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保水剂对煤矸石基质上高羊茅生长及营养吸收的影响 被引量：21
1
作者 赵陟峰 王冬梅 赵廷宁 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第16期5101-5108,共8页
为探索保水剂对煤矸石废弃地上高羊茅生长及营养特征的影响,按煤矸石与土壤质量比设3种基质梯度,每种基质分别添加3种质量的保水剂,设对照(CK),共10种处理。观测和分析不同处理下高羊茅的生长高度、生物量、营养特征及SPAD值(相对叶绿... 为探索保水剂对煤矸石废弃地上高羊茅生长及营养特征的影响,按煤矸石与土壤质量比设3种基质梯度,每种基质分别添加3种质量的保水剂,设对照(CK),共10种处理。观测和分析不同处理下高羊茅的生长高度、生物量、营养特征及SPAD值(相对叶绿素含量),结果显示:保水剂主要影响高羊茅地上部分的生物量,而煤矸石与土壤的质量比主要影响地下部分的生物量;煤矸石与土壤质量比相同条件下,添加1 g/kg的保水剂即可促进高羊茅的生长,添加2 g/kg保水剂能使高羊茅尽快适应基质环境,使其日均生长率在出苗后第2周达到峰值。煤矸石基质中添加保水剂能促使高羊茅将煤矸石基质中的营养元素从植株地下部分向地上部分转移,供植株生长需要,基质中添加1 g/kg保水剂时高羊茅对磷的吸收效果最好。此外,添加保水剂能使叶片的SPAD值增加。综合比较不同处理下高羊茅的株高、生物量、营养特征及叶片的SPAD值认为,处理6(煤矸石与土壤质量比为750∶250、基质中添加2 g保水剂)与处理8(煤矸石与土壤质量比为500∶500、基质中添加1 g保水剂)是适合煤矸石废弃地上高羊茅生长的较好配比。 展开更多
关键词 保水剂 煤矸石基质 生物量 营养特征 SPAD值
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不同粒径煤矸石温度场影响下重构土壤水分时空响应特征 被引量：10
2
作者 徐良骥 朱小美 +1 位作者 刘曙光 黄璨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2304-2310,共7页
为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸... 为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径>细粒径>粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3>H2>H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626。 展开更多
关键词 时空响应特征 重构土壤水分 温度场 煤矸石基质 充填复垦
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生物炭和保水剂对煤矸石基质水分物理特征的影响 被引量：7
3
作者 张超英 陈艳鑫 +2 位作者 耿玉清 李娜 董颖 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第9期122-128,共7页
探究煤矸石基质的水分物理特征,可为矸石山新土体的水分管理提供依据。本研究以生物炭、保水剂(丙烯酰胺和丙烯酸钾的共聚物)以及煤矸石与生土混合成的基质为研究材料,采用双因素三水平(生物炭和保水剂用量分别为煤矸石基质质量的0、2%... 探究煤矸石基质的水分物理特征,可为矸石山新土体的水分管理提供依据。本研究以生物炭、保水剂(丙烯酰胺和丙烯酸钾的共聚物)以及煤矸石与生土混合成的基质为研究材料,采用双因素三水平(生物炭和保水剂用量分别为煤矸石基质质量的0、2%和4%,以及0、0.02%和0.04%)完全试验设计,通过室内土培方法,研究添加生物炭和保水剂对煤矸石基质水分物理特征的影响。结果表明:混施4%的生物炭和0.04%的保水剂,煤矸石基质的田间持水量较对照显著提高52%。混施4%的生物炭和0.02%的保水剂使煤矸石基质的稳定入渗速率和累积入渗量较对照显著提高34.43%和42.57%;而单施2%的生物炭以及单施0.02%和0.04%的保水剂,未显著提高煤矸石基质的饱和含水量、毛管持水量和田间持水量。双因素分析表明,生物炭对煤矸石基质水分状况的影响比保水剂显著,在煤矸石基质中混施生物炭和保水剂比单施生物炭或保水剂更能提高其保水性能。聚类分析结果表明,在混施处理中,生物炭的施用量越多,煤矸石基质的保水性能越高,同时也提高了其累积入渗量和累积蒸发量。总之,混施生物炭和保水剂显著影响了煤矸石基质的保水性能和入渗性能。 展开更多
关键词 煤矸石基质 生物炭 保水剂 水分入渗 水分蒸发
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添加保水剂对煤矸石基质保水性能的影响 被引量：7
4
作者 董颖 李娜 +1 位作者 耿玉清 张超英 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期114-123,共10页
煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废弃物,保水能力较低。大量煤矸石堆积形成的煤矸石山会造成严重的环境污染问题。当前对煤矸石山治理的主要途径是在煤矸石山上直接覆土再植被重建,但是矿区土壤缺乏且立地条件极端恶劣;因此,探究在土... 煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废弃物,保水能力较低。大量煤矸石堆积形成的煤矸石山会造成严重的环境污染问题。当前对煤矸石山治理的主要途径是在煤矸石山上直接覆土再植被重建,但是矿区土壤缺乏且立地条件极端恶劣;因此,探究在土壤中添加不同比例的煤矸石和保水剂,对合理利用煤矸石并提高其保水性能十分必要。以灵武羊场湾排土场为研究对象,设置矸土比3∶1(CGM1)、1∶1(CGM2)和1∶3(CGM3)3种煤矸石基质类型,并分别添加比例为0.1%、0.2%和0.5%的丙烯酰胺丙烯酸钾交聚物型(CLP)保水剂和凹凸棒复合丙烯酸丙烯酰胺型(WT)保水剂,通过土柱模拟法,测定煤矸石基质的孔性、吸水性、持水性及入渗特性。结果表明:CGM2和CGM3的孔隙度、持水量和累积入渗量高于CGM1。随着添加CLP和WT比例的提高,煤矸石基质的吸水量和持水量呈现出增加的趋势。添加CLP对土壤水分入渗具有促进作用,且随着添加比例增加,其促进作用越明显;而添加WT用量与煤矸石基质累积入渗量呈反比。多因素方差分析表明,煤矸石基质类型是影响基质持水量的主要因素,保水剂种类对煤矸石基质的累积入渗量的影响程度最大。将21个处理进行系统聚类分析发现,类别Ⅲ仅包含在CGM2下施加0.5%CLP的处理,该种处理的水分吸持性和入渗特性均优于其他处理。综合来看,添加保水剂可提高煤矸石基质的保水性能,在矸土比为1∶1下施加0.5%丙烯酰胺丙烯酸钾交聚物型保水剂具有最佳的保水效果。 展开更多
关键词 保水剂 煤矸石基质 水分入渗 保水性能 聚类分析
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生物炭和PAM混施影响煤矸石基质水分的入渗和蒸发 被引量：4
5
作者 李娜 耿玉清 +2 位作者 赵新宇 董颖 张超英 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期290-295,共6页
探究生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)混施对煤矸石基质水分入渗和蒸发的影响,可为矿区矸石山土壤水分的调节提供依据。采用模拟土柱方法,研究不同矸土比(1∶2,1∶1和2∶1)的煤矸石基质,在混施生物炭(1%,2%和4%)和PAM(0.5‰和1‰)条件下,基质水... 探究生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)混施对煤矸石基质水分入渗和蒸发的影响,可为矿区矸石山土壤水分的调节提供依据。采用模拟土柱方法,研究不同矸土比(1∶2,1∶1和2∶1)的煤矸石基质,在混施生物炭(1%,2%和4%)和PAM(0.5‰和1‰)条件下,基质水分的吸持性能、入渗及蒸发特征。结果表明:(1)对煤矸石基质入渗性能的影响程度为生物炭>PAM>矸土比;随生物炭施用量的增加,基质的饱和含水量以及入渗速率均呈增加趋势,而PAM施用量的增加则减弱了煤矸石基质的饱和含水量和入渗速率。(2)添加1‰PAM处理的基质累积蒸发量均低于添加0.5‰PAM的处理;矸土比对煤矸石基质水分蒸发影响程度较生物炭和PAM大。(3)聚类分析表明,4%生物炭和0.5‰PAM混施时煤矸石基质的水分吸持性能及入渗速率较高;而矸土比为2∶1时,2%的生物炭和1‰的PAM混施可减弱基质水分的蒸发。总之,增加生物炭施用量有利于基质水分入渗,而PAM用量的增加,可抑制煤矸石基质水分的蒸发。 展开更多
关键词 煤矸石基质 生物炭 PAM 入渗 蒸发 土壤水分调节
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添加粉煤灰对煤矸石基质性质和植物生长的影响 被引量：3
6
作者 范秋运 张超英 +2 位作者 耿玉清 韩秀娜 陈琳 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2022年第5期85-92,共8页
煤矸石的结构性差且持水性低,是限制矿区生态环境改善的生态因子。为合理利用煤矸石资源,探寻改善煤矸石基质的途径和效果,以矸土质量比(1∶1)的煤矸石基质为研究对象,采用盆栽培养法,研究添加粉煤灰质量比为0、10%、30%和50%时,盆栽基... 煤矸石的结构性差且持水性低,是限制矿区生态环境改善的生态因子。为合理利用煤矸石资源,探寻改善煤矸石基质的途径和效果,以矸土质量比(1∶1)的煤矸石基质为研究对象,采用盆栽培养法,研究添加粉煤灰质量比为0、10%、30%和50%时,盆栽基质的物理、化学和生物学性质以及高羊茅生长状况。结果表明:1)随着粉煤灰添加量的增加,盆栽基质的密度和砂粒含量显著降低,田间持水量、粉粒含量、水溶性有机碳和有效磷含量显著增加。但相对于添加30%的盆栽基质,添加50%粉煤灰的盆栽基质显著降低有机碳含量,却增加有效磷含量,而其他化学性质无显著差异;2)添加30%和50%粉煤灰的盆栽基质总磷脂脂肪酸和细菌磷脂脂肪酸含量,分别较粉煤灰零添加显著地增加38.07%、47.80%和43.04%、27.40%,但添加30%粉煤灰的盆栽基质磷脂脂肪酸含量与添加50%粉煤灰的盆栽基质无显著差异;3)随着粉煤灰添加量的增加,植物的生物量以及养分含量呈增加趋势,其中添加50%粉煤灰的处理最为显著。总之,添加粉煤灰改善煤矸石基质的性质,促进植物的生长。综上,建议在煤矸石基质中添加30%~50%粉煤灰作为植物生长的基质。 展开更多
关键词 粉煤灰 煤矸石基质 土壤改良 植物生长
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几种改良剂对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发的影响
7
作者 申海玉 张浩 +3 位作者 吴子龙 韩超 宋炜 马晓斐 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期161-168,共8页
煤矸石基质保水性差是影响植物定居的主要障碍因子,为提高煤矸石基质的保水性,以土壤(土矸比)、保水剂、生物炭和生物菌肥为改良剂,采用四因素三水平L(3^(4))正交试验,研究4者不同配比对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发和早期生长的影... 煤矸石基质保水性差是影响植物定居的主要障碍因子,为提高煤矸石基质的保水性,以土壤(土矸比)、保水剂、生物炭和生物菌肥为改良剂,采用四因素三水平L(3^(4))正交试验,研究4者不同配比对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发和早期生长的影响。结果表明,土壤、保水剂、生物炭的施用极显著地降低了煤矸石基质的容重和累积入渗速率(P<0.01),而生物菌肥对二者的影响不显著,4种改良剂的处理效果依次为土矸比>保水剂>生物炭>生物菌肥;土壤、保水剂、生物炭和生物菌肥显著提高了煤矸石基质的田间持水量(P<0.05),处理效果表现为土矸比>保水剂>生物炭>生物菌肥;施用改良剂后,狗尾草萌发数量差异不明显,但狗尾草的萌发开始时间由14 d提前到7~12 d,且狗尾草的干重积累显著增长(P<0.05),对照组的狗尾草干重仅为19.7 mg·盆^(-1),施用改良剂后狗尾草干重在28.3~71.2 mg·盆^(-1),最高增加2.61倍。正交试验统计分析结果表明,适宜的改良剂配合比例为土矸比2∶1+保水剂0.1%+生物炭1%+生物菌肥1%,该比例可显著提高煤矸石基质的保水性,促进狗尾草萌发与早期生长,结果可为煤矸石基质改良提供理论参考。 展开更多
关键词 煤矸石基质 改良剂 保水性 狗尾草 萌发
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煤矸石充填复垦地理化特性与重金属分布特征 被引量：66
8
作者 徐良骥 黄璨 +4 位作者 章如芹 刘会平 严家平 Helmut Meuser Lutz Makowsky 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期211-219,共9页
为研究煤矸石充填复垦地农作物产量达到最佳时的覆土厚度及煤矸石充填复垦地重金属分布状况，该文以新庄孜矿煤矸石充填复垦地作为研究对象，采取室外田间小区试验和室内试验分析方法，选取不同覆土厚度50～60，60～70，70～80，80～90... 为研究煤矸石充填复垦地农作物产量达到最佳时的覆土厚度及煤矸石充填复垦地重金属分布状况，该文以新庄孜矿煤矸石充填复垦地作为研究对象，采取室外田间小区试验和室内试验分析方法，选取不同覆土厚度50～60，60～70，70～80，80～90 cm的4类试验地块及对照地块对其土壤理化性质及农作物根系分布、长势产量、重金属元素含量进行调查分析，发现复垦地块各项指标与对照地块差异显著，劣于对照地块；煤矸石充填基质土壤理化性质较差；70～80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地较经济合理的覆土厚度。煤矸石复垦地重金属元素有向上迁移的趋势；复垦土壤及煤矸石基质中Pb、Zn、Cr元素含量处于安全水平；大部分监测的Cu、Ni、Cd元素含量高于淮南土壤背景值，低于中国土壤环境质量标准二级标准，对复垦土壤已构成潜在的威胁性，应予以重视；覆土厚度50～60 cm地块的煤矸石基质中Cu、Ni元素含量处于安全水平，煤矸石基质中Cd元素含量高于淮南土壤土壤背景值，低于中国土壤环境质量标准二级标准，应予以重视。结果表明70～80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地最佳覆土厚度；新庄孜煤矸石充填复垦地重金属有向上迁移的趋势，复垦土壤中重金属含量符合国家二级标准，未出现重金属污染情况，但部分重金属元素含量高于淮南市土壤背景值，应予以重视。 展开更多
关键词 土地复垦 土壤 重金属 物理特性 化学特性 煤矸石充填基质
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