粉煤灰场复垦地肥力状况及对土壤理化性质的影响

选择安徽省淮南市上窑镇粉煤灰处置场覆土复垦地为研究区域,测定覆土厚度和土壤剖面各层的容重、pH、含水量、有机质等理化性质,土壤总氮、有效磷、速效钾等养分含量,以及冬小麦抽穗期的生物量,研究粉煤灰处置场复垦土壤理化性质及其与土壤养分的相关性,不同覆土厚度复垦地冬小麦生长的差异性.结果表明,粉煤灰场复垦地土壤总氮含量约0.90 g/kg,有效磷和速效钾含量分别为12～76 mg/kg、114～135 mg/kg,土壤肥力与作物生长状况和自然农业土壤相比差异不显著;除复垦土壤厚度、容重、含水量对有效磷含量影响显著外,其余土壤养分与土壤理化性质和表土厚度的相关性不强.     

粉煤灰充填复垦土壤理化性质分布特征及其对覆土厚度响应

以淮南市平圩电厂粉煤灰堆场复垦区为研究对象,采用经典统计和地统计学相结合的方法,从点和区域、水平与垂直等多维角度分析了不同覆土厚度下的复垦土壤主要理化性质分布特征,旨在揭示粉煤灰充填基质下复垦土壤理化性质分布特征及其与覆土厚度之间的响应关系。结果表明,随着覆土厚度的增加,土壤含水量均值呈现先增后减的趋势,各覆土厚度下土壤含水量基本在20%以上,覆土厚度20～30cm的土壤含水量最大,达到31.11%。在一定的覆土厚度下,含水量在粉煤灰重构剖面中间会出现一个突变层次,在土—灰界面将产生土壤水分的聚集。不同覆土厚度下表层土壤的容重出现明显的差异,随着覆土厚度的增加,土壤容重整体呈现上升趋势,覆土厚度40～60 cm时,土壤表层平均土壤容重达到1.75 g·cm-3,复垦后出现了不同程度的板结现象。不同覆土厚度下砂、粉和黏粒含量差异明显,总体上与该地区非重构土壤相似,基本属于粉砂质壤土。粉煤灰充填复垦后土壤颗粒组成由粉煤灰、覆土土源和覆土方式共同决定的,泥浆泵法覆土在不同水平间土壤颗粒组成差异较为明显。随着覆土厚度的增加,不同层次的有机质含量都有不同程度的提升,且提升程度与覆土厚度呈正相关。基于经验贝叶斯克里格法的复垦土壤含水量、容重、粉砂和有机质含量的RMSE分别为1.72、1.01、1.57和0.85;MSDR值分别为2.12、1.32、2.72和0.62,RMSE较小,预测精度较高,MSDR比较接近1,模型拟合效果较好。综合考虑各理化指标对覆土厚度的响应特征,冬小麦-夏玉米种植模式下覆土厚度40～50cm较为合理。经验贝叶斯克里格法比较适合粉煤灰充填复垦土壤理化指标空间预测。     

安徽省淮南市采煤沉陷生态修复区表层土壤有机碳分布

以采煤沉陷生态修复区为研究对象,分析了不同煤矸石充填复垦区表层土壤有机碳的分布特征,及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,各生态修复区表层土壤有机碳含量由大到小依次为大通矿生态修复区潘一矿生态修复区新庄孜矿生态修复区创大生态园修复区;不同覆土厚度复垦土壤表层有机碳含量为5.56~9.31 g/kg,覆土较薄的地块(0~20 cm)有机碳含量最高,为9.31 g/kg;土壤微生物生物量碳含量与有机碳含量呈极显著正相关,且对工程措施(煤矸石充填复垦)响应较有机碳更加剧烈,可以将微生物生物量碳作为土壤有机碳库动态变化的敏感性指标。     

粉煤灰场复垦土壤养分含量及其与土壤理化性质的响应研究

[目的]研究粉煤灰复垦地最佳的复垦模式,以及土壤养分含量及其与土壤理化性质的响应关系。[方法]以淮南市上窑灰场土地复垦地为研究区域,选取同一地块不同覆土水平的区域做对比研究,以土壤的容重、pH、含水率、有机质、总氮、有效磷和有效钾以及不同覆土厚度下的小麦生物量为研究指标,研究粉煤灰场复垦土壤养分含量及其与理化性质的响应。[结果]粉煤灰复垦地,有效磷和含水率、总氮和pH、有机质和有效钾具有良好的线性相关响应;当土壤覆土厚度小于38 cm时,粉煤灰可以对复垦地的营养状况具有良好的改善,使小麦具有较高的产量,当覆土厚度大于70 cm时,不利于粉煤灰层对覆土层的改善,影响小麦产量。[结论]该研究为复垦工作和农业种植提供指导和参考。     

不同年度复垦土壤微生物研究

为提高复垦质量,采用稀释平板计数法分析不同复垦时间复垦的耕地、林地土壤微生物种类和数量。结果表明,经过煤矸石充填复垦的林地细菌数量高于耕地,而放线菌和真菌数量则是耕地高于林地。随着复垦时间的延长,土壤细菌数量逐渐增加。放线菌和真菌数量在复垦初期逐渐增加,B/F值表明微生物种类趋于平衡;受充填物质、覆土厚度和土地利用方式的影响,随着复垦时间的延长,林地土壤的放线菌和真菌数量降低,B/F值较高,土壤微生物种群、数量失衡。     

不同充填基质对复垦覆土层影响的研究进展

充填复垦采煤沉陷地是实现矿区可持续发展的重要途径,不同的充填基质会影响覆土层的容重、结构、养分含量、重金属含量及农作物的生长。为采煤沉陷地的复垦提供参考依据,综述了煤矸石、粉煤灰和污泥等不同充填基质对覆土层物理性状、覆土层养分含量、覆土层重金属含量和农作物的影响与适宜覆土层厚度的研究进展,提出了覆土充填复垦采煤沉陷地时应注意的问题及防护措施。     

覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响

为了探究覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响，采用干筛法、湿筛法测定不同覆土厚度下土壤机械稳定性、水稳定性团聚体、团聚体有机碳分布，计算稳定性参数及有机碳贡献率，分析覆土厚度对其的影响。结果表明，在同一粒级下，随着覆土厚度的增加，团聚体有机碳含量呈先增加后减少的趋势。覆土0～20 cm的>0.25 mm水稳定性团聚体含量最大、土壤团聚体团粒指数最小，覆土为60～80 cm的土壤机械稳定性和水稳定性团聚体平均重量直径、几何平均直径、团聚体稳定率最大，团聚体破坏率最低，是研究区最适合微生物活动及土壤根系生长的覆土厚度，研究结果对煤矸石充填复垦土壤的合理利用及可持续发展具有重要意义。     

煤矸石覆土厚度对胡枝子生长影响研究——以北京市门头沟区煤矸石为例

采用盆栽方法,研究煤矸石覆土厚度对胡枝子生长的影响。结果表明,胡枝子株高和地上部生物量随着煤矸石覆土厚度的增加呈增加趋势;植株生长60 d时,覆土煤矸石基质中胡枝子的株高是未覆土煤矸石基质的2.41～3.18倍;煤矸石覆土厚度是影响胡枝子地上部生物量的重要指标之一,其与胡枝子地上部生物量呈极显著正相关,方程为Y=0.212X+0.897(r=0.916);从胡枝子株高和生物量来看,在不施肥的情况下,煤矸石覆盖厚度为9～12 cm的土壤,基本可以满足胡枝子的正常生长。     

剥离耕作层土壤重构利用技术研究

为表土剥离利用工作的顺利推行以及土地复垦技术优化提供支撑，也可为表土剥离与利用技术规范的出台提供参考。本文采用理论分析和田间模拟试验的方法，在分析土壤重构内涵的基础上，研究不同的重构技术对土壤质量的影响。研究表明，分层回填重构处理可有效保持不同土层土壤的各营养成分含量，而混合回填重构处理将不同土层均匀掺混，土壤中各营养成分含量也随之被均匀化处理，分层回填更能有效确保复垦后的耕地质量及提高土地的生产力；复垦重构过程中对回填表土的机械压实效果受压实次数和土壤前期含水量的共同影响，容重增大效应与含水量正相关；压实1次或3次可使0～30 cm土层土壤容重迅速增加，而3次压实后对土壤进一步压实的效果不明显，同时土层也基本达到稳定沉降状态实践中；可根据回填区重构土壤类型与状况、环境条件，选择合适的覆土工艺与程序。     

充填复垦区土壤水分空间变异性研究

土壤本身的不均一性,使得充填复垦土壤特性研究结论的可信度较低。以土壤含水量作为反映土壤特性的综合性指标,研究了充填煤矸石复垦地、充填粉煤灰复垦地和未塌陷区对照地的含水量变异的结构性。结果表明,充填复垦土壤体积含水量的空间变异性小,复垦行为使土壤综合性质变得均一。     

地下水对土壤耕层的污染特性研究

通过模拟不同水位、污染度的地下水在不同质地土壤耕层中的迁移，进行了地下水中盐分和重金属对土壤耕层污染规律的研究。结果表明，不同水位、不同质地土壤中，污染地下水在土壤中EC值的垂直分布规律相似，土壤底层和表层EC值较高。轻质土耕层内EC值变幅较大；水位越高，耕层中EC值总体越小。地下水中Na和SO4^2-在土壤耕层中的分布以表层浓度较高，其他层上浓度较低。Cr^6 在土壤表层分布浓度较高，Hg^2 在近地表层浓度较高，而Pb^2 在土层上的分布没有明显的规律。对单一离子来说，随着地下水污染度的增加，在某一土层上该离子的浓度也有所增大。     

土壤水分动态对胡杨幼苗生长分配策略的影响

分析土壤水分对幼苗地上及地下部分生长及其分配策略是阐明自然生境中胡杨种子更新困难以及人工培育成活率低的重要途径。本文以2年生胡杨幼苗为研究材料,采用不同土壤水分处理试验,监测幼苗地上部分生长指标(地径、冠幅、株高、叶片数)以及地下部分生长指标(总根长、总根表面积、单位平方米土壤总根长、总根体积),分析不同水分处理及水分梯度对幼苗生长的影响。结果表明:对于胡杨幼苗地上部分的生长,在连续给水处理时,25%含水量更有利于地上部分的生长;而断续给水处理时,最适土壤含水量为30%;胡杨幼苗地下部分生长在不同给水处理下存在显著差别,而25%的含水量要显著区别于其他水分梯度,更有利于根系的生长。一定程度的干旱胁迫后,断续给水比连续给水更有利于根系的生长,且水分梯度在20%~25%之间最有利于根系生物量的积累,地下生物量的积累大于地上生物量,这种地上与地下生长权衡作用有利于幼苗纵向生长的养分、水分获取。在根系构型方面,在土壤水分条件好的情况下则有利于幼苗根系的横向扩展。      

垄作覆盖下小麦、玉米产量、土壤碳素转化及水分研究

研究了旱地小麦、玉米一年两熟制下垄作覆盖对土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量、水分及作物产量的影响。在洛阳市农林科学院内防渗精确水分池内,设置垄作覆盖、秸秆覆盖、传统耕作(对照)3个处理,结果表明,(1)垄作覆盖下作物增产显著,小麦较对照增产11.05%,玉米增产32.40%;小麦水分利用效率提高0.36 kg/(mm.hm2),玉米水分利用效率提高2.72kg/(mm.hm2)。(2)垄作覆盖提高了0～200cm土壤含水量,为小麦、玉米生长提供充足的水分。(3)垄作覆盖下0～5cm、5～10cm土层溶解性有机碳含量,小麦田分别较对照增加了39.7mg/kg、27.5mg/kg,玉米田分别较对照增加了52.1%、61.2%。(4)垄作覆盖下微生物量碳含量:小麦田0～5、5～10、10～20cm土层分别较对照增加了120.7mg/kg、158.6mg/kg和132.2mg/kg;耕层微生物量碳平均含量较对照高94.1%;玉米田0～5cm、5～10cm土层分别较对照高167.2mg/kg、78.2mg/kg,10～20cm与对照比差异不明显。垄作覆盖技术既可提高0～200cm土壤含水量和水分利用效率,又可显著提高0～5cm溶解性有机碳和微生物量碳含量,利于小麦、玉米高产稳产。     

水分对三种冷季型草坪草地上生物量的影响

研究水分处理对三种草坪草高羊茅、草地早熟禾和多年生黑麦草地上生物量、草坪草再生速度及其叶片含水量的影响情况.结果表明:随着水分的增加三种草坪草在同一时期地上生物量随之增大,三种草坪草的再生速度也随着水分增加而增大,但B3与B4的差异不显著,表明水分过多并不能显著增加其再生速度.三种草坪草的叶片含水大小依次为高羊茅＞多年生黑麦草＞草地早熟禾.     

易涝易渍农田土壤水分变化及分析

基于湖北四湖流域大量调查观测资料分析了易涝易渍农田土壤水分变化规律。结果表明：不同层次上土壤水分年平均值差异很小,在不同水文年以及同年内的不同季节则差异较大;当地下水埋深≤1m时,对耕层土壤水分影响明显;在一定条件下,土壤水分与地下水埋深、时段内累计雨量和累计蒸发量之间有显著的相关关系。     

改性纤维素对盆栽小麦生长及土壤水分和养分的影响

探究改性纤维素对土壤保水保肥能力的影响以及其在盆栽小麦中对植株生长的实际应用效果,为改性纤维素在大田中施用量、施用方法提供科学依据。通过小麦盆栽试验,研究3种不同改性纤维素CMC-NH_4、CMC-Na和CMC-K施加质量分数为0.5%、1%、1.5%、2%和3%时对土壤水分、养分、物理性状以及小麦生长状况的影响。结果表明:与对照组相比,施加纤维素可以提高土壤含水量,随着纤维素用量的增加,土壤水分质量分数呈增长趋势,吸收的水分在干旱条件下进行释放。纤维素在吸水的同时能够吸附土壤养分,提高养分利用效率,CMC-NH_4和CMC-K自身能够提供植物生长所需的氮素和钾素。施加纤维素同样会改变土壤理化性状,增强土壤粘合作用,减少土壤流失量。纤维素对小麦株高、地上部分生物量积累有促进作用,但质量分数为3%时会对小麦的生长产生不利影响。研究表明,纤维素施加最适质量分数为0.5%～1%,该质量分数有利小麦植株生长,同时可以达到保水保肥的效果。     

种稻对周围旱地土壤盐分和土壤水分含量的影响

为了研究种稻对周围旱地影响的程度和范围,选择稻旱田之间无沟和有沟相隔型两种类型,以不受种稻影响的老旱田作对照,在距稻田50、80、150和200m处各埋设定位观测井,监测种稻对地下水埋深、土壤水分含量和土壤盐分含量的影响。结果表明,耕层土壤水分含量与地下水埋深相关极显著,耕层土壤盐分含量与地下水埋深相关极显著,在上升期,旱田距稻田距离与地下水埋深相关极显著。因此,稻旱田之间无沟相隔时,种稻对周围旱地的影响表现为稻田水直接向旱田侧渗,而使距稻田附近旱田的地下水位上升,在距稻田220.7m内地下水位会上升到危害旱作物生长的程度;稻旱田之间有沟相隔时,种稻会导致稻旱田之间排水沟水位上升,从而对周围旱田产生不利影响,这种影响即可通过沟水向旱田的侧渗发生,又表现在阻止旱田的排水上,其不利影响范围在200m以内。     

滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

生物炭对碱性砂质土壤小麦出苗及幼苗生长的影响

为探究生物炭还田对砂质土壤小麦出苗和幼苗生长的影响及原因。本研究设置2个盆栽试验。试验1比较0%、0.6%、1.8%、3.6%和5.4%(质量分数)5个生物炭梯度对小麦出苗率、小麦萎蔫时含水量和有效水含量的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加出苗率及有效水含量呈降低趋势,小麦萎蔫时含水量则与之相反。在此基础上,试验2进一步研究30%~50%(WL)、50%~70%(WF)、70%(WE)3个水分梯度下生物炭施用量与5个生物炭梯度的耦合效应试验,分析其对幼苗生长、土壤pH和EC的影响。结果表明,各水分梯度下施用过量生物炭(3.6%)抑制小麦幼苗生长,WF和WE水分条件下土壤pH和WL、WF和WE水分条件下土壤电导率均与小麦根系活力、植株含水量和地上部生物量显著负相关。综合表明,在碱性土壤中施用生物炭后会提高土壤pH和EC,从而抑制小麦出苗和幼苗生长。     

降水与土壤含水量关系分析

[目的]了解土壤含水量与降水的关系,为防涝抗旱提供依据.[方法]对濉溪县2011-2012年逐日土壤含水量时空变化及其与降水量的关系进行相关分析.[结果]0～60 cm土壤含水量与深度二次曲线相关,低点随含水量增加而下移;20～30、60～100 cm土层含水量与月度二次曲线相关.入渗深度与过程降水量、雨前表土层含水量正相关,入渗速度与雨前表土层含水量负相关,雨后耕层含水量与入渗深度正相关.雨后表土层含水量及变化与雨前表土层含水量和降水量对数正相关,雨后10～20 cm土层含水量及变化与雨前10～20 cm土层含水量和降水量正相关.[结论]濉溪县常年降水量略有不足,要补充灌溉,抓住有利时机实施人工增雨作业.