風化煤施用對露天煤礦區(qū)復墾土壤性質(zhì)的影響.pdf

1、由于采礦活動對礦區(qū)地表的破壞，黃土高原露天煤礦區(qū)土壤質(zhì)量已發(fā)生根本變化。礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建已成為國際土壤污染與修復領(lǐng)域、土地利用與土壤保護領(lǐng)域的研究熱點。
　　目前，通過不同的復墾措施，煤礦區(qū)退化土地生態(tài)重建已取得了顯著成績，但復墾土壤物理化學結(jié)構(gòu)恢復問題仍未得到實質(zhì)性的、根本有效的解決。加之復墾后大部分地塊最終利用方向為耕地，因此要根本解決這一問題，重構(gòu)土壤生產(chǎn)力不容忽視。近年來，針對農(nóng)田土壤改良已有不少很好的恢復及保持

2、土地生產(chǎn)力水平的改良方法，但煤礦區(qū)需復墾土壤面積較大，加之經(jīng)費問題、管理問題等多方面因素制約，采用的改良措施無法等同于農(nóng)田土壤的精細化改良措施。因此，利用礦區(qū)現(xiàn)有自然資源進行改良將是首選思路。風化煤，由于長期受風化作用影響，含氧量增高，發(fā)熱量降低，過去一直未作為有益資源，任其廢棄，對環(huán)境造成嚴重污染。雖然風化煤是煤礦生產(chǎn)的廢煤，但其中的含碳化合物可轉(zhuǎn)化為腐殖酸類物質(zhì)，因而具有吸附、交換和絡(luò)合等性能，能幫助土壤結(jié)構(gòu)形成及恢復地力。

3、　　本課題選用煤系固體廢棄物——風化煤為修復介質(zhì)，針對我國平朔安太堡露天煤礦區(qū)復墾土壤存在的問題，研究施用風化煤對礦區(qū)復墾土壤的影響，探明將風化煤用于黃土區(qū)煤礦土壤復墾的效果及可行性，從而提出最佳風化煤改良方案，為黃土高原礦區(qū)生態(tài)重建提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容包括:(1)通過盆栽試驗，研究風化煤施用對露天煤礦冰草種植區(qū)復墾土壤理化性質(zhì)、酶活性及微生物群落的影響;(2)通過小區(qū)試驗，研究風化煤施用對露天煤礦刺槐種植區(qū)復墾改良地不同土層土壤

4、理化性質(zhì)及酶活性的影響;(3)通過小區(qū)試驗，研究風化煤施用時間對露天煤礦區(qū)復墾土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響研究，確定最優(yōu)化施用方案。
　　本課題主要研究結(jié)果有:
　　1種植冰草及施用風化煤能有效地改善露天煤礦復墾土壤物理化學性質(zhì)，影響土壤酶活性及微生物群落。種植冰草及施用風化煤后，土壤團聚體含量顯著增加:風化煤施加量為10g/kg時，土壤團聚體含量最大達76.3％，土壤水穩(wěn)性團粒最大達88％。土壤有機質(zhì)、腐殖質(zhì)及陽離子交換量等

5、指標，隨著風化煤施加量的增加顯著增加，均在風化煤施加量為30g/kg時達到最高，分別為1.79％，0.11％，9.69cmol/kg。種植冰草及施用風化煤可顯著提高土壤養(yǎng)分含量，表現(xiàn)為土壤全氮含量增加為復墾前土壤全氮含量的14.5倍;土壤速效磷增加為復墾前土壤速效磷含量的2倍。在風化煤施加量為10g/kg時，脲酶及過氧化氫酶活性最強，分別為6.58mg/g、0.477mL/g。在風化煤施加量為20g/kg時，土壤蔗糖酶活性最高，達12.

6、33mg/g。種植冰草及施用風化煤亦可提高復墾土壤微生物數(shù)量，并改善其組成。隨著風化煤施加量增加，土壤細菌、放線菌和微生物總數(shù)均顯著增加;對真菌的影響不顯著;土壤微生物類群細菌所占比例增大，放線菌降低，真菌未見顯著性變化規(guī)律。
　　2種植刺槐及施用風化煤可顯著影響各土層土壤的理化性質(zhì)和酶活性。0-20cm土層土壤有機質(zhì)、腐殖質(zhì)、陽離子交換量、全氮、速效鉀含量以及過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶活性明顯高于20-40cm土層;而0-20cm

7、土層中速效磷及pH則顯著小于20-40cm土層。刺槐的種植可顯著增強土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶活性;過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶的活性變化均與土壤層次密切相關(guān)。
　　3風化煤施用對土壤理化性質(zhì)的影響隨風化煤施用時間的變化而顯著變化。相同風化煤施加量，隨著施用時間的增加，土壤水穩(wěn)性團聚體呈現(xiàn)先增加后趨于穩(wěn)定的規(guī)律;土壤有機質(zhì)在風化煤施加量低于27000kg/hm2時呈顯著增加;隨著施用時間的增加，腐殖質(zhì)顯著增加;土壤團聚體含量、pH、