堆肥過(guò)程不同分子量水溶性有機(jī)物電子轉(zhuǎn)移能力的演變及影響因素

楊超 何小松 高如泰 席北斗 黃彩紅 張慧 檀文炳 李丹

摘要利用超濾技術(shù)、電化學(xué)方法和光譜技術(shù)，以堆肥水溶性有機(jī)物的不同分子量（MW）組分為研究對(duì)象，分析在堆肥過(guò)程中不同分子量水溶性有機(jī)物（DOM）的組成特征、結(jié)構(gòu)演變和電子轉(zhuǎn)移能力變化的影響因素。結(jié)果表明，類蛋白物質(zhì)主要存在于堆肥前期的DOM（MW<1kDa）中，隨著堆肥的進(jìn)行，類蛋白物質(zhì)不斷降解，類富里酸物質(zhì)持續(xù)合成，堆肥后期類蛋白物質(zhì)被完全降解，類富里酸物質(zhì)成為DOM（MW<1kDa）主要的熒光組分。類腐殖物質(zhì)是DOM（MW=1～3kDa）、DOM（MW=3～5kDa）和DOM（MW>5kDa）的主要熒光組分，堆肥過(guò)程中類腐殖質(zhì)物質(zhì)在3種不同分子量組分的變化各不相同，但是堆肥后期類腐殖質(zhì)物質(zhì)在3個(gè)不同分子量組分的含量均高于堆肥初期。堆肥過(guò)程中DOM（MW<1kDa）的電子供給能力（EDC）呈降低趨勢(shì)，而電子接受能力（EAC）呈升高趨勢(shì)；DOM（MW>5kDa）的EDC在堆肥過(guò)程中呈上升趨勢(shì)，而EAC則無(wú)明顯的變化規(guī)律。DOM（MW=1～3kDa）和DOM（MW=3～5kDa）的EDC和EAC在整個(gè)堆肥過(guò)程無(wú)明顯變化規(guī)律。不同分子量組分堆肥DOM的EAC受控于堆肥過(guò)程木質(zhì)素降解產(chǎn)物的含量，而其EDC變化與熒光參數(shù)和紫外參數(shù)無(wú)明顯關(guān)系。

關(guān)鍵詞堆肥；水溶性有機(jī)物；分子量；電子轉(zhuǎn)移能力；平行因子分析

1引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變，每年對(duì)肉類、牛奶等消費(fèi)量以接近10%的速度增長(zhǎng)[1]。人們對(duì)畜牧產(chǎn)品的消費(fèi)需求導(dǎo)致畜牧養(yǎng)殖業(yè)成為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要部分，與此同時(shí)，養(yǎng)殖廢棄物不合理的處理已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源之一[2]。堆肥由于其低成本和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，成為我國(guó)處理畜禽糞便的重要處理方式[3，4]。堆肥是生物強(qiáng)化處理工藝，在該過(guò)程中有機(jī)物被降解成二氧化碳或者轉(zhuǎn)化成腐殖酸[5]。水溶性有機(jī)物（Dissolvedorganicmatter，DOM）是堆肥過(guò)程有機(jī)物轉(zhuǎn)化最活躍的部分，其中脂肪類，多糖類和蛋白類化合物優(yōu)先被微生物降解，而芳香族物質(zhì)則穩(wěn)定存在，且在此過(guò)程中不斷積累[6，7]。

DOM的組成復(fù)雜，既包括小分子的有機(jī)酸、糖類等，又包括大分子的蛋白質(zhì)和腐殖質(zhì)[8，9]。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，DOM可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)參與微生物的生命活動(dòng)，同時(shí)其吸附和還原能力影響污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化[10，11]。DOM通過(guò)氧化還原能力介導(dǎo)地球化學(xué)反應(yīng)的能力，使其能夠強(qiáng)化微生物和污染物之間的電子傳遞，進(jìn)而影響污染物的存在形態(tài)，因此電子轉(zhuǎn)移能力是衡量DOM環(huán)境效應(yīng)的重要指標(biāo)。腐熟的堆肥產(chǎn)品含有較低的易降解的有機(jī)物和較高含量的有機(jī)大分子物質(zhì)[3，5，6]，施加于土壤后可改善土壤的理化性質(zhì)，加速污染物的轉(zhuǎn)化。因此研究堆肥過(guò)程中DOM結(jié)構(gòu)和組成的演變，以及其對(duì)DOM的電子轉(zhuǎn)移能力影響，能夠拓寬堆肥產(chǎn)品的應(yīng)用途徑。

不同分子量DOM在光化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)具有重要作用[12]。已有研究表明，低分子量的DOM（MW<1kDa）容易被微生物利用，而高分子量DOM（MW>15kDa）具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性[13]。不同分子量DOM的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、腐殖化程度和芳香性不同[14，15]，RomeraCastillo等采用色譜分析法發(fā)現(xiàn)，DOM的分子量可能影響DOM的結(jié)構(gòu)和熒光性能[16]。文獻(xiàn)＼[17，18＼]表明，堆肥前期DOM主要為分子量小于1kDa組分，而堆肥后期DOM主要為分子量大于25kDa的組份，且堆肥過(guò)程中小分子量的物質(zhì)可能被轉(zhuǎn)化成大分子量物質(zhì)。不同分子量的DOM組成和結(jié)構(gòu)不同，其電子轉(zhuǎn)移能力不同，但是DOM分子量和電子轉(zhuǎn)移能力的關(guān)系卻鮮有報(bào)道。

本研究采集雞糞堆肥過(guò)程中5個(gè)典型樣品，并提取DOM。采用超濾的方法將DOM分成4種不同分子量組分，即MW<1kDa、MW=1～3kDa、MW=3～5kDa和MW>5kDa。通過(guò)電化學(xué)的方法對(duì)堆肥DOM不同分子量組分的電子轉(zhuǎn)移能力進(jìn)行測(cè)定，并采用紫外可見(jiàn)光譜和熒光光譜對(duì)其組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，以期揭示堆肥過(guò)程不同分子量DOM的組成差異、結(jié)構(gòu)演變特征、電子能力變化及影響因素。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

AnalytikJenaMultiN/C2100型TOC分析儀（德國(guó)耶拿公司）；UNICO2600A紫外分光光度計(jì)（美國(guó)優(yōu)尤尼柯公司）；HitachiF7000型熒光光譜儀（日本日立公司）；3種不同截留分子量（1、3和5kDa）的超濾膜（科氏（KOCH）公司）；CHI660e型電化學(xué)工作站（上海辰華有限公司）。1，1′乙撐2，2′聯(lián)吡啶二溴鹽（DQ，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）；2，2聯(lián)氮二（3乙基苯并噻唑6磺酸）二銨鹽（ABTS，上海君川科技有限公司）。實(shí)驗(yàn)所用電極均購(gòu)于上海辰華有限公司。實(shí)驗(yàn)用水均為MilliQ超純水（美國(guó)Millipore公司）。

2.2堆肥樣品的采集和堆肥過(guò)程

在北京市昌平區(qū)某養(yǎng)雞場(chǎng)采集新鮮雞糞，輔以鋸屑和干草，調(diào)節(jié)堆肥物料中雞糞、鋸屑和干草的配比為6：2：1、C/N（碳氮比）約為26、含水率為50%～60%（質(zhì)量比）后[19]，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)于高400mm、寬330mm的圓桶式靜態(tài)堆肥設(shè)備中進(jìn)行堆肥。前3d堆體溫度由25℃迅速上升到50℃，第4d達(dá)到最高溫度63℃。堆肥進(jìn)行到第7d后溫度逐漸下降，到第16d堆體溫度穩(wěn)定在室外溫度。此時(shí)對(duì)堆肥物料翻堆，并再次將含水率調(diào)到50%～60%范圍內(nèi)使其進(jìn)行二次發(fā)酵。于堆肥1，8，16，28和40d從上到下采集不同高度的3份樣品，并充分混勻，依次編號(hào)為S1，S2，S3，S4和S5，隨后在

55℃冷凍干燥，充分研磨后過(guò)100目篩。

2.3樣品的提取和制備

將研磨篩分后的樣品與超純水按固液比（w/V）1〖KG-3∶〖KG-510進(jìn)行DOM的提取，室溫200r/min水平振蕩24h，于4℃以10000r/min離心10min，上清液過(guò)0.45μm醋酸纖維濾膜，得到DOM。

參考已有的分子量分組方法[20，21]，通過(guò)3種不同截留孔徑的超濾膜將DOM分為<1kDa，1～3kDa，3～5kDa和>5kDa的4個(gè)組分。采用TOC分析儀測(cè)定樣品的溶解性有機(jī)碳，以DOC表示。

2.4電子轉(zhuǎn)移能力的測(cè)定

參考文獻(xiàn)＼[22＼]介導(dǎo)電化學(xué)氧化（Mediatedelectrochemicalreduction，MER）和介導(dǎo)電化學(xué)還原（Mediatedelectrochemicaloxidation，MEO）的方法并略作改動(dòng)。將電化學(xué)測(cè)得電子轉(zhuǎn)移能力（Electrontransfercapacity，ETC）與采用傳統(tǒng)微生物還原方法測(cè)得電子轉(zhuǎn)移能力[8，23]進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)二者呈顯著正相關(guān)（數(shù)據(jù)未給出）。具體方法如下：以直徑3mm的玻碳電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑絲電極作為對(duì)電極。ABTS和DQ分別作為介導(dǎo)電化學(xué)的氧化劑和還原劑，0.61V作為介導(dǎo)電化學(xué)氧化電勢(shì)，

0.49V作為介導(dǎo)電化學(xué)還原電勢(shì)。反應(yīng)之前，2.5mL0.2mol/LKCl，2.5mL0.2mol/L磷酸鹽緩沖液（pH7）作為反應(yīng)溶液，通氮?dú)?min去除反應(yīng)液的氧氣。隨后加入1mLDQ（0.1g溶于50mL水）或ABTS（0.2g溶于50mL水），反應(yīng)平穩(wěn)后，加入待測(cè)樣品（溶液的最終碳濃度為30mg/L），反應(yīng)進(jìn)行兩次。同時(shí)整個(gè)反應(yīng)均在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行。ETC的計(jì)算公式為：

〖JZ（ETC（EDC或EAC）=Ap/（e·NA·MC）〖JZ）（1）

其中ETC的單位為μmole（gC）

，AP是曲線總積分庫(kù)倫，e表示電子所帶電荷，NA是阿伏伽德羅常數(shù)。MC是反應(yīng)體系中的碳含量（0.21mg）。

2.5光譜分析

光譜測(cè)量之前，所有樣品的DOM均調(diào)為10mg/L。熒光光譜掃描狹縫為5nm，掃描速度為1200nm/min，PMT電壓為700V，發(fā)射波長(zhǎng)（Em）掃描范圍為280～500nm，激發(fā)波長(zhǎng)（Ex）的掃描范圍為200～450nm。以超純水作為空白，DOM熒光圖譜減去空白熒光圖譜后進(jìn)行平行因子分析。

將堆肥5個(gè)階段不同分子量DOM樣品轉(zhuǎn)化為三維的數(shù)據(jù)矩陣（20個(gè)樣品×50×55Em），在MATLAB7.0（Mathworks，Natick，MA）上的DOMFluortoolbox（www.models.life.ku.dk）使用平行因子對(duì)三維數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行解析。得分值用Fmax值表示，同時(shí)以其在樣品的百分比研究組分的演變[6]。

同樣將樣品DOC調(diào)為10mg/L，紫外光譜的掃描間距為1nm，掃描范圍為190～700nm。采用E270表示270nm處的吸光度，計(jì)算270nm處的特征吸收參數(shù)SUVA270（SUVA270=E270/DOC）[24]。

使用SPSS16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。使用Origin9.0進(jìn)行圖形繪制。

3結(jié)果與討論

3.1堆肥DOM不同分子量熒光組分

平行因子法是對(duì)三維熒光光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行熒光物質(zhì)成分分解的有效方法[25]。為了探討堆肥過(guò)程DOM的結(jié)構(gòu)和組成變化特征，采用平行因子方法對(duì)熒光光譜進(jìn)行解析。通過(guò)殘差分析和折半分析確定堆肥DOM有4個(gè)熒光性成分，如圖1所示。根據(jù)文獻(xiàn)，推斷C1＼[Em/Ex（nm），410/（240，315）＼]和C3＼[Em/Ex（nm），455/（210，265，365）＼]均為類腐殖質(zhì)物質(zhì)，其中C1＼[Em/Ex（nm），410/（240，315）＼]為類富里酸物質(zhì)[25，26]，C3＼[Em/Ex（nm），455/（210，265，365）＼]為類胡敏酸物質(zhì)[28]；C2存在肩峰，此肩峰與長(zhǎng)短波長(zhǎng)下的類腐殖質(zhì)有關(guān)，已有研究表明，色氨酸可與腐殖質(zhì)結(jié)合形成類色氨酸熒光峰[29，30]，因此組分2可能為與類腐殖質(zhì)物質(zhì)共存的形態(tài)；C4（360/245）為類蛋白物質(zhì)[30]。

3.2堆肥過(guò)程DOM不同分子量熒光組分演變規(guī)律

通過(guò)超濾的方法將DOM分離成4個(gè)不同分子量的組分，基于三維熒光平行因子分析，根據(jù)熒光組分得分值Fmax變化，研究DOM在堆肥過(guò)程中其結(jié)構(gòu)和組分的變化。圖2表示堆肥過(guò)程中熒光組分在不同分子量的分布，基于平行因子分析得到的4個(gè)組分在不同分子量DOM的分布差異明顯。

根據(jù)三維熒光平行因子分析結(jié)果可知，類蛋白物質(zhì)（組分1）主要存在于堆肥前期的DOM（MW<1kDa）中，隨著堆肥的進(jìn)行，該熒光物質(zhì)所占的比重逐漸降低，而類富里酸的熒光組分所占的比重則逐漸增強(qiáng)。在堆肥過(guò)程中，類蛋白物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，微生物可利用性強(qiáng)，因此在MW<1kDa的DOM的所占的比重逐漸減少直至消失，而類富里酸是具有芳香結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的組分，同時(shí)源于微生物對(duì)于木質(zhì)素的降解，堆肥過(guò)程中其在MW<1kDa的DOM中所占的比重穩(wěn)定增加，在堆肥后期DOM中類富里酸物質(zhì)是其主要成分。組分2可能為類色氨酸與類腐殖質(zhì)物質(zhì)共存的形態(tài)，其在堆肥過(guò)程中呈波動(dòng)式增加，組分2的變化也能夠表明堆肥是個(gè)腐殖化的過(guò)程。C3是類胡敏酸物質(zhì)，圖2表明類胡敏酸物質(zhì)穩(wěn)定存在于MW<1kDa的DOM中，且隨堆肥的進(jìn)行波動(dòng)不大。胡敏酸相對(duì)分子量在102～107Da之間[31]，故低分子量的胡敏酸能夠存在于分子量<1kDa的DOM中，同時(shí)其又是具有醌和酚等芳香性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)[32]，因此其組分在堆肥過(guò)程中穩(wěn)定存在且含量波動(dòng)不大。

類腐殖質(zhì)物質(zhì)（組分1和組分3）是DOM（MW=1～3kDa）、DOM（MW=3～5kDa）和DOM（MW>5kDa）的主要組分，且隨著堆肥的進(jìn)行其含量增加顯著，分別由堆肥初期的56.8%，65.3%和58.3%演變?yōu)槎逊屎笃诘?6.5%，74.2%和71.5%。類蛋白物質(zhì)在這3種不同分子量DOM的含量較低，其在堆肥初期3種不同分子量DOM中分別為12.8%、4.5%和8.7%，在堆肥后期3種分子量組分中其熒光組分完全消失。

3.3不同分子量堆肥DOM的電子轉(zhuǎn)移能力的演變規(guī)律

采用電化學(xué)的方法測(cè)定堆肥過(guò)程中不同分子量DOM的ETC。ETC包含EDC和EAC。圖3表示不同堆肥時(shí)期不同分子量DOM的EDC變化。DOM（MW<1kDa）的EDC變化范圍為5.58～11.07μmol/（gC），在堆肥第8d中DOM（MW<1kDa）的EDC最強(qiáng)，隨后隨著堆肥的進(jìn)行逐漸降低。DOM（MW>5kDa）的EDC變化范圍為7.40～11.39μmol/（gC），雖然在堆肥第28d有波動(dòng)，但是在整個(gè)堆肥過(guò)程EDC呈上升的趨勢(shì)。堆肥過(guò)程中DOM（MW=1～3kDa）的EDC呈先升高后降低的趨勢(shì)，堆肥16d的EDC達(dá)到最大值（12.38μmol/（gC）），在堆肥40d降到最低（3.78μmol/（gC））。而DOM（MW=3～5kDa）的EDC在堆肥過(guò)程無(wú)明顯變化規(guī)律?？傊?，對(duì)于堆肥前期（S1和S2），DOM（MW<1kDa）的EDC比DOM（MW>5kDa）的EDC強(qiáng)，而隨著堆肥的進(jìn)行不同分子量的DOM的EDC不斷演變，在堆肥后期（S5）則呈相反的趨勢(shì)，即DOM（MW>5kDa）的EDC要強(qiáng)于DOM（MW<1kDa）的EDC。

堆肥5個(gè)階段不同分子量組分的EAC的變化如圖4所示。DOM（MW<1kDa）的EAC變化范圍為4.51～21.56μmol/（gC），與EDC變化不同，在堆肥過(guò)程中DOM（MW<1kDa）的EAC呈逐漸上升的趨勢(shì)。DOM（MW>5kDa）的EAC變化范圍為5.45～9.06μmol/（gC），在堆肥過(guò)程中波動(dòng)不大且無(wú)明顯規(guī)律。同DOM（MW>5kDa）的EAC變化趨勢(shì)相同，DOM（MW=1～3kDa）的EAC在堆肥過(guò)程中無(wú)明顯變化趨勢(shì)，但是在堆肥40d的EAC最大（15.78μmol/g（C））。DOM（MW=3～5kDa）的EAC呈先升高后降低后又略微增加的波動(dòng)式變化趨勢(shì)，〖PS07524.eps，Y，PZ#

在堆肥16dDOM達(dá)到最大（13.25μmol/g（C）），而在堆肥1dDOM最小（4.89μmol/g（C））。同時(shí)對(duì)比同一堆肥階段不同分子量的EAC可見(jiàn)，堆肥前期（S1和S2）DOM（MW>5kDa）的EAC強(qiáng)于DOM（MW<1kDa）的EAC，而隨著堆肥的進(jìn)行，不同分子量DOM的EAC也不斷演變，在堆肥后期（S4和S5）則呈相反的趨勢(shì)，即DOM（MW<1kDa）的EAC強(qiáng)于DOM（MW>5kDa）的EAC。

5個(gè)堆肥階段不同分子量所有堆肥DOM的EAC和EDC分布如圖5所示，可見(jiàn)EAC的離散程度高于EDC，表明EAC受DOM組成和結(jié)構(gòu)演變的影響程度要高于EDC。通過(guò)比較平均值可發(fā)現(xiàn)，EDC的平均值要

大于EAC的平均值，但是差距并不明顯。堆肥是有機(jī)質(zhì)的降解和腐殖化過(guò)程，在該過(guò)程中糖類和蛋白類物質(zhì)能夠優(yōu)先被微生物降解，而芳香族結(jié)構(gòu)物質(zhì)不容易被降解，且源于木質(zhì)素的降解芳香族物質(zhì)不斷增加[6，7]。由于堆肥初期含有較多還原性的蛋白質(zhì)和小分子的氨基酸和糖類[33]，因此具有較高的EDC。同時(shí)有機(jī)質(zhì)的EAC主要來(lái)源于芳香族化合物[9]，且堆肥后期芳香族化合物不斷生成，因此堆肥EAC受結(jié)構(gòu)演變的影響較大。

3.4DOM的結(jié)構(gòu)和組分演變對(duì)ETC的影響

在堆肥過(guò)程中不同分子量DOM的EAC和EDC呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律，為探究這種變化與結(jié)構(gòu)和組成演變之間的關(guān)系，對(duì)DOM的EAC和EDC與紫外參數(shù)和熒光參數(shù)做相關(guān)性分析，結(jié)果如表1所示，EAC與組分2呈現(xiàn)極顯著相關(guān)（p<0.01），且與組分1和SUVA270達(dá)到顯著相關(guān)（p<0.05）。組分2是色氨酸與腐殖質(zhì)共存的物質(zhì)。有研究表明，堆肥過(guò)程中木質(zhì)素降解產(chǎn)生芳香碳，芳香碳能夠進(jìn)一步氧化成醌基，這些醌基與氨基酸交互作用形成類富里酸和類胡敏酸物質(zhì)[34]，因此這些色氨酸與腐殖質(zhì)結(jié)合形態(tài)的物質(zhì)對(duì)DOM的EAC影響顯著。紫外光譜參數(shù)SUVA270能夠表示堆肥過(guò)程中源于木質(zhì)素降解的芳香碳的含量[24]，EAC與SUVA270呈顯著相關(guān)表明，DOM的EAC與木質(zhì)素降解產(chǎn)生的芳香碳有關(guān)，這與He等[9]報(bào)道一致。組分1代表類富里酸物質(zhì)，前文分析顯示類富里酸物質(zhì)是堆肥過(guò)程變化最顯著的物質(zhì)且其同樣是具有芳香結(jié)構(gòu)的難降解物質(zhì)，DOM的EAC與組分1呈現(xiàn)顯著相關(guān)，同樣能夠表明DOM的EAC與堆肥過(guò)程中的芳香碳的含量有關(guān)。所以DOM的EAC與C1、C2和SUVA270呈現(xiàn)顯著相關(guān)表明堆肥過(guò)程中芳香族化合物對(duì)DOM的EAC影響顯著。

與EAC不同，DOM的EDC與熒光參數(shù)和紫外參數(shù)都無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。電子供給能力又可以分為初始電子供給能力（insituEDC）和潛在電子供給能力（PotentialEDC）。初始電子供給能力與樣品提取方式有關(guān)，而潛在電子供給能力測(cè)量前樣品進(jìn)行預(yù)還原[35]。本研究樣品提取、分離和存儲(chǔ)均暴露于空氣中，故堆肥DOM的EDC僅僅是初始電子供給能力，不能夠代表真實(shí)的EDC，故其與熒光參數(shù)和紫外參數(shù)無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，這與文獻(xiàn)＼[17＼]的結(jié)論一致。

4結(jié)論

采用三維熒光平行因子分析和紫外光譜法研究不同分子量堆肥DOM的結(jié)構(gòu)演變，利用電化學(xué)方法測(cè)定不同分子量堆肥DOM的ETC，結(jié)合相關(guān)性分析研究ETC變化的影響因素。研究發(fā)現(xiàn)DOM（MW<1kDa）和DOM（MW=1～3kDa）的EDC呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，而DOM（MW>5kDa）的EDC呈波動(dòng)式的上升趨勢(shì)，DOM（MW=35kDa）的EDC無(wú)明顯的變化趨勢(shì)。堆肥過(guò)程中DOM（MW<1kDa）的EAC持續(xù)增加，DOM（MW=1～3kDa）呈先上升后降低而后又略微上升的變化趨勢(shì)，對(duì)于DOM（MW=3～5kDa）和DOM（MW>5kDa）的EAC則無(wú)明顯的變化趨勢(shì)。在堆肥初期，DOM的EDC隨分子量的增加呈降低的變化趨勢(shì)，其EAC呈增加的變化趨勢(shì)，與之相反，堆肥后期DOM的EDC隨分子量的增加呈升高的變化趨勢(shì)，其EAC呈降低的變化趨勢(shì)。DOM中類富里酸物質(zhì)、與色氨酸結(jié)合的腐殖質(zhì)物質(zhì)及SUVA270與EAC呈顯著相關(guān)，堆肥DOM的EAC受控于堆肥過(guò)程中源于木質(zhì)素降解芳香碳的含量。通過(guò)電化學(xué)方法和光譜技術(shù)，同時(shí)結(jié)合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法確定影響DOM電子轉(zhuǎn)移能力演變的主要影響因素，為研究堆肥產(chǎn)品在土壤修復(fù)領(lǐng)域的利用提供快捷、科學(xué)的途徑。

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AbstractUltrafiltrationtechnologyandspectrumtechnologywereusedtostudythecompositionalandstructuralevolutionofsizefractionateddissolvedorganicmatter（DOM）duringchickenmanurecomposting.Electrochemicalmethodwasusedtomeasureelectrontransfercapacity.TheresultsshowedthatmostofproteinlikecomponentswereexistinDOM（MW<1kDa）anditwasthemaincomponentsinDOM（MW<1kDa）duringinitialcomposting.Theproteinlikecomponentswerepersistentlydegradedandthehumiclikecomponentswerepersistentlygeneratedduringcompostingprocess.Theproteinlikecomponentsdidn′texistinDOM（MW<1kDa）andthefulviclikecomponentswerethemaincomponentsintheendofcompostingprocess.ThehumiclikesubstanceswerethemainfluoresencecomponentsofDOM（MW=1-3kDa，MW=3-5kDa，MW>5kDa）.ThoughthechangesofhumiclikecomponentswithdifferentmolecularweightofDOMweredifferentduringcomposting，thecontentofhumiclikecomponentsintheendofcompostingprocesswashigherthanthatintheinitialcompostingprocess.TheelectrondonatingcapacitywaspersistentlyreducingandelectronacceptingcapacitywaspersistentlyincreasingforDOMwithMW<1kDaintheprocessofcomposting.Incontrast，fortheDOMwithMW>1kDa，theelectrondonatingcapacitywaspersistentlyincreasingandtheelectronacceptingcapacitywasirregularintheprocessofcompostingprocess.Meanwhile，thechangeofelectrontransfercapacitywasirregularforDOMwithMW=1-3kDaandMW=3-5kDa.Inaword，EACofcompostderivedDOMwithsizefractionationwascontrolledbythearomaticcarboncontentwhichwasderivedfromlignindegradation，butnotrelatedtospectrumparameter.

KeywordsComposting；Dissolvedorganicmatter；Molecularweight；Electrontransfercapacity；Parallelfactoranalysis

（Received11October2016；accepted6December2016）

ThisworkwassupportedbytheChinaNationalFundsforDistinguishedYoungScientists（No.51325804）andtheNationalNaturalScienceFoundationofChina（No.51508540）