辽西地区铁矿复垦中利用尾砂构造土壤剖面理化特征比较研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:birdobird
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
辽西地区铁矿资源丰富,长期铁矿采选以及大量铁矿尾砂堆放,造成土地损毁和生态环境破坏。根据国家矿山复垦与生态恢复的政策要求,矿山通常采取边开采边复垦的方式,对损毁的土地进行复垦。在复垦过程中,受可用土壤资源量少的限制,部分矿山尝试利用铁矿尾砂与土壤复合构造土壤剖面的工艺措施。通过调查,由于采取的铁矿尾砂与土壤复合构造土壤剖面的工艺和配比各不相同,复垦后的农田作物产量存在差异。目前辽西地区利用铁矿尾砂构造土壤剖面对表层土壤理化特征的影响尚不清晰,究竟哪种铁矿尾砂与土壤复合构造土壤剖面的工艺效果更好有待研究。基于此,本研究以辽西地区利用铁矿尾砂构造的多年复垦农田为研究对象,经过实地调查,优选研究区内两种主要剖面构造(褐土30 cm+铁矿尾砂20 cm+底土层20 cm;褐土30 cm+铁矿尾砂20 cm)与周边正常农田进行对比分析,测定0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土壤理化特征,探究剖面构造对铁矿尾砂复垦农田土壤的影响。此外,对比分析不同复垦年限(3年、5年、10年)对复垦农田表层土壤理化性质的影响,探讨复垦土壤的变化规律。主要研究结果如下:(1)底土层是构造适合作物生长的土壤剖面的重要层次。对比土壤剖面构造为褐土30 cm+铁矿尾砂20 cm+底土层20 cm与褐土30 cm+铁矿尾砂20 cm的农田,铺设20 cm底土层的农田土壤有机质在4.72~6.26 g/kg之间,土壤碱解氮含量在39.53~46.37mg/kg之间,土壤有效磷含量为2.85~5.94 mg/kg之间,土壤碳氮磷养分含量均显著高于未铺设20 cm底土层的农田,玉米产量为9.29 t/ha,是后者的1.19倍(7.82 t/ha)。因此,铺设20 cm底土层有利于土壤养分累积与作物生长。(2)随着复垦年限的增加,土壤容重呈现降低趋势,土壤中碳氮含量逐年递增。在翻耕等农业措施影响下,复垦10年的农田土壤容重在1.51~1.74 g/cm~3之间,与区域正常农田无显著性差异;土壤有机质含量在6.69~7.39 g/kg之间,土壤碱解氮含量在34.11~36.67 mg/kg之间,较复垦初期各土层(0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm)显著增长147.16%、211.21%、277.97%与74.95%、71.14%、125.45%。(3)在20 cm铁矿尾砂上覆盖30 cm土壤能够满足土地复垦质量要求。表层覆土30 cm复垦5年的农田与表层覆土50 cm复垦10年的农田土壤含水率与土壤有效磷含量无显著性差异,且前者土壤速效钾含量显著高于后者;在0~10 cm,两者的土壤有机质与碱解氮含量无显著性差异。因此在土源匮乏的辽西地区,在20 cm铁矿尾砂上覆盖30cm土壤是保证作物的正常生长发育条件下,土壤需求量较小的覆盖土壤厚度。综上所述,利用铁矿尾砂进行充填复垦的农田经过长期耕种,土壤恢复状况良好,各理化指标逐渐恢复至区域正常农田水平。研究充分验证了利用铁矿尾砂构造复垦农田土壤的可行性。此外,研究结果可应用于辽西地区复垦农田剖面构造方案的优选,为今后辽西地区采矿废弃地复垦和铁矿尾砂资源化利用提供理论依据和科学支撑。
其他文献
辽宁省作为畜禽养殖大省,畜禽养殖业所产生的废弃物越来越多,其对生态环境造成的威胁也越来越引人注目。为了降低辽宁省畜禽养殖业对环境的威胁,本文结合辽宁省实际情况,对辽宁省畜禽养殖所产生的粪便及其主要污染物进行周年监测,估算辽宁省每种畜禽在不同生长阶段的粪便及其污染物的单头日产污系数,进而估算出2019年辽宁省畜禽粪便养分负荷量,并以此为基础,结合辽宁省种植业和养殖业现有规模,基于氮、磷养分平衡,分析
学位
锑(Sb)在人类生活生产中的广泛应用,导致土壤环境中Sb浓度的急剧上升。严峻的土壤Sb污染形势,需要合适的土壤环境质量标准指导Sb污染的风险管控,而现行的标准未充分考虑土壤性质的差异和污染物对土壤动物的潜在生态风险,不能为我国土壤污染风险管控工作提供有力支撑,需要得到进一步的修订。为保证修订工作的科学性,必须深入推进Sb对土壤无脊椎动物毒性的阈值研究。因此,本研究以国际标准化组织ISO 10872
学位
随着农业的发展以及人们对农产品质量和安全的需求,生物农药逐渐被广泛应用,但经常出现为了追求药效而超量施用的现象,加剧了其在环境中的积累和对生态系统的风险。目前关于农药的环境效应评价主要集中在化学合成农药,而对生物农药的报道较为少见。本文以黑土为供试土壤,以阿维菌素(杀虫剂)、春雷霉素(杀菌剂)、井冈霉素(杀真菌剂)三种农用抗生素为研究对象,在室内培养条件下,通过测定土壤铵态氮含量和硝态氮含量,研究
学位
秸秆还田是土壤有机质提升的重要途径,然而,东北黑土水稻田淹水期短,非淹水期长且多处于冻结状态,水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤有机质及其组分中的分配与固定如何?目前尚不清楚。因此,本研究利用双标记(13C/15N)水稻秸秆示踪技术,通过150 d淹水培养(温度为20℃,淹水层为1 cm)和随后150 d冻结培养(温度为-15℃,饱和水分状态)试验,研究水稻秸秆添加(添加量为1%)对黑土不同种稻年
学位
近年来随着我国经济发展步入新常态,东北老工业基地的振兴与发展成为了国家在新世纪做出的重要决策;振兴东北政策的施行是国家制造强国战略的重要内容。东北老工业基地高消耗,高污染,低效率的传统发展方式造成区域资源消耗过度、污染物排放严重等问题,其如何平衡绿色生态和经济发展,日益受到社会的热切关注。本研究采用能值分析方法,核算东北地区的自然资本存量、生态系统服务价值以及污染物影响下环境服务与损失在内的资源消
学位
近年来,抗生素在自然水域和农业污水中被频繁检出(浓度级别为ng/L-μg/L),成为社会关注的新兴污染物。四环素因其对疾病防治、促进动物生长和提高饲料利用效率等方面有着重要作用,而多应用于人类医学和畜禽养殖。然而四环素并不能完全被人和动物消化吸收,30%-90%的四环素通过粪便和尿液被排放到环境,进而造成水体和土壤污染,威胁生态环境和人类健康。吸附法因具有高效率、易操作、低成本等优点被广泛用于水中
学位
工业废弃物铁矿尾砂资源丰富,堆积的尾砂会占用土地资源,影响区域生态环境,急需资源化利用。褐土存在质地粘重、养分瘠薄、土壤易板结等问题,秸秆和畜禽粪便等有机物料富含营养元素,可以提高土壤养分,铁矿尾砂能改善土壤质地。本文采用室内压实模拟和室外盆栽相结合的试验方法,设对照(CK)、单施有机物料(OM)、单施铁矿尾砂(A5)、20%铁矿尾砂配施有机物料(A3OM)、34%铁矿尾砂配有机物料(A5OM)、
学位
包膜肥料的施用能够有效提高肥料利用率和作物产量,是实现现代农业可持续发展的重要措施之一。针对当前常用聚合物包膜肥料价格高、膜材料在土壤中不易降解等问题,本研究采用来源广泛、廉价以及可生物降解的聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖和淀粉为原料合成水基共聚物包膜材料,采用三因素三水平L9(3~3)正交试验设计,探究添加不同比例的壳聚糖、淀粉和PVA对水基共聚物膜材料性能的影响,通过水基共聚物膜材料的吸水率及极差
学位
近年来,由于不合理的耕作措施和过量施用化肥等原因,土壤结构性差、蓄水保水能力降低和土壤板结等问题日益严重,导致耕地生产能力下降。东北是我国重要的玉米生产基地,每年产生的秸秆资源量巨大,秸秆还田是提升农田土壤地力、提高粮食产量的重要措施。然而,当前由于秸秆还田方式单一及秸秆还田难的问题,限制了秸秆农业资源化利用。因此,本文采用田间微区的试验方法,探讨秸秆不同方式对土壤物理性状和玉米生长的影响。本研究
学位
土壤胶体是土壤团聚体及土壤结构形成的基础物质,其表面特性及颗粒间相互作用对土壤性质的展现及其肥力作用的发挥有着深刻的影响。然而,由于土壤系统的异质性、土壤胶体迁移过程的微观性及复杂性,并限于传统研究手段的制约,目前尚难以清晰、完整并真实地捕捉到微观尺度下土壤胶体的相互作用过程及机理。鉴于原子力显微镜(AFM)具有纳米级的分辨率且能够测量物质颗粒间相互作用力的大小,将其应用于土壤亚微米尺度范围内胶体
学位