植物对煤矿复垦区表层土壤改良和水土流失控制效果研究

论文摘要

本研究以安徽省淮南市潘集采煤复垦区为研究区域,研究区的土地利用类型为农田、荒地、菜地和林地。对2013、2015、2017年3个复垦年份的土壤理化特征和酶活性调查发现:（1）复垦年限越久0-20cm土壤总磷含量越低,有机质含量越高;（2）2015年复垦农田20-40cm土壤总磷含量高于其他复垦年份,土壤有机质含量显著低于其他复垦年份（p<0.05）。（3）2013和2015复垦年份中0-20cm土壤脲酶活性高于20-40cm土壤脲酶活性;三个复垦年份均表现为0-20cm土壤中碱性磷酸酯酶活性高于20-40cm土壤碱性磷酸酯酶活性,且2013年复垦年份0-20cm土壤脲酶和碱性磷酸脂酶活性均显著高于其他复垦年份的土壤酶活性。小区试验结果表明:（1）与未种植作物的对照相比,种植玉米、芝麻、黄豆、紫花苜蓿和苏丹草均能使表层土壤中有机质、总氮和有效磷含量增加,增加量分别达到115%-185%,120%-228%和61%-152%。其中芝麻和黄豆更有利于复垦区表层土壤养分状况的改善,其次为紫花苜蓿和苏丹草,玉米对于表层土壤养分改善效果最差;（2）与未种植作物的对照相比,仅有种植黄豆的试验小区中表层土壤中脲酶活性显著增加,增加了513%,种植芝麻和黄豆有效提升了表层土壤中蔗糖酶和碱性磷酸酯酶活性。（3）黄豆对采煤复垦区的耐受性最好,总氮含量显著高于其他四种作物。相比于种植玉米、紫花苜蓿和苏丹草,通过种植黄豆和芝麻实现土壤养分状况的改善是更合适的选择。小区试验结果表明:种植玉米的表层土壤Cu含量显著低于种植其他作物和对照区,试验小区表层土壤Cd含量除了种植黄豆的土壤低于0.2mg/Kg,属于土壤环境质量一级标准,种植其余作物的表层土壤Cd含量均属于土壤环境质量二级标准。五种作物中芝麻的Cu、Zn和Cd的含量最高分别为5.02mg/kg、10.41mg/kg和0.30mg/kg,紫花苜蓿的Pb含量最高为1.20mg/kg,苏丹草的As含量最高为1.83mg/kg。通过对比饲料标准发现玉米、芝麻、黄豆、紫花苜蓿和苏丹草的重金属含量均低于国家规定牧草中重金属含量水平,为安全产品,可用于饲养牲畜。高通量测序结果表明:（1）试验小区表层土壤中优势细菌主要为变形菌门、放线菌、厚壁菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、蓝细菌、疣微菌门、浮霉状菌等10门,其中变形菌门在无作物对照地的相对丰度显著高于种植作物的表层土壤。酸杆菌门在玉米、芝麻和黄豆种植地的相对丰度显著高于紫花苜蓿和苏丹草种植地。（2）试验小区表层土壤中优势真菌主要为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门、球囊菌门、罗茨菌门等6门,其中接合菌门在紫花苜蓿种植地的相对丰度显著低于对照区,罗茨菌门在玉米、芝麻、黄豆和紫花苜蓿种植地的相对丰度显著低于对照区。相比于对照区,作物种植区土壤微生物群落组成更为复杂,无论是细菌还是真菌,作物种植区表层土壤的OTU数目均高于对照区。径流场试验结果表明:农田径流量分别为林地和草地径流量0.96-2.78和1.2-2.78倍;农田土壤流失量分别为是林地和草地土壤流失量的1.18-5.8和1.3-11.6倍。草地对水土流失控制效果优于林地,农田对水土流失控制效果最差。

论文目录

摘要

Abstract

第—章绪论

1.1 采煤沉陷区及其危害

1.2 国内外煤矿复垦区研究进展

1.3 两淮地区采煤沉陷区的土地复垦

1.4 研究目标

1.5 研究内容

1.6 研究区域概况

1.7 实验设计

第二章研究区土壤养分基本状况

2.1 材料与方法

2.1.1 样本采集与处理

2.1.2 土壤理化性质测定

2.1.3 数据处理

2.2 结果与分析

2.2.1 不同用地类型及不同复垦年份土壤理化性质

2.2.2 不同用地类型及不同复垦年份土壤酶活性

2.2.3 土壤不同理化指标之间的相互关系

2.2.4 土壤理化指标与酶活性之间的相互关系

2.3 讨论

2.4 小结

第三章不同作物对采煤复垦区表层土壤理化性质及酶活性的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 土壤采集与预处理

3.1.2 土壤化学性质与酶活性的测定

3.1.3 数据分析

3.2 结果与分析

3.2.1 土壤理化性质与酶活性研究

3.2.2 土壤重金属研究

3.2.3 不同处理方式对复垦区表层土壤改良效果的综合评价

3.3 讨论

3.4 小结

第四章复垦区不同作物的生理生态特征

4.1 材料与方法

4.1.1 植物样品的采集

4.1.2 植物指标的测定

4.1.3 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1 不同作物的生理性质

4.2.2 不同作物的养分性质

4.2.3 不同作物的重金属含量

4.3 讨论

4.4 小结

第五章不同作物种植对复垦区土壤微生物的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 土壤样品的采集

5.1.2 数据处理

5.2 结果与分析

5.2.1 细菌群落结构分析

5.2.2 细菌多样性分析

5.2.3 真菌群落结构分析

5.2.4 真菌多样性分析

5.2.5 不同作物与微生物之间的关系

5.3 讨论

5.4 小结

第六章植物群落对水土流失控制效果的研究

6.1 材料与方法

6.1.1 径流场的设计

6.1.2 水样与土样的收集与测量

6.2 结果与分析

6.3 讨论

6.4 小结

第七章研究结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙乐乐

导师: 孙庆业

关键词: 采煤复垦区,土壤理化性质,水土流失,微生物,重金属

来源: 安徽大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学,农艺学

单位: 安徽大学

分类号: S156;S157

总页数: 72

文件大小: 4260K

下载量: 150

植物对煤矿复垦区表层土壤改良和水土流失控制效果研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢