發(fā)布時間：2020-10-20 07:25

　　 西北干旱區(qū)水資源匱乏,且排矸場新構(gòu)土體保水保肥能力差,制約了生態(tài)恢復(fù)的進程。為探討生物炭和保水劑對矸石土壤基質(zhì)水分特征和酶活性變化的影響,采用土壤培養(yǎng)試驗,設(shè)置13個處理,分別為不添加生物炭和交聯(lián)-聚丙烯酰胺保水劑的空白對照(CK),四個生物炭處理BI1、BI2、B13、B14(生物炭的添加質(zhì)量比例為1%、2%、4%、8%),四個保水劑處理CLP1、CLP2、CLP3、CLP4(保水劑的添加質(zhì)量比例為0.01%和0.02%、0.04%、0.08%),四個生物炭和保水劑混合添加處理BC1、BC2、BC3、BC4。研究結(jié)果如下:(1)添加了生物炭的矸石土壤基質(zhì)的土壤容重顯著降低,土壤含水量、土壤有機質(zhì)以及易氧化碳含量隨著生物炭添加比例的增加而增加;添加了 CLP保水劑的矸石土壤基質(zhì)的土壤容重有所降低,土壤含水量整體呈隨添加量的增加而增加的趨勢。(2)生物炭和CLP保水劑的添加均能顯著增大矸石土壤基質(zhì)的飽和含水量、毛管持水量以及田間持水量。添加4%和8%的生物炭累積入滲量分別比對照組高33%、22%,有利于水分的入滲;而添加1%和2%生物炭更有利于水分的保蓄。添加0.01%、0.02%、0.04、0.08%保水劑的矸石土壤基質(zhì)的累積入滲量分別比對照組低18%、14%、26%、9.7%,有效抑制了矸石土壤基質(zhì)的入滲進程。雖然添加了改良材料的處理均比對照組累積蒸發(fā)的水分量高,但土壤水分含量仍高于對照組。在聚類分析中得出,添加生物炭的同時添加適量保水劑對土壤持水保水性以及蒸發(fā)特征的影響在一定程度上與施入更高水平的生物炭的效果等同。(3)添加生物炭和保水劑均能在一定程度上提高矸石土壤基質(zhì)的土壤酶活性,其中,添加8%生物炭的矸石土壤基質(zhì)β-葡萄糖苷酶、堿性磷酸酶、纖維二糖水解酶、脫氫酶活性分別比對照組增大19%、71%、59%、53%。這主要與土壤含水量、土壤有機質(zhì)、易氧化碳含量顯著增加有關(guān)。綜合所述,生物炭和CLP保水劑對增加矸石土壤基質(zhì)的疏松度、增加土壤有機質(zhì)含量、提高土壤含水率以及改變土壤入滲特征有一定的效果。另外,生物炭和CLP保水劑在改善矸石土壤基質(zhì)的水分特征的同時可以提高土壤酶活性。添加這兩種改良材料可改善矸石土壤基質(zhì)的性質(zhì),對矸石山生態(tài)恢復(fù)的土體構(gòu)建有一定的指導(dǎo)作用。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S156.2
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
        1.2.1 目的
        1.2.2 意義
2 國內(nèi)外研究進展
    2.1 煤矸石的成分及性質(zhì)
    2.2 矸石充填復(fù)墾材料的研究
        2.2.1 矸石土壤基質(zhì)的水分特征
        2.2.2 矸石土壤基質(zhì)的養(yǎng)分特征
        2.2.3 矸石土壤基質(zhì)的生物學(xué)特性
    2.3 生物炭改良土壤的研究現(xiàn)狀
        2.3.1 生物炭對土壤水分特征的影響
        2.3.2 生物炭對土壤養(yǎng)分含量的影響
        2.3.3 生物炭對土壤生物學(xué)特性的影響
        2.3.4 生物炭對重金屬污染土壤的修復(fù)效果
    2.4 保水劑改良土壤的研究現(xiàn)狀
    2.5 生物炭和保水劑混合施用的土壤改良效果
    2.6 目前研究存在的問題
    2.7 本研究主要解決的問題
3 研究內(nèi)容與方法
    3.1 研究內(nèi)容
    3.2 技術(shù)路線
    3.3 研究區(qū)域概況
        3.3.1 氣候
        3.3.2 植被
        3.3.3 土壤
        3.3.4 矸石山生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀
    3.4 供試材料
    3.5 試驗設(shè)計
    3.6 研究方法
        3.6.1 土壤理化性質(zhì)的測定
        3.6.2 土壤水分常數(shù)的測定
        3.6.3 入滲速率的測定
        3.6.4 蒸發(fā)量的測定
        3.6.5 土壤酶活性的測定
    3.7 數(shù)據(jù)處理
4 矸石土壤基質(zhì)理化性質(zhì)的變化
    4.1 土壤含水量的變化
    4.2 土壤容重的變化
    4.3 pH值的變化
    4.4 土壤有機碳的變化
    4.5 土壤易氧化碳的變化
    4.6 聚類分析
5 矸石土壤基質(zhì)水分特征的變化
    5.1 水分常數(shù)的變化
        5.1.1 飽和含水量的變化
        5.1.2 毛管持水量的變化
        5.1.3 田間持水量的變化
    5.2 入滲規(guī)律的變化
    5.3 蒸發(fā)效應(yīng)的變化
    5.4 聚類分析
6 矸石土壤基質(zhì)土壤酶活性的變化
    6.1 β-葡萄糖苷酶活性的變化
    6.2 堿性磷酸酶活性的變化
    6.3 纖維二糖酶活性的變化
    6.4 脫氫酶活性的變化
    6.5 土壤理化性質(zhì)與酶活性之間的關(guān)系
7 討論
    7.1 生物炭和保水劑對矸石土壤基質(zhì)理化性質(zhì)的影響
    7.2 生物炭和保水劑對矸石土壤基質(zhì)水分特征的影響
        7.2.1 生物炭和保水劑對矸石土壤水分常數(shù)的影響
        7.2.2 生物炭和保水劑對矸石土壤入滲特征的影響
        7.2.3 生物炭和保水劑對矸石土壤基質(zhì)蒸發(fā)效應(yīng)的影響
    7.3 生物炭和保水劑對矸石土壤基質(zhì)酶活性的影響
    7.4 矸石土壤基質(zhì)理化性質(zhì)對酶活性的影響
8 結(jié)論與建議
    8.1 結(jié)論
    8.2 建議
參考文獻
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄清單
致謝

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本文編號：2848393