态系统氮素流失的主要形态，认为北美、欧洲等地区森林地区河流中高水平的无机氮是人类活动产生的污染所致，与本文结果相似。本文不同土地利用类型土壤DON在全氮以及在溶解性总氮中所占的比例也存在差异，不同土地利用背景下 DON/TN值以菜园土最高，胶园土最低，其值范围与前人研究结果相似（0.39%—0.86%）（陈小花等，2015），然而DON/DTN值以胶园土最高，也表明土地利用的变化提高了DON的含量，并改变了溶解态氮的形态。

2.1.2 土壤各粒径DON含量及其比例

图3表明4种土地利用背景下土壤DON含量及其粒径分布差异均显著。由图可知，0.45—0.7、0.2—0.45、0.1—0.2 μm、100 kDa—0.1 μm、10—100 kDa、1—10 kDa及＜1 kDa 7个粒径下DON的含量范围分别为 0.12—0.45、0.10—0.27、0.13—0.54、0.06—0.36、1.46—3.11、0.94—2.99、2.45—3.92 mg·kg-1。整体而言，各粒径下4种土地利用背景下土壤中DON含量差异显著，在＞10 kDa的粒径中，4种地类土壤中 DON的含量大小顺序为水稻＞菜园＞果树＞橡胶，然而，在＜10 kDa的粒径中，菜园土 DON的含量高于水稻田。4种土地利用背景下各粒径DON占比分别为2.15%—4.14%、1.84%—2.55%、2.03%—6.48%、1.02%—3.28%、23.48%—28.60%、17.92%—30.07%、32.34%—46.71%。DON主要集中在＜100 kDa的粒径中，其值范围为4.85—9.48 mg·kg-1，占总量的 85.89%—92.41%，且＜1 kDa粒径下各地类DON的含量最高，占总量的比例为32.34%—46.71%，以橡胶土最高（46.71%），果园土最低（32.34%）。

图3 4种土地利用类型土壤中DON含量分布Fig.3 Distribution of DON content in four land use types of soil

综上所述，不同土地利用背景下土壤DON含量差异显著，同种土地利用背景下DON粒径分布也有显著差异。整体而言，各粒径下DON含量大小顺序为水稻＞菜园＞果树＞橡胶，且4种土地利用类型土壤DON主要集中在＜100 kDa的粒径中。王飞等（2014）研究发现不同土地利用方式对红壤坡地DON含量无显著影响，而吕学军等（2011）发现不同土地利用类型对黄河三角洲轻度盐渍化土壤DON含量有影响，其大小的顺序为菜地＞粮田＞果园＞未利用地。本研究中不同土地利用类型对DON含量影响显著，不同区域研究结果的差异可能与土壤类型，植被类型及DON提取方法有关。水稻土DON含量最高，与其氧化还原状况及土壤全氮含量有关（表1），水稻田长期处于淹水条件，其氧化还原状况与橡胶、果园和菜园旱地的氧化还原状况有很大差异，酸性土灌水后，Fe和Mn在缺氧条件下被还原形成Fe(OH)2和Mn(OH)2，使水稻土pH值升高，而pH影响土壤DOM的吸附、解吸过程，对其溶解性有直接影响，pH值的增加会增加DOM的电荷密度，导致DOM的可溶性增加，并促进DOM从土壤矿物上解吸（Tipping et al.，1990）；DON在土壤中的含量与土壤全氮密切相关（汪景宽等，2008），较高的全氮量也导致水稻土DON含量较高；水稻田，菜园以及果树表土层细根生物量较橡胶土高，可能增加DON的溶出（Lin et al.，2011）；此外，水稻田、菜园和果园会施用一定量的氮肥，也会补充土壤中DON，使其DON含量高于橡胶土壤，橡胶园土壤受人类活动干扰小，凋落叶溶出的大量有机质是土壤可溶性有机质的主要来源之一（雷秋霜等，2014），DON也主要来源于凋落物及植物根系等自然来源，因此，其含量最低。各粒径下4种土地利用类型土壤DON主要集中在＜100 kDa的粒径中，且各粒径含量趋势与总DON基本一致，均为水稻土 DON含量最高，仅在＜10 kDa的组分中，菜园土DON含量最高，表明DON主要集中在较小的组分中，菜园土壤DON在＜10 kDa的组分中含量增加。前人对卡累利阿北部泥炭沼泽地土壤溶液（Ilina et al.，2014）以及三峡库区水体（陈雪霜等，2016）不同粒径DOM的研究发现，低分子量DOM的含量（＜10 kDa）占主导地位，主要是由于摩尔质量与分子直径的三次方成正比（Ilina et al.，2014），因此直径为0.1 μm的分子与直径为100 kDa的分子的分子质量相差很大，因此＜100 kDa的低分子量DON的摩尔浓度占主导。橡胶土＜1 kDa组分DON占比最高，其他粒径占比均低于其他土地利用类型，表明农业土地利用方式会改变DON的粒径分布。

2.2 DON组成与粒径分布

2.2.1 不同土地利用背景下DON的荧光光谱特征

使用 EEM-PARAFAC对所有样品的三维荧光数据进行分析，结果显示DON荧光特征呈现3种荧光组分。这3种荧光组分及特征见表2，激发和发射波长载荷见图4。

组分 C1（λ(ex)/λ(em)=325 nm/402 nm）具有单一激发峰和发射峰，为短波类腐殖质（刘笑菡等，2012），与微生物转化有关（Williams et al.，2010），与Cai et al.（2012）文献中的C1（320 nm/400 nm）相似，Stedmon et al.（2003）也发现类似组分。

组分 C2（λ(ex)/λ(em)=275(375) nm/448 nm）具有2个激发峰和1个发射峰，被认为是长波类腐殖质，以腐殖酸为代表，其他文献中也发现类似组分（Cory et al.，2005；Yamashita et al.，2010），该组分主要来源于陆地高等植物输入，高分子量、高芳香性的腐殖质（Fellman et al.，2010）。

表2 不同土地利用类型土壤中DON荧光团组分特征Table 2 fluorescent characteristics of DON in different land use types of soil

图4 不同土地利用类型土壤DON的3个组分EEMs及载荷Fig.4 EEMs and loadings of three components of DON in different land use types of soil

组分 C3（λ(ex)/λ(em)=285 nm/341 nm）也具有单一激发峰和发射峰，被认为是类蛋白物质，以类色氨酸为代表，主要是由陆生植物或土壤微生物代谢过程产生的蛋白质或较少降解的酪氨酸（Stedmon et al.，2005）。

图5 4种土地利用类型土壤中DON的三维荧光光谱图Fig.5 EEM fluorescence spectra of DON in four land use types of soil

图5显示4种土地利用背景下土壤DON均含有两种类腐殖质组分及类蛋白质组分 3种荧光组分，其荧光组成主要以类腐殖质物质（C1、C2）为主，类蛋白质物质较少。整体看来，4种土地利用背景下土壤DON C1组分荧光强度无明显差别，C2组分的荧光强度以水稻土最高，其大小顺序为水稻土＞果园土＞菜园土＞胶园土，类蛋白物质组分C3在不同土地利用间差异较大，其荧光强度大小顺序为胶园土＞菜园土＞果园土＞水稻土（果园土＜1 kDa除外）。表3为不同粒径下4种土地利用类型土壤DON中3种荧光组分所占比例，由表可知，不同土地利用背景下土壤DON的3种荧光物质间存在差异，以C1组分占比最高，其值范围为38.00%—51.67%。不同土地利用类型C1组分无明显变化，C2、C3组分所占比例变化较大，C3组分以橡胶土最高（36.67%—46.00%），水稻土最低（22.33%—27.67%）；同种土地利用背景下，随着粒径变小，C1、C2组分略微下降，而C3组分荧光强度有所增强，其中以＜1 kDa组分最为明显。表4为不同粒径下4种土地利用类型土壤中DOM的腐殖化指数（HIX），HIX为激发波长为254 nm时，荧光发射光谱中发射波长在435—480 nm与300—345 nm波段内光谱面积的比值，其值越高表明有机物的腐殖化程度越高，稳定性越好（Ohno，2002）。由表可知，各土地利用模式下HIX值均小于4，表明土壤DON腐殖化程度较弱，且随着粒径减小，HIX不断减小，＜1 kDa组分的HIX值最低，其值以水稻土最高，橡胶土最低。

4种土地利用模式下土壤 DON的荧光组成均以类腐殖质为主，水稻土壤与菜园、果树、胶园土壤相比，DON中类腐殖质物质较多，类蛋白物质较少，腐殖化程度更高（表4），而菜园、果树、橡胶土壤DON中类腐殖质物质较少而类蛋白质物质相对较多，造成这种差异的原因与氮肥的施用以及不同土地利用背景下土壤的微生物活动有关。前人研究发现氮肥的施用能减少类蛋白质物质（程蕾等，2019），本研究中橡胶土壤DON类蛋白质物质荧光强度高于其他土地利用类型，可能是由于橡胶地受人类活动干扰相对较弱，氮肥施用量较少的原因，此外，橡胶凋落物的淋溶也会增加类蛋白质组分比例。DON的组成与微生物活性关系密切，橡胶、菜园及果园土壤温度水分适宜，通气良好，利于微生物生长，微生物代谢旺盛，产生较多类蛋白质物质，土壤腐殖质分解快，腐殖化程度较低，而与旱作土壤相比，水稻田长期处于淹水状态，通气不良，好氧微生物活动受抑制，有利于有机质的累积，腐殖化程度也最高，与表1结果一致；而类蛋白组分主要与土壤本身微生物的生命活动有关，水稻田需氧微生物活动弱，因此，类蛋白物质较少。不同土地利用背景下土壤DON的C1组分荧光强度无明显变化，而C2、C3组分荧光强度变化较大，C2组分比例在水稻土最高，表明水稻土壤DON类腐殖质荧光组分有较多的植物来源，Hua et al.（2018）对不同土地利用背景下的流域水体DON的组成进行研究发现类蛋白组分对流域内土地利用变化敏感，可以用来示踪流域内DON来源，表明类蛋白组分对土地利用变化敏感，与本研究结果类似。表3及表4结果表明随着粒径的减小，低分子量的类蛋白组分比例增加，类腐殖酸组分所占比例降低，DON的腐殖化程度降低，在＜1 kDa组分中最为明显，说明类蛋白组分主要分布在小粒径的DON中，Xu et al.（2017）也发现大部分碳水化合物和蛋白质分布在＜3 kDa的DOM分子组分中，与本研究结果类似。

表3 4种土地利用类型土壤DON中3种荧光组分比例Table 3 The proportion of the three fluorescent components in different land use types of soil %

表4 不同土地利用类型土壤中DOM的腐殖化指数Table 4 HIX of DOM in different land use types of soil

2.2.2 红外光谱特征

图6显示，4种土地利用背景下土壤全量（＜0.7 μm）和＜1 kDa的DON红外光谱相似，主要包括6个吸收峰，3410 cm-1是游离的胺类及氨基酸盐中的N-H或羧酸中O-H伸缩振动吸收峰、1636 cm-1是羧酸盐-COO-及氨基酸氨基 N-H变形振动吸收峰、1402 cm-1是烷烃C-H变形振动吸收峰、1138—l035 cm-1是胺类C-N伸缩振动及碳水化合物吸收峰、673 cm-1和602 cm-1是苯环面外弯曲振动，3410 cm-1处O-H和N-H的振动、1636 cm-1处的-COO-及1402 cm-1处的C-H振动可以证明氨基酸、多肽及蛋白质的存在，1138—l035 cm-1和 673 cm-1、602 cm-1处吸收峰可以证明多糖及芳香类物质的存在，前人研究也发现相似的峰（Magee et al.，1991；盛浩等，2017；韦梦雪等，2017）。然而，不同土地利用类型土壤中 DON的透光度不同，果园土壤DON各吸收峰的透光度低于其他地类，水稻土、菜园土各吸收峰的透光度较高，且菜园土在 1402 cm-1处峰的透光度最高；对比不同粒径下DON的红外光谱发现，4种土地利用背景下全量 DON的红外光谱在归属于脂肪族C-H、C-H2、C-H3的伸缩振动的2929 cm-1处出现峰，而＜1 kDa粒径下该峰消失（果园土除外）。此外，＜1 kDa组分与全量DON相比，水稻土在1403 cm-1及2251 cm-1处吸收峰增加；除果园土在 912 cm-1处烯烃 CH2-吸收峰变弱，果园土和胶园土土壤DON各吸收峰透光度均增加较大。

图6 不同土地利用类型土壤DON的红外光谱Fig.6 FTIR spectra of DON in different land use types of soil

综上所述，不同土地利用类型土壤DON在结构上具有一定的相似性，但特征峰透光度强弱的差异，反映了不同土地利用背景下土壤DON官能团的数量有所不同。整体而言，所有土地利用背景下土壤DON在＜0.7 μm和＜1 kDa两种粒径下，DON都在3410 cm-1有一个强而宽的吸收峰，各吸收峰的透光度在果园土壤DON最低，水稻土、菜园土吸收峰的透光度较高，菜园土在归属于烷烃C-H变形振动峰的1402 cm-1处透光度最高，表明4种土地利用背景下土壤DON均含有较多的游离胺类物质，果园土壤DON各官能团数量较少，水稻土、菜园土壤 DON各官能团数量较多，且菜园土壤DON含有较多的烷烃，水稻土壤DON在673 cm-1和602 cm-1处的吸收比例最大，说明水稻土壤苯环类物质含量较多，结构也较复杂，与三维荧光结果一致，这可能是由于水稻田长期淹水，通气不良，微生物活性弱，导致土壤中木质素、酚等芳香性物质较多。然而，＜1 kDa组分与全量DON的红外光谱相比，水稻土、菜园土在归属于烷烃C-H变形振动峰和氰化物 C≡N伸缩振动峰的 1403 cm-1及2251 cm-1处吸收峰增加，菜园土在归属于胺盐C=NH+的2425 cm-1处吸收峰增加，果园土在归属于烯烃 CH2-的 912 cm-1处吸收峰较弱，表明在＜1 kDa组分中水稻、菜园土壤DON含有较多的烷烃及氰化物C≡N物质，菜园土壤DON中胺盐C=NH+较多，果树土壤DON中烯烃CH2-较少，且除果园土外，其他土地利用背景下归属于脂肪族C-H、CH2、C-H3的 2929 cm-1处的峰消失，＜1 kDa组分DON中脂肪族物质峰的消失及烷烃、胺类物质的增加说明土地利用变化可能会使DON的官能团改变，使小粒径组分中的脂肪族物质转化为饱和烷烃或胺类物质，从而使＜1 kDa组分的DON在2929 cm-1处的吸收峰消失，其他峰透光度相对较大。不同土地利用背景下土壤DON在1138—l035 cm-1范围内也有较强的峰，表明不同土地利用背景下土壤DON均含有较多的碳水化合物，与前人研究结果相似，这主要是因为碳水化合物和土壤颗粒的吸附力较小、溶解度较高（Scott et al.，2014）。程蕾等（2019）研究发现施用氮肥会增加3300—4000 cm-1处峰、饱和C-H面内的变形振动峰（1380 cm-1）及多糖类物质峰（1000—1260 cm-1）的吸收峰强度，本研究中菜园土壤DON在1403 cm-1处的相对吸收最强，水稻在1138 cm-1处的相对吸收最强，表明菜园土壤DON饱和烷烃较多，水稻土壤DON含有较多的多糖和胺类物质，这可能与水稻土和菜园土壤受人类活动干扰强，氮肥投入量高有关。

3 结论

（1）土地利用类型对土壤 DON含量及其与TDN的比值有显著影响，4种土地利用类型土壤全量DON含量为5.25—10.88 mg·kg-1，其大小顺序为水稻土＞菜园土＞果园土＞胶园土，占TDN的比例为26.08%—67.11%；4种土地利用类型土壤DON含量主要分布在＜100 kDa的小粒径中，其值范围为4.85—9.48 mg·kg-1，占全量的 85.89%—92.41%，且＜1 kDa粒径下的DON含量最高，浓度范围为2.45—3.92 mg·kg-1，占总量的比例为32.34%—46.71%。

（2）4种土地利用背景下各粒径土壤 DON可分为2类3种荧光组分，分别为类腐殖质荧光组分C1（325/402）和 C2（375(275)/448）、类蛋白荧光组分C3（285/341）；其中类腐殖质组分较稳定，类蛋白组分对土地利用变化敏感。水稻土壤DON中类腐殖质物质较多，类蛋白物质较少，而菜园、果树、橡胶土壤DON中类蛋白物质较多，且主要存在于＜1 kDa组分中。

（3）4种土地利用背景下土壤 DON各官能团峰的相对吸收强度在水稻土及菜园土中较高，在果树土壤中最低，＜1 kDa组分的DON官能团峰的透光度相对于＜0.7 μm粒径较高。水稻、菜园土壤DON结构较复杂，腐殖化程度较高，菜园土壤DON含有较多的饱和烷烃。