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本文针对尾矿区水资源匮乏、土壤有机质含量低、保水保肥性差、造林困难的现状,在唐山首钢马兰庄铁矿有限公司所辖的铁尾矿区内,设计试验小区,小区内播种紫花苜蓿、紫穗槐、二月兰和紫花地丁。试验小区采用2因素4水平组合设计,共16个处理,3次重复。保水剂处理(单位L/m2)为0(B0),2.88(B1),14.4(B2),28.8(B3)共4个水平;有机肥处理(单位kg/亩)为0(N0),1500(N1),7500(N2),15000(N3)共4个水平。通过小区试验,以提高苗木保存率和生长速率、改善土壤保水保肥性能为目的,分析不同改良方法对尾矿基质理化性质的影响,观测紫花苜蓿、紫穗槐和二月兰幼苗生长的状况,明确不同改良措施对紫花苜蓿、紫穗槐和二月兰生长的影响,确定保水剂与有机肥的最优配比,进而寻求最为经济合理的改良措施和最佳恢复植物种类,为尾矿改良和当地植树造林提供科学依据。主要研究结果如下:(1)不同改良措施对尾矿基质物理性质的影响不同改良措施均对0-20 cm表层尾矿基质的土壤结构和水源涵养能力有一定的改善作用,但对于20-60 cm深层土层物理性质改善不明显。有机肥与保水剂混合配施较单施有机肥或单施保水剂对尾矿基质的结构和水源涵养能力改善效果更好。具体而言,相同保水剂水平下,尾矿基质密度随有机肥的增加而降低,增施有机肥可使0-10 cm、10-20 cm土层的密度分别减小0.63-7.59%、1.87-6.88%;相同有机肥水平下,尾矿基质的密度随着保水剂的增加而略有降低。0-20 cm土层中,以处理B3-N3对尾矿结构和水源涵养能力改良效果最佳,尾矿基质的总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度与裸尾矿(CK)相比分别提高13.64%、9.93%、3.18%,自然含水量较裸尾矿(CK)提升45.06%,田间持水量、毛管持水量及非毛管持水量的增幅分别为8.78%、9.58%、9.53%。同时对于以上指标,处理B1-N3、B2-N3与处理B3-N3之间并未表现出显著差异。(2)不同改良措施对尾矿基质化学性质的影响施加有机肥较添加保水剂能更有效改善尾矿基质表层(0-20 cm)化学性质,有机肥与保水剂混合配施较单施有机肥或单施保水剂,更益于增加尾矿肥力。在相同保水剂水平下,增施有机肥可使0-10 cm、10-20 cm土层的尾矿基质p H值分别降低0.93-8.31%和0.92-5.16%。无论单施有机肥还是与保水剂配合,均能显著提高0-10 cm、10-20 cm土层尾矿基质的有机质含量、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量,并均在有机肥N3水平下效果突出,在处理B3-N3中均达到最大值。(3)不同改良措施对紫花苜蓿生长的影响紫花苜蓿株高的年生长量在处理B1-N3中效果最佳,较裸尾矿中紫花苜蓿提升83.07%;地径的年生长量在处理B2-N3中达到最大,较裸尾矿提升100%。紫花苜蓿的根长、地上生物量、地下生物量均在处理B3-N3中效果最好,平均根长43.67 cm、地上生物量1334.89 g/m2、地下生物量427.99 g/m2,分别是裸尾矿(CK)中紫花苜蓿的1.82倍、49.07倍、16.63倍,而其在处理B2-N3和B1-N3中表现次之,但均与处理B3-N3未表现出显著性差异。(4)不同改良措施对紫穗槐生长的影响单施有机肥较单施保水剂对紫穗槐的各生长指标作用更大,有机肥与保水剂混合施用效果要优于单施有机肥或单施保水剂,紫穗槐的株高年生长量在处理B1-N3中达到最佳,较裸尾矿(CK)的提升77.15%;地径的年生长量在处理B3-N3中效果最佳,是裸尾矿(CK)的3.40倍。紫穗槐的根长、地上生物量、地下生物量等指标,均在有机肥N3水平下效果突出,并均在处理B3-N3的效果最好,平均根长41.67 cm,地上生物量147.29 g/m2,地下生物量118.70 g/m2,分别是裸尾矿中紫穗槐的3.16倍、4.08倍和4.86倍,但在N3水平下的3种保水剂处理B1-N3、B2-N3和B3-N3间并未出现显著差异,处理B1-N3中紫穗槐生长已显现出突出优势。(5)不同改良措施对二月兰生长的影响不同改良处理中,二月兰整体长势较差,裸尾矿(CK)、处理B0-N1及B1-N0中二月兰全部死亡。其余处理中,二月兰年的株高年生长量、地径年生长量均无明显差别,分别在9.25-14.22 cm、0.94-1.34 cm之间;在处理B2-N3、B3-N3及B3-N2中,二月兰根长较长,分别为20.00 cm、18.67 cm、18.67 cm;在处理B2-N2、B1-N3中,二月兰地上生物量较大,分别为13.56 g/m2、13.37g/m2;在处理B1-N3、B2-N2中,二月兰地下生物量较大,分别为9.77 g/m2、8.25 g/m2。通过对以上结果综合考虑,处理B3-N3作为尾矿基质改良的最佳配比选择,紫花苜蓿是铁尾矿废弃地修复的优势草本植物种类。