不同施肥条件下植物对矿山废弃地土壤肥力改良的研究

发布时间：2017-08-24 15:35

  本文关键词：不同施肥条件下植物对矿山废弃地土壤肥力改良的研究

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【摘要】：采矿业在给中国带来巨大经济利益的同时也造成矿区生态退化,因此迫切需要对矿山废弃地进行生态恢复。矿山废弃地土壤结构较差,缺乏有机质及植物必需的养分,不利于植物生长,因此采取相应措施快速改良废弃地土壤肥力成为亟待解决的问题。本研究在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站模拟煤矸石山矿山废弃地修建试验小区,在施有机肥、施秸秆肥和不施肥条件下选择5种豆科和禾本科植物进行单播和混播种植试验,测定0~150cm土层中的土壤含水量以及0~10cm和10~20cm土层中土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾等养分指标及植物的盖度、株高和地径等形态指标,研究不同施肥条件下植物对矿山废弃地土壤肥力的改良效果。取得以下主要结论:(1)植物对土壤蓄水保水效果的改良主要体现在0~40cm土层中。施有机肥和秸秆肥条件下植物均能改良表层土壤的蓄水保水效果,施有机肥的效果更加显著。填充煤矸石和未填充煤矸石种植区土壤含水量随着土壤深度的变化趋势有着明显的差别。填充煤矸石种植区植物根系通过蒸腾作用消耗了更多0~35土层中土壤水分,导致土壤含水量低于未填充煤矸石种植区;煤矸石层持水能力差、渗透率较高,使35~85cm土层中土壤含水量随着深度增加而逐渐降低并远远低于未填充煤矸石种植区;由于煤矸石层渗透的水分在其底部向下运动并累积,使得85~110cm土层中土壤含水量逐渐增加并在110~150cm土层中高于未填充煤矸石种植区,110~150cm土层受环境的影响较小,土壤含水量变化幅度减小,含水量值趋于稳定。(2)填充煤矸石种植区植物小区土壤有机质、全氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量平均值分别比对照小区低5.3%、4.4%、4.3%、28.4%、28.0%和14.5%。植物的种植年限较短,植物生长发育是消耗养分的过程。填充煤矸石和未填充煤矸石种植区不同施肥条件下,0~10cm土层中土壤有机质、土壤全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾平均值均分别比10~20cm土层高25.0%、16.9%、82.7%、10.5%、10.3%和23.9%,植物生长对表层土壤肥力的改良效果更加显著。(3)填充煤矸石和未填充煤矸石种植区土壤养分含量(有机质、全氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量)及植物的株高、盖度均表现为施有机肥施秸秆肥不施肥;施肥对植物生长的促进作用和植物生长对土壤肥力的改良效果具有协同关系。单播植物小区的土壤肥力和植物的株高均高于混播植物小区,植物单播对土壤的肥力改良效果更好,促进单播小区植物的生长状况好于混播植物小区,土壤肥力和植物生长具有协同关系;但是植物混播可以充分利用空间,提高植物的盖度。(4)填充煤矸石种植区施有机肥条件下对土壤肥力改良效果最佳的种植模式为草木樨、沙打旺、黑麦草和紫穗槐+小冠花;施秸秆肥条件下为草木樨、黑麦草、紫穗槐+黑麦草和紫穗槐;不施肥条件下为沙打旺、草木樨、黑麦草和草木樨+黑麦草。(5)填充煤矸石种植区黑麦草的株高主要受土壤速效钾含量(R=0.828)的影响,草木樨的株高主要受水分(R=0.9920)和铵态氮含量(R=0.9862)的影响,沙打旺的株高主要受硝态氮(R=0.9906)和速效磷含量(R=0.9942)的影响,小冠花的株高主要受速效钾(R=0.9950)和速效磷含量(R=0.9650)的影响,紫穗槐的株高主要受水分含量(R=0.9977)的影响。填充煤矸石和未填充煤矸石种植区土壤肥力比未填充煤矸石种植区高4.3%,但是植物的盖度、株高和地径等植物形态指标却分别比未填充煤矸石种植区低17.8%、63.4%和29.3%;填充煤矸石种植区植物生长状况比未填充煤矸石种植区差的最主要原因是土壤硝态氮和速效磷含量值均低于未填充煤矸石种植区。
【关键词】：矿山废弃地 土壤肥力改良 植物 有机肥 秸秆肥
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S158
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的和意义12-13
• 1.3 国内外研究进展13-19
• 1.3.1 国内外矿山废弃地生态恢复的研究概况13-15
• 1.3.2 豆科植物对土壤肥力改良的研究概况15-17
• 1.3.3 豆科与禾本科植物混播改良土壤肥力的研究概况17-18
• 1.3.4 填充煤矸石重构土壤的水分特征研究概况18-19
• 第二章 试验设计及研究内容19-24
• 2.1 试验区概况19-20
• 2.2 试验设计20-21
• 2.3 研究内容21-22
• 2.4 试验指标测定22-23
• 2.4.1 植物形态指标的测定22
• 2.4.2 土壤理化学指标测定22-23
• 2.5 试验技术路线图23-24
• 第三章 不同施肥条件下植物对土壤含水量的影响24-31
• 3.1 A种植区不同施肥条件下土壤含水量24-28
• 3.1.1 A种植区施有机肥条件下土壤含水量24-25
• 3.1.2 A种植区施秸秆肥条件下土壤含水量25-26
• 3.1.3 A种植区不施肥条件下土壤含水量26-27
• 3.1.4 A种植区不同施肥条件下土壤含水量对比27-28
• 3.2 A和B种植区土壤含水量对比28-30
• 3.2.1 A和B种植区表层土壤含水量对比28-29
• 3.2.2 A和B种植区深层土壤含水量对比29-30
• 3.3 小结30-31
• 第四章 不同施肥条件下植物对土壤养分含量的影响31-48
• 4.1 不同施肥条件下植物对土壤有机质含量的影响31-33
• 4.1.1 A种植区 0～10cm土层中有机质含量31-32
• 4.1.2 A种植区 10～20cm土层中有机质含量32
• 4.1.3 A和B种植区土壤有机质含量对比32-33
• 4.2 不同施肥条件下植物对土壤全氮含量的影响33-36
• 4.2.1 A种植区 0～10cm土层中全氮含量34
• 4.2.2 A种植区 10～20cm土层中全氮含量34-35
• 4.2.3 A和B种植区土壤全氮含量对比35-36
• 4.3 不同施肥条件下植物对土壤硝态氮含量的影响36-38
• 4.3.1 A种植区 0～10cm土层中硝态氮含量36-37
• 4.3.2 A种植区 10～20cm土层中硝态氮含量37-38
• 4.3.3 A和B种植区土壤硝态氮含量对比38
• 4.4 不同施肥条件下植物对土壤铵态氮含量的影响38-41
• 4.4.1 A种植区 0～10cm土层中铵态氮含量38-39
• 4.4.2 A种植区 10～20cm土层中铵态氮含量39-40
• 4.4.3 A和B种植区土壤铵态氮含量对比40-41
• 4.5 不同施肥条件下植物对土壤速效磷含量的影响41-43
• 4.5.1 A种植区 0～10cm土层中速效磷含量41-42
• 4.5.2 A种植区 10～20cm土层中速效磷含量42
• 4.5.3 A和B种植区土壤速效磷含量对比42-43
• 4.6 不同施肥条件下植物对土壤速效钾含量的影响43-46
• 4.6.1 A种植区 0～10cm土层中速效钾含量43-44
• 4.6.2 A种植区 10～20cm土层中速效钾含量44-45
• 4.6.3 A和B种植区土壤速效钾含量对比45-46
• 4.7 小结46-48
• 第五章 土壤肥力分析48-52
• 5.1 A种植区土壤肥力分析48-50
• 5.2 A和B种植区土壤肥力对比50-51
• 5.3 小结51-52
• 第六章 不同施肥条件下植物的生长情况52-58
• 6.1 不同施肥条件下植物的盖度52-53
• 6.2 不同施肥条件下植物的株高和地径53-54
• 6.3 土壤养分指标和植物生长的关系54-55
• 6.4 土壤肥力和植物生长的关系55
• 6.5 小结55-58
• 第七章 结论与讨论58-61
• 7.1 结论58-59
• 7.2 讨论59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 作者简介67-68
• 西北农林科技大学学历教育硕士学位授予信息表68

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本文编号：732119