文档介绍：山东农业大学
硕士学位论文
矿区复垦土壤压实特征及蘑菇料施用改良效果研究
姓名:刘雪冉
申请学位级别:硕士
专业:土地资源管理
指导教师:李新举
20100615
山东农业大学硕士学位论文
中文摘要
山东省济宁矿区是我国的主要煤矿区之一,邹城市是济宁矿区的主战
场,兖矿集团的主要矿井分布在该市。自上世纪 50 年代开始采煤至今,已
经形成了 5653hm2( 万亩)的塌陷地,造成矿区生态环境的破坏。自
1980a 开始该市加强了采煤塌陷地的治理工作,生态环境逐步得到改善。但
由于煤炭产量的增加,每年塌陷地大约以 200hm2/年的速度增加。在采煤塌
陷和复垦的过程中,由于对土壤的严重干扰,致使复垦土壤质量发生了大
的变化。其中土壤压实是复垦土壤最关键的因素之一,是关系到复垦质量
高低和复垦是否成功的关键。该研究以邹城市矿区复垦土壤为研究对象,
选择了 5 个复垦年度对其压实特征进行了详细分析,揭示了复垦土壤压实
度的变异规律。同时对复垦土壤的理化性状和综合土壤质量进行了评价,
探明了复垦土壤质量的变异规律。针对复垦土壤存在的问题,本研究应用
蘑菇料对复垦土壤进行了改良研究,探讨蘑菇料对复垦土壤质量的改良效
果。
通过分析发现:人为因素的干扰造成地块 2、9(复垦后为耕地)表层
土壤紧实度远小于未破坏地块(),对作物的生长不利;其余复
垦地块紧实度远大于地块 1(未破坏地块)。复垦时间对土壤紧实度有一定
的影响,复垦时间越长,土壤紧实度越小。在土壤垂直剖面上,随着深度
的增加,土壤紧实度增加。充填物质不同,对土壤紧实度具有一定的影响,
煤矸石比粉煤灰有利于改善土壤压实度,地块 8(充填粉煤灰)通体紧实度
都很大,严重影响作物的生长。在土层 1-4 层,地块 9(02 年复垦为耕地)
紧实度小于地块 3(02 年复垦为林地),由于人为因素和农作物根系的影响,
同时说明在土层表层,农作物比林木对土壤紧实度的影响大;而随着深度
的增加,地块 9 紧实度大于地块 3。刚施完蘑菇废料表层土壤的紧实度较低,
由于蘑菇废料中有机质的胶结作用,随着施用废料时间的加长,土壤表层
的紧实度逐步增加,更加有利于作物的生长。刚施用蘑菇料地块 6(07 年
施用蘑菇料)和复垦后用于耕地的地块变化趋势相近。但所有地块的紧实
度在第 4-5 层基本达到最大,之后变化不大。土壤的紧实度与土壤物理、
化学、生物特性相互联系,其中土壤的生物特性与土壤紧实度之间的相关
1
矿区复垦土壤压实特征及蘑菇料施用改良效果研究
性最大,显著水平 P 均为 0,与真菌数量的相关系数达到了-;土壤
紧实度与土壤中粘粒的含量相关性最小为-,显著水平 P 是
。
蘑菇料的施用对复垦土壤理化性状、微生物数量和土壤质量具有一定
的影响。
刚施用蘑菇废料地块表层土壤的紧实度较低(),随着施用
废料时间的加长,土壤表层的紧实度逐步增加()。不同的处理方
式,在土壤垂直剖面的 2-3 层发生不同的变化,未破坏地块和复垦后用于
耕地的地块紧实度下降,出现最小值(),随着深度增加而增加;
刚施用蘑菇料地块 6 和复垦后用于耕地的地块变化趋势相近,而施用蘑菇
料时间较长的地块则在表层次出现峰值(),之下下降或不变。
但所有地块的紧实度在第 4-5 层基本达到最大,之后变化不大。施用蘑菇
废料较早和较晚的地块表层容重均比未破坏地块大,而 04 和 05 年使用蘑
菇废料的地块表层容重比未破坏大。蘑菇废料具有很好的保水性能,随着
施用蘑菇废料时间延伸,表层土壤的含水量逐步增加,并且远大于没有施
用蘑菇料的地块;同时在垂直剖面上,由于蘑菇料和土壤混为一体,增加
了水分向地下渗透的阻力,使含水量比较高,有利于土壤含蓄水源。施用
蘑菇废料地块中粘粒的含量要比未破坏地块高,其中地块 5 的含量最高
(%),地块 7 表层含有粉粒的量最大(%),随着施用废料年限的
增加,粉粒的含量逐渐减少,但比未使用蘑菇料的地块 3 的含量高,这说
明通过施用蘑菇料可以很好的改良土壤的通透性,有利于耕作。
蘑菇料的使用增加了土壤表层有机质的含量,但比未破坏地块的有机
质含量低,随着施用蘑菇料时间的增加,表层有机质含量降低,且随着土
壤深度的增加,有机质含量减少。刚施用蘑菇料地块表层碱解氮含量比较
高(),随着时间增加,含量减少。在土壤垂直剖面,施用蘑菇
料地块在第 2-3 层含量增加,随着深度再增加