2025, Vol. 62
表1(Table 1)
2. 江西师范大学生命科学学院/江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室 南昌 330022
2. College of Life Sciences, Jiangxi Normal University/Jiangxi Provincial Key Laboratory of Protection and Utilization of Subtropical Plant Resources, Nanchang 330022, China
稻田是我国最为重要的粮食生产系统之一，目前我国传统水稻单作在稻田系统中占比较高，稻田综合种养是近年来发展较快的复合生态农业模式，是水稻产业的重要组成，其在稻田系统中引入虾、鱼、鸭等进行养殖，以促进农民增收，改善生态环境，但同时也增加了高度淹水、饲料喂养、动物活动等环节，这将改变稻田土壤中的生物化学因子。镉（Cd）是我国农田土壤污染超标率最严重的重金属[1]，其具有高迁移性，易富集于植物体内阻碍生长并通过食物链等渠道威胁人类健康。稻田中Cd在土壤和水稻中的积累国内外已有丰富的研究成果，稻田种养过程对Cd的影响方面也有一定研究进展，以我国种养面积最大的稻虾模式为例[2]，沈丹琪等[3]研究了稻虾共作模式对土壤和水稻重金属的影响，其结果表明弱酸性土壤背景下稻虾种养显著提高了土壤中Cd的含量，而水稻中Cd的含量有所降低；也有相关研究[4]表明稻虾种养过程中稻田土壤的Cd含量较养殖环沟处土壤高。Cd的迁移与转化受土壤因素影响，如土壤质地[5]、土壤有机质[6]、水分[7]、pH[8]等，而其中稻田土壤的溶解性有机质（Dissolved organic matter，DOM）组分对Cd的影响机理研究现今较少，DOM是有机质中溶于水且能通过0.45 μm滤膜的活性部分，其丰富的酚基、羧基、羟基等官能团对Cd的环境行为影响重大，DOM分子的亲水性和亲电性能使其对Cd吸附，其次还能与Cd形成络合物质、与土壤物质进行离子交换，改变Cd形态，从而影响土壤重金属的迁移和生物有效性[9-10]。稻田种养田间管理措施改变了土壤生化因子，这是否会影响DOM与Cd2+的相互作用机制尚未明晰，探明其中作用机制对稻田土壤系统Cd迁移转化机理研究和防治污染意义重大。
土壤DOM含量和物质组成特征受环境因子影响显著，与稻田中主要水分条件、pH、微生物种群等有关。Li等[11]探究了不同淹水条件对稻田土壤DOM特征的影响，结果表明淹水显著改变了DOM的物质组成特征，芳香性和分子量均随淹水变化而变化；李鸿毅[12]对中国区域水稻土微生物多样性与DOM的关系展开研究，其结果表明环境因子中微生物种群对土壤DOM分子组成特征影响最大，pH与DOM和微生物变化的组成显著相关；Roth等[13]探究了pH与土壤DOM分子组成的关系，其结果表明酸性土壤中DOM通常具有更高的分子量，不同pH的土壤DOM中碳氧结构是控制DOM分子结构的重要因素，较低土壤pH的DOM中酚类化合物含量较高。
土壤中DOM与Cd的相互关系较为密切，林媛等[14]研究了外源DOM对湿地土壤吸附Cd2+的影响，发现腐殖酸对土壤吸附Cd表现为促进作用；罗会龙等[15]研究了稻田土壤DOM光谱特征和水稻Cd累积对不同改良剂的响应，结果表明特定的腐殖质类DOM相对含量与糙米中Cd的累积呈线性相关。不同的DOM组分与Cd2+反应的机制不同，这将影响Cd2+的生物有效性和迁移性，相关研究[16]表明DOM中色氨酸组分的C-O结构与C-N结构更多，对DOM吸附Cd2+具有增强效果，促进其与Cd2+结合稳定性，有利于降低Cd的有效态含量。也有研究表明腐殖质DOM与Cd2+的结合主要受DOM分子量大小和酚基团含量影响[17]，腐殖质中高分子量的胡敏酸会与Cd2+形成疏水性物质，抑制Cd2+的流动性和生物有效性[18]，而富里酸组分中羧基和酚基官能团具有与Cd2+形成稳定配位键的潜力[19]，其与Cd2+的结合提高了Cd的生物有效性。
尽管国内外对DOM的组成变化及其与Cd的相互作用已有一定研究成果，但针对稻田土壤DOM与Cd2+络合过程的相关研究较少，稻田种养增加了不同的田间管理措施如饲养、动物活动等，这些过程改变了田间环境和土壤DOM特征，而对DOM与Cd2+的关系影响如何尚不清晰，相关的对比研究在国内外更是鲜有报道。因此稻田种养对土壤中DOM与Cd2+的相互关系影响值得探究。近年来，紫外-可见吸收光谱和三维荧光、同步荧光光谱广泛应用于表征稻田土壤DOM的变化[20]，上述方法均具有对样品量需求少、样品破坏度低、精确度高、方便快捷等特点，其中同步荧光技术对于表征土壤DOM与金属离子间的关系效果较好，这对于稻田土壤DOM与重金属相互关系的研究具有较高的可行性。因此本研究选取水稻单作和稻田种养模式为研究对象，其中稻田种养以我国面积最广的稻虾种养为例，采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱和同步荧光光谱、二维相关分析等方法，研究稻田中土壤DOM组成及其与Cd2+的络合过程，可为稻田土壤Cd污染治理和防控提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 田间试验与样品采集试验于2022年1-10月在江西省鹰潭市余江区选取平整且土壤性状相对一致、土壤类型为水稻土的田块开展非裂区试验，设置稻虾共作（Integrated rice - shrimp cultivation system，RS）、传统水稻单作（Traditional rice monoculture - Control check，CK）两种模式各两块，面积均大于等于800 m2，管理措施如下：1）稻虾种养设置环沟深约1 m，宽约1.5 m；2）田块利用沟渠引水实现髙灌低排，灌水口和排水口用设置尼龙网和捕鱼笼，水稻单作不设捕鱼笼，其余灌排措施相同；稻虾共作水位保持淹水高于田面约40~60 cm，水稻单作约为20~25 cm；3）稻虾种养过程为2月中旬放虾（375.0 kg·hm-2，虾苗每尾20~25 g），5月上旬收虾并保留部分亲虾，下半年补一季虾苗；6月上旬种稻，并增施有机肥作基肥，其余时间不施肥，每田块播稻种量为22.5 kg·hm-2，环沟不种稻，10月上旬收割，收割前一周放水，稻虾种养田块环沟保留20~25 cm水位以保证虾存活，秸秆实行部分还田；虾苗为克氏原螯虾（Procambarus clarkii，淡水小龙虾），试验稻种为“野香优莉丝”。
研究于水稻成熟期放水后根据网格状采样法使21个样点呈网格点状均匀分布，用不锈钢采土器在每个田块样点对表层土壤（0~20 cm）取柱状样，共取样84（2×2×21）次，每个点采样约200 g，封袋后置于低温箱中运回实验室置于风干架进行自然风干，风干室始终保持通风并避免阳光直射，风干后去除杂质后磨碎混匀，过100目筛后密封保存备用。
1.2 试验方法 1.2.1 DOM样品制备采用水土振荡法提取DOM[21]，称取3.0 g风干土样于离心管中，加入60 mL超纯水（Millipore，电阻率18.25 MΩ·cm），于避光且恒温下以200 r·min-1振荡16 h，后经过4 000 r·min-1离心30 min，取上层清液过0.45 μm水系滤膜，得到DOM溶液，封装于避光样品瓶中，置于4 ℃冰箱保存备用，用于光谱测定与实验；为避免内滤效应，已确保所有测试样品UV254＜0.3。
1.2.2 荧光猝灭的滴定实验与模型准备数个离心管，每个离心管中注入20 mL DOM溶液，随后向离心管中分别加入不同量0.01 mol·L-1的Cd（NO3）2溶液，使离心管DOM溶液中Cd2+浓度分别为0、10、20、40、60、80、120、160、200 μmol·L-1，所有样品设置3个平行，并利用0.01 mol·L-1的HNO3和NaOH溶液将pH调至6.5±0.2，后将离心管置于避光且恒温下以200 r·min-1振荡24 h，取出后将样品置于4 ℃静置1 h后对样品进行光谱扫描。
1.2.3 土壤理化性质测定pH参照电位法（HJ 962-2018）测定，氧化还原电位（Eh）在成熟期（秋季）利用便携式Eh测试仪（FJA-6，南京传滴仪器）测定，测定深度为5~10 cm；总有机质和有机碳参照重铬酸钾容量法（NY/T 1121.6-2006）测定。溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）用比色法测定，以表示土壤中DOM含量[22]。试验田块土壤样品基础理化性质见下表：
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表 1 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤基本性质 Table 1 Soil asic properties in rice-shrimp cultivation(RS)and rice monoculture(CK)systems |
紫外-可见吸收光谱用双光束紫外分光光度计（TU-1900，普析，北京）以步长1 nm进行扫描，范围200~450 nm。三维荧光和同步荧光光谱用荧光分光光度计（F-7100，Hitachi，日本）扫描，参数设置如下：1）三维荧光光谱：发射波长（Em）为250~550 nm，激发波长（Ex）230~450 nm，步长5 nm，光电倍增管（PMT）电压为700 V，扫描速度12 000 nm·min-1；2）同步荧光光谱：Ex为230~450 nm，步长5 nm，PMT电压为700 V，扫描速度为240 nm·min-1。
1.4 数据处理与分析 1.4.1 紫外吸收光谱与参数紫外光谱利用Origin 2022软件绘图；UV254值是波长254 nm处DOM的吸光度，指示DOM的芳香性和腐殖化程度，值越高芳香度和腐殖化程度越高[23]。
1.4.2 平行因子分析平行因子分析法（Parallel factor analysis，PARAFAC）能够将荧光光谱中的信号矩阵分解为多个荧光团信息，可鉴定样品中的物质组分类型；使用MATLAB R2022a中DOMFluor工具箱对荧光光谱进行平行因子分析，数据在分析建模前进行拉曼单位化处理、去除异常值等处理；建模组分模型通过拆半分析验证后，上传至OpenFluor在线数据库中比较，以鉴别DOM物质类型与特征。
1.4.3 二维相关光谱分析二维相关光谱（2D-COS）可表征有机物质受外界扰动所引起的变化特征，有助于提高光谱辨析度，辨别不同物质峰在扰动过程中的相互关系，同时可对扰动因素与DOM的络合反应顺序进行分析。本研究使用2D-Shige软件和Origin 2022软件进行分析并绘制二维相关光谱。
1.4.4 络合反应模型修正型Stern-Volmer模型对有机物与重金属的静态猝灭过程具有良好的表征拟合效果[24]，公式如下：
| F0/(F0−F) = 1/(fk[Cd]) + 1/f | (1) |
式中，F为猝灭后DOM的荧光强度，F0为DOM原始荧光强度，k为络合稳定常数，f为参与配位的荧光基团比例，K和f通过回归计算拟合获得，对K取对数lg K即为络合稳定常数。
2 结果 2.1 土壤DOM组分变化特征对2种稻田系统的84个土壤DOM样品的三维荧光光谱进行平行因子分析，建模解析均得到蛋白质组分1个和腐殖质类组分3个，各组分荧光峰见图 1，水稻单作系统（CK）和稻虾种养系统（RS）的土壤DOM组成物质相似，特征如下：组分C1荧光峰位于λEm= 350 nm，λEx=280 nm，属于蛋白质中的类色氨酸物质，该物质与微生物活动较为密切[25]；C2荧光峰位于λEm= 325 nm，λEx=400 nm，属典型的腐殖质类物质，常见于淡水水系和植物生长的陆地土壤，其分子量相对较小，具有相对较高的芳香性和腐殖化程度[26]；C3荧光峰位于λEm= 445 nm，λEx=275/365 nm，是常见的土壤腐殖类物质，植物源特性较明显，是与木质素相关的组分[27]；C4荧光峰位于λEm= 490 nm，λEx=285/370 nm，是土壤中常见的富里酸物质，具有较高的分子量[28]。
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注：C1表示第1组分，“C”即为Component，C2~C4含义同理。 Note: C1 represents the number 1 Component, "C" is the component, C2, C3 and C4 have similar ways. 图 1 稻虾种养（RS）和水稻单作系统（CK）的4种溶解性有机质（DOM）荧光组分 Fig. 1 Four dissolved organic matter(DOM)fluorescence components in RS and CK systems |
荧光强度贡献率可表征各个组分在DOM物质中的相对含量比例[29]。两种稻田系统土壤DOM组分的荧光强度贡献率如图 2所示，在RS和CK中，组分C1的贡献率相近，无显著性差异，其他组分在两种模式中均存在显著性差异，C2和C4组分占比表现为：CK＞RS，而C3组分占比表现为：RS＞CK（P＜0.05）。由此可知，稻田土壤DOM主要物质为腐殖质，RS土壤DOM的物质组成比例与CK不同。
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注：图中数据为每2个土壤样品取平均值，并去除了异常值样品。 Note: The data in the figure were averaged for every 2 soil samples, and the outlier samples were removed. 图 2 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM各组分荧光强度贡献率 Fig. 2 Contribution percentage of fluorescence intensity of soil DOM components in RS and CK systems |
为探究DOM变化后其与Cd2+的络合过程，利用荧光猝灭滴定实验展开研究。DOM与Cd2+猝灭反应的紫外吸收光谱如图 3所示，在RS和CK中，随着Cd2+增加，紫外光谱200~240 nm处的吸光度逐渐增加，240 nm之后吸光度逐渐趋于0；UV254是表征DOM芳香度的重要参数，值越大DOM芳香度越高，本研究UV254在猝灭过程中的变化微弱，在RS中，随着Cd2+浓度的增加，UV254先下降后上升，而在CK中UV254随着Cd2+浓度的上升而下降，可知Cd2+增加导致DOM特征的改变，因此Cd2+显著改变了DOM的紫外吸收光谱，说明DOM与Cd2+猝灭过程为静态猝灭[30]。
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注：箭头所指方向为Cd2+浓度上升后光谱曲线的变化方向。 Note: The direction indicated by the arrow is the change direction of the spectral curve after the Cd2+ concentration increases 图 3 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM与Cd2+猝灭反应的紫外吸收光谱 Fig. 3 UV absorption spectra of soil DOM and Cd2+quenching reactions in RS and CK systems |
土壤DOM与Cd2+反应的猝灭同步荧光光谱如图 4所示，250 ~300 nm处激发峰来源于类蛋白质，300~380 nm处的激发峰来源于腐殖质，380~450 nm处激发峰来源于腐殖酸；类蛋白质随着Cd2+含量增加，荧光强度呈下降趋势，可判断为色氨酸物质与Cd2+发生的荧光猝灭现象；RS在310 nm处腐殖质峰随着Cd2+增加无明显规律性，而CK则发生了荧光猝灭；370~380 nm处的腐殖质其荧光峰在RS发生荧光猝灭，而CK的荧光强度则先增后降。
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图 4 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM与Cd2+猝灭反应的同步荧光光谱 Fig. 4 Synchronous fluorescence spectra of soil DOM and Cd2+ quenching reactions in RS and CK systems |
二维相关光谱可分辨两种物质之间的反应变化。RS和CK土壤DOM的同步图和异步图如图 5所示：在CK同步图中，发现3个自动峰（284/ 284 nm、310/310 nm、375/375 nm），对应色氨酸组分和两个腐殖质类组分；而在RS同步谱中，发现4个自动峰（270/270 nm、290/290 nm、310/310 nm、375/375 nm）；色氨酸和腐殖质（310 nm）荧光强度更高，荧光强度CK大于RS，说明该两种物质对Cd2+的浓度变化响应更强，CK的DOM对Cd2+的变化响应更强；370~380 nm处的自动峰荧光强度表现为：RS＞CK，说明在RS中腐殖质DOM对于Cd2+响应更强。RS中存在4个负交叉峰位于290/270 nm、310/270 nm、375/290 nm、375/310 nm，2个正交叉峰位于310/290 nm、375/270 nm；CK中可发现2个负交叉峰310/284 nm、375/310 nm和一个正交叉峰375/284 nm。同步图交叉峰结合异步图可揭示Cd2+与DOM的络合顺序，在异步图中，RS发现3个正交叉峰（310/290 nm、375/290 nm、375/310 nm）和2个负交叉峰（310/270 nm、375/270 nm），CK发现1个正交叉峰（310/284 nm）和2个负交叉峰（375/284 nm、375/310 nm）。根据Noda法则[31]，DOM在RS与Cd2+的络合顺序为：310 nm＞270 nm= 290 nm＞375 nm，即依次为腐殖质（310nm）、色氨酸、腐殖质（375 nm）；在CK中则为：284 nm＞375 nm＞310 nm；即依次为色氨酸、腐殖质（375 nm）、腐殖质（310nm），表明稻田土壤DOM与Cd2+的络合顺序在不同的田块处理间有所差异。
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图 5 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM与Cd2+猝灭反应的同步和异步图 Fig. 5 Synchronous and asynchronous plots of soil DOM and Cd2+ quenching reactions in RS and CK systems |
为分析各DOM组分与Cd2+的络合能力，利用修正型Stern-Volmer模型结合DOM猝灭后的荧光强度进行拟合分析DOM组分与Cd2+的络合能力。在RS和CK中，色氨酸组分C1和富里酸组分C4荧光强度均随Cd2+的增加呈先降低后稳定的现象（图 6），表明发生了荧光猝灭；而C2和C3的变化不稳定且无显著规律（图 6）。络合常数lgK用于表征重金属与DOM的络合能力[32]，DOM与Cd2+反应的络合常数lg K见表 2。两种稻田系统中，C1和C4发生的猝灭反应均能够被修正型Stern-Volmer模型拟合，腐殖质组分C2和C3拟合失败。C1和C4的lg K在RS中分别为4.25、5.03，CK中分别为3.95、4.10，成功拟合的lg K值中RS＞CK。
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图 6 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM各组分与Cd2+猝灭反应的荧光强度变化 Fig. 6 Changes in fluorescence intensity of soil DOM components and Cd2+ quenching reaction in RS and CK systems |
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表 2 稻虾种养（RS）和水稻单作（CK）系统土壤DOM中C1和C4组分与Cd2+络合作用相关参数 Table 2 Parameters related to the complexation between soil DOM components and Cd2+ in RS and CK systems |
DOM组分的比例结构影响着其与重金属的作用关系，本研究RS的土壤DOM组分组成与CK相同（图 1），但各组分所占比例不同（图 2），这与恒湖地区的研究结果[33]相似，主要与淹水、生物活动等条件差异有关，虾的挖洞行为穿透稻田土壤的表层和底层，增加了土壤渗透性和水分迁移通道，使营养物质和氧气到达底层，最终影响土壤微生物群落结构变化和DOM随水分迁移，影响DOM产生组成[34]；就DOM物质组成比例而言，低分子量C2在RS中平均占比较CK低，这很可能与分子量大小和淹水条件有关，相比CK，RS淹水深度更高、生物活动强度更大，低分子量的DOM在其中易迁移流失，向水中释放以及生物分解的程度更高，因此RS的C2占比例较少[35]；C3是与木质素分解相关的腐殖质，其在RS占比相对较高，说明与水稻种植和代谢物分解有关，因为与CK相比，RS的水稻种植密度在相同面积下更高，根际代谢物可转化为更多DOM物质，且根际附近土壤DOM受微生物活动影响更大，RS微生物群落丰度和活性更高，进而微生物对木质素向DOM分解转化的速率更高[36]，这可能是本研究中C3在RS中比例较高的重要原因。
3.2 紫外光谱与同步荧光光谱对DOM与Cd2+猝灭反应的指示意义紫外光谱显示DOM吸收峰主要位于200~220 nm处，随Cd2+浓度增加吸收曲线有所红移（图 3），说明吸收峰主要来自羧基团和共轭体系结构、芳香结构物质；本研究中UV254变化微弱（图 3），说明土壤DOM与Cd2+的络合能力弱，侧面反映出Cd2+在土壤中的不稳定性和强迁移性。就同步荧光曲线（图 4）而言，270 nm处类蛋白质在RS土壤中与Cd2+的络合反应较CK更稳定，而300~325 nm处的腐殖质荧光强度随着Cd2+增加在CK和RS均无显著规律，表明腐殖质与Cd2+的络合能力并不稳定，环境条件影响、物质争夺络合点位、其他可溶于水的土壤物质与Cd2+的络合，均会引起荧光强度不稳定[37]，与CK相比，RS的土壤Eh较低、DOC含量较高（表 1），说明RS的土壤环境更倾向还原性，与CK差异显著，且淹水和虾的饲养干扰使环境条件改变，DOM来源增多，DOM的物质组成比例也改变，影响其与Cd2+的络合。
3.3 2D-COS对DOM与Cd2+猝灭反应的指示意义就络合顺序而言，CK中色氨酸组分优先与Cd2+络合，而RS中腐殖质组分与Cd2+优先络合，二者的DOM与Cd2+的络合顺序差异明显（图 5），说明DOM在两种稻田土壤中与Cd2+的络合并不稳定。相比其他重金属，Cd2+与DOM的亲和力较低，这影响了Cd与DOM的配位点竞争力，干扰了DOM与Cd2+的络合稳定性[38]。其次，DOM与Cd2+的络合一定程度上取决于DOM的组成和结构，芳香结构较多的DOM，由于丰富的羧基与Cd2+的络合具有较高的亲和力和强干扰性，同时芳香结构通常具有不饱和共轭键等不稳定结构，容易发生自由基反应和裂解反应，这影响Cd2+和DOM的络合稳定性[39]，本研究中类腐殖质在DOM中占主要比例（图 2），具有较多芳香性结构，如高芳香度的C2在稻田土壤DOM占比均较大，C3作为木质素相关组分也具有高芳香性的特征，会优先被土壤吸附[20]，因此腐殖质DOM与Cd2+的络合并不稳定。
DOM在两种模式中与Cd2+的络合顺序差异可能与DOM的浓度及其共轭结构、羧基等物质含量差异等有关，即使相同的物质组分，受DOM浓度和金属络合点位分布差异的影响，其与Cd2+的亲和力也不同，各官能团含量差异也会影响DOM与Cd2+的络合能力和稳定性，CK和RS土壤DOM在物质比例上有差异（图 2），因此共轭结构和含氮氧元素的羧基、聚多肽物质等含量不同，进而影响DOM与Cd2+的络合能力。综上述可得出，DOM的物质构成比例差异很有可能是造成不同稻田系统土壤腐殖质与Cd2+络合能力差异的主要原因。稻田种养土壤DOM的浓度比例与分子结构组成差异主要受淹水条件、微生物活动等影响[33]，而淹水和生物活动对DOM的影响，主要通过水的溶解和流动迁移、生物活动代谢以及微生物分解等产生。综上所述可判断，稻田种养通过淹水条件和生物群落活动间接影响了土壤DOM分子与Cd2+的络合能力与顺序。
3.4 络合反应模型对DOM组分与Cd2+猝灭反应的指示意义络合反应模型中C1和C4成功被拟合（表 2），表明二者与Cd2+络合相对稳定，络合常数lg K均在RS中较高，表明RS中DOM与Cd2+的络合能力更强，相关研究表明淹水和高浓度的DOM可提高土壤中DOM与Cd2+的络合能力[11]。本研究DOM含量在RS较高（表 1），且RS淹水水位较高，这很有可能是RS的土壤DOM与Cd2+络合能力强于CK的原因。色氨酸DOM中C-O结构与C-N结构更多[16]，有利于其与Cd2+吸附结合的稳定性，这可能是本研究中C1与Cd2+离子络合稳定的重要原因，这有利于降低土壤中Cd的有效性。富里酸组分C4相对lgK值较色氨酸组分C1高（表 2），表明富里酸与Cd2+的络合能力较色氨酸类强，富里酸C4具有较高的分子量，其结构含有大量羧基和酚羟基，阳离子交换量高，容易与Cd2+形成强键[40]，这是本研究中C4与Cd2+络合能力较强且稳定的重要原因，但是RS富里酸C4与Cd2+的结合能力增强的同时也增强了土壤中Cd的生物有效性和迁移性，尽管RS中C4比例相对CK稍低（图 2），但也应在稻田种养过程中注重Cd迁移污染风险。猝灭过程中C2和C3荧光强度变化不稳定，无法被修正型Stern-Volmer模型拟合（图 6），表明腐殖质DOM与Cd2+络合的不稳定性和复杂性，Cd2+与DOM的络合顺序在RS和CK中不同也体现了该观点，这佐证了腐殖质组分对DOM与Cd2+络合稳定的干扰与DOM的高芳香性结构物质密切相关，除此还可能与Cd2+的高迁移率、DOM的特征差异性有关[38]，Cd2+与C2和C3络合的不稳定性，不利于Cd2+的污染防治，说明稻田土壤中Cd污染迁移的风险也需警惕防范。
4 结论本研究联合多光谱技术耦合平行因子、二维相关分析和络合反应模型，解析了稻田土壤DOM与Cd2+的络合过程。平行因子分析表明两种稻田系统土壤DOM主要组成物质相同，但土壤DOM各组分所占比例不同。二维相关分析表明在稻田种养的土壤中，Cd2+与DOM的络合顺序显著不同，这与DOM中存在大量的高芳香结构有关，也导致腐殖质DOM与Cd2+的络合在两种稻田系统具有不稳定性和复杂性。络合反应模型表明稻田种养土壤中色氨酸和富里酸DOM与Cd2+的络合能力较水稻单作强，富里酸DOM与Cd2+的络合能力较色氨酸DOM强；富里酸与Cd2+结合可增强Cd的生物有效性。综上所述，稻田种养在一定程度上不利于土壤吸附稳定Cd2+，在田间实践需警惕Cd2+污染和迁移风险，该结果可为稻田土壤Cd的污染防治提供科学参考。
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