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不同修复措施对土壤团聚体形成及稳定的影响

杨慧荣  
【摘要】:由于采矿活动对矿区地表的破坏,使得煤矿区土壤团聚体遭到严重破坏、土壤有机质含量降低、养分极度缺乏、土壤微生物缺失、不适于植被种植。而良好的土壤结构是土壤能有效发挥其功能的基础,土壤团聚体作为土壤结构的基本单位,其数量和质量直接决定了土壤的肥力。 本文采用煤矸石、粉煤灰与污泥混合作为矿区复合基质,根据配比不同分为三种处理,同时引入菌根技术,对同一配比采取接种从枝菌根真菌(AMF)和不接种处理。分析测试从2009年到2013年矿区不同修复措施下土壤理化性质、营养成分及水解酶随复垦时间的动态变化,土壤团聚体的组成随时间的变化,对土壤团聚体的稳定性及形成因子进行分析,以期为矿区土壤重建、生态修复提供理论依据和参考。通过实验,主要得出如下结论: (1)试验区土壤基本性质随时间的变化表明矿区土壤质量状况一直好转。土壤的容重不断下降,孔隙度不断增加,接种处理状况明显好于未接种处理;煤矸石、粉煤灰和污泥按质量比为65:5:30混合均匀的基质容重、孔隙度变化在三种处理中效果最好,土壤中的有机质的变化表明添加污泥和接种处理有利于植物的生长,进而增加了土壤中的有机质;基质中总氮的变化表明植物生长在适应了土壤环境后,植物根系与土壤中的根瘤菌形成根瘤,增加了植物的固氮量,接种后效果更明显。复垦4年,基质中没有施加磷肥,由于植物的吸收和雨水冲刷导致基质中的速效磷含量一直减少。接种丛植真菌后植物长势良好增加了土壤中水解酶含量。 (2)试验区土壤团聚体的组成随时间的变化及其稳定性表明复垦前后土壤中的团聚体都是0.25mm的团聚体最多,但随修复时间的延长,0.25mm的团聚体向大团聚体转变使得其含量明显减少;0.25-0.5mm土壤团聚体随时间的变化呈现增加后减小,2mm和0.5-2mm土壤团聚体随复垦时间的增加含量在不断增加,接种处理比未接种处理含量高,说明接种可以明显促进土壤中大团聚体的形成。不同复垦基质各级干筛团聚以0.5-2mm土壤团聚体的含量最多,而水稳性团聚体的含量却是以0.25mm土壤团聚体为主,说明团聚体抗水冲击性差;与未接种处理相比,接种后土壤中0.25mm水稳性团聚体的含量(WSA)增加了10%、0.25mm团聚体的破坏率(PAD)减少了8%,团聚体平均重量直径(MWD)增加了0.1mm,说明接种处理增强了团聚体的水稳定性。 (3)在土壤团聚体的形成作用中有机质主要对有机质促进土壤中0.5mm团聚体的形成起到了很重要作用;蔗糖酶主要对2-0.5mm和0.5-0.25mm团聚体的形成起作用;脲酶对0.5-0.25mm土壤团聚体的形成有促进作用;酸性磷酸酶对0.25mm团聚体的形成起促进作用。球囊霉素相关蛋白(GRSP)作为一种糖蛋白,由于其特殊的生物学特性和理化性质,对促进土壤颗粒形成微小团聚体非常重要。


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