本文關鍵詞：砒砂巖風化物改良風沙土的水肥過程及其生物響應　出處：《西北農林科技大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 砒砂巖風化物 風沙土 改良土壤 水分入滲 吸附-解吸 養(yǎng)分有效性

【摘要】：晉陜蒙接壤區(qū)是我國重要的煤炭能源基地,風沙土是該區(qū)主要的土壤類型,區(qū)域內砒砂巖分布廣泛,這一區(qū)域也是黃河粗砂的主要來源區(qū)。針對煤礦開采造成的生態(tài)環(huán)境破環(huán)、砒砂巖區(qū)水土流失嚴重且治理難度大、風沙土肥力低下等生態(tài)環(huán)境問題,本研究嘗試利用區(qū)域獨有的砒砂巖風化物(簡稱砒砂巖)來改良風沙土,以實現(xiàn)治理砒砂巖區(qū)水土流失和提高風沙土保水保肥能力的目標。通過室內模擬實驗和模型模擬研究,揭示改良風沙土土壤(簡稱改良土壤)的水力學性質以及改良土壤對氮、磷的吸附-解吸特性,確定砒砂巖最優(yōu)添加比例,探討改良土壤的養(yǎng)分有效性及其植物響應,探索適用于巖土混合土壤的水肥管理方式,從土壤—植物系統(tǒng)來評價砒砂巖對風沙土的改良效果。獲得如下進展:1.添加砒砂巖可顯著降低風沙土水分入滲率和飽和導水率,隨砒砂巖添加比例增加,降低幅度增大。添加砒砂巖可增強風沙土的持水能力,提高風沙土的飽和含水量和滯留含水量。當砒砂巖添加比例達到25%時,改良土壤飽和導水率明顯由快轉慢,水分入滲能力快速衰減,有利于土壤上層水分的截留。VGM(m,n)模型可很好模擬砒砂巖—風沙土改良土壤的水分特征曲線。2.隨砒砂巖添加比例的增大,改良土壤對銨態(tài)氮的吸附量和解吸量均呈增大趨勢,添加砒砂巖可顯著改善風沙土對銨態(tài)氮的保肥性和供肥性。改良土壤對銨態(tài)氮的吸附過程包含有物理吸附和化學吸附作用,吸附反應屬自發(fā)的放熱反應。準二級動力學模型可很好模擬改良土壤對銨態(tài)氮的吸附動力學過程,而Freundlich模型可很好擬合改良土壤對銨態(tài)氮的等溫吸附過程。3.添加砒砂巖可降低風沙土對磷的吸附量,卻有利于磷的解吸,有助于改善土壤磷素的供應。改良土壤對磷的吸附以化學吸附和離子交換為主,吸附反應為自發(fā)的吸熱反應。準二級動力學模型適合模擬改良土壤對磷的吸附動力學過程,而Langmuir模型適合模擬等溫吸附過程。4.充足的水分條件有利于提高改良土壤中硝態(tài)氮和速效磷含量,添加砒砂巖可增大改良土壤銨態(tài)氮含量,減少硝態(tài)氮和速效磷含量。5.適宜的水肥管理方式下,添加砒砂巖可提高黑麥草的生物量,增加黑麥草對氮、磷的吸收。添加砒砂巖可促進改良土壤中0.25 mm團聚體的形成,增強團聚體的機械穩(wěn)定性。本研究為驗證砒砂巖用于改良風沙土的可行性提供了數(shù)據(jù)支撐,為區(qū)域生態(tài)恢復和水土流失治理提供了新思路,為砒砂巖在農業(yè)生產和生態(tài)恢復方面的資源化利用開辟了新途徑。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S157

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本文編號：1328047