土壤学报

作者：王浩伟,侯雨橙,姚嘉一,黎梦薇,方婧,单胜道

单位：王浩伟，浙江科技大学环境与资源学院；287631775@qq.com,侯雨橙，浙江科技大学环境与资源学院；hyc1214@zust.edu.cn,姚嘉一，浙江科技大学环境与资源学院；yaojy23@zust.edu.cn,黎梦薇，浙江环科环境研究院有限公司；showaylee_2020@qq.com,方婧，浙江科技大学环境与资源学院；rceesfangjing@126.com,单胜道，浙江科技大学环境与资源学院；shashd@vip.sina.com,

关键词：生物质炭;活性氧;羟基自由基;过氧化氢;超氧阴离子;水土界面

基金：国家自然科学基金项目（42577019）和浙江省重点研发计划项目（2025C02097）资助

为探索施用生物质炭的水土界面中活性氧（Reactive oxygen species, ROS）形成规律，在模拟太阳光照条件下，利用化学探针法定量分析了含10 gkg-1生物质炭的水土界面中羟基自由基（?OH）、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子自由基（O2??）三种典型ROS的生成动力学过程及机制，并考察了生物质炭制备温度（300℃、500℃和700℃）、生物质炭溶解性碳（DBC）、黏土矿物（高岭石）和可溶性有机质（富里酸）对水土界面中ROS形成的影响。结果表明：光照条件下，施加生物质炭的水土界面中产生了大量的?OH和H2O2，其浓度范围分别是0.43~0.83 μmolL-1和21.12~30.93 μmolL-1，分别是不含生物质炭水土界面（对照组）的1.39倍~2.65倍和1.31倍~1.91倍；但O2??浓度则较低（< 0.2 μmolL-1），低于对照组。DBC对水土界面中ROS形成具有重要作用，去除DBC之后，含生物质炭的水土界面中H2O2生成受到显著抑制，但?OH的生成不受影响。高岭石能显著抑制光照下生物质炭介导固液界面生成ROS的能力（高温生物质炭除外），并抑制H2O2向?OH的转化效率。富里酸能显著增加光照下含生物质炭水土界面中H2O2的生成能力，但降低了?OH的浓度。光照对含生物质炭水土界面介导ROS形成具有重要作用，它促进含生物质炭水土界面中H2O2的生成与转化，有助于O2??的转化及?OH的生成，但生物质炭介导的水土界面ROS生成不完全依赖于光照。生物质炭表面的持久性自由基、含氧官能团以及水土界面中溶解性有机碳和Fe2+含量共同决定了光照下施加生物质炭水土界面中ROS的形成。本研究结果对认识生物质炭施用土壤中ROS的形成和分布具有重要参考价值。

来源：2026年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

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