水解聚马来酸酐对森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤胶体表面结构与组成的影响

水解聚马来酸酐(hpma)能起到土壤改良的作用,进而促进种子萌发及植物生长,但是其与土壤相互作用的深层机理尚未阐明。基于此本文选用hpma处理森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤胶体,并用激光粒径仪、原子力显微镜、扫描电镜、x射线衍射、红外光谱、x射线光电子能谱进行分析,探究hpma对土壤胶体表面结构特征、矿物组成和有机组成的影响,旨在揭示hpma对不同土壤胶体的影响差异的深层机理。结果显示,hpma能够改良退化土壤的原因应该与其对土壤胶体表面结构特征、矿物结晶和有机化学元素组分的影响有关,但对森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤的影响存在明显差异。对于森林暗棕壤这种优质土壤,hpma处理后,矿物质的结晶度有降低的趋势,但并没有产生强烈的化学反应,多数官能团趋向于增加,碳酸盐官能团降低幅度不是很大,约3%-8%,土壤胶体粒径增加了,其中表层增加了13.62%,深层增加了34.96%,但只有深层土壤达到显著水平。而对于草地退化盐碱地土壤,土壤胶体粒径显著增加(27.54%),达到了统计学显著水平(p<0.05),除了石英相对结晶度降低了7.10%,其余都降低了30%以上,导致不同土壤矿物的晶粒尺寸显著增加了(水云母、蛭石、高岭石的晶粒尺寸分别增加101.37%、56.16%、50.76%),多数官能团的相对含量降低,其中碳酸盐官能团降低量最大,达到96.79%,这些使得土壤元素配比逐渐趋向于优质土壤(c:o≈0.27；c:n≈9.98；c:si≈0.91；o:si≈3.38；si:n≈10.93),这可能意味着hpma与土壤胶体中的碳酸钙等不同土壤矿物发生了强烈的化学反应,从而影响了土壤晶粒结构和化学组成,进而起到土壤改良的作用。