【摘要】：近年來,我國高速公路建設(shè)發(fā)展迅速,在推動國民經(jīng)濟發(fā)展的同時,也臨時占用和損毀了大量土地,根據(jù)《土地復墾條例》規(guī)定,必須對其進行復墾利用。但由于高速公路工程建設(shè)中大量的挖、填、壓、占活動,對土地和土壤造成了嚴重破壞,導致其復墾技術(shù)難度大,經(jīng)濟代價高,復墾率低,且復墾效果差。耕地的基礎(chǔ)是土壤,要想實現(xiàn)對損毀土地的快速有效復墾,關(guān)鍵是要對工程施工損毀土地的土壤進行修復,重構(gòu)其物理層次和結(jié)構(gòu),提高其理化質(zhì)量,增強其生物活性,改善植被立地條件。鑒于此,研究以廣東省在建江門至羅定高速公路五類臨時用地損毀土壤為對象,通過對不同類型臨時用地的實地調(diào)查和采樣分析,揭示其損毀前后土壤理化和微生物學性狀的變化特征及損毀機理,探索不同類型臨時用地復墾利用的主要限制土壤因子。在實驗室可控條件下,設(shè)置不同肥料、不同施肥水平的“土壤+化肥+類蘆”、“土壤+有機肥+類蘆”及“土壤+有機肥+蚯蚓+類蘆”實驗處理,通過對不同處理土壤理化和微生物學性狀以及植物生長狀況的研究,試圖揭示不同施肥及接種蚯蚓處理對土壤性狀的影響機理及類蘆生長的響應(yīng)特征,旨在為利用有機肥、蚯蚓—有機肥協(xié)同快速修復工程建設(shè)活動損毀土壤提供科學依據(jù)。主要結(jié)果如下:(1)臨時用地損毀后土壤理化和微生物學性狀較損毀前普遍惡化土地被用作高速公路建設(shè)臨時用地后,原有覆被和表土層消失,部分臨時用地呈現(xiàn)為裸露的強壓實地表或硬化混凝土地面;土壤顏色變淺,結(jié)構(gòu)和層次混亂,容重增大,緊實度增強,孔隙度降低,含水量和田間持水量減少;除土壤pH值和速效鉀養(yǎng)分含量略有增加外,土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮和速效磷等養(yǎng)分含量急劇減少;土壤轉(zhuǎn)化酶、酸性磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶活性顯著降低,土壤微生物活性降低,損毀后土壤綜合質(zhì)量顯著下降(P0.001)。(2)不同類型臨時用地復墾利用主要土壤限制因子不同土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮和速效磷缺乏,酶活性降低是取土場和棄土場臨時用地復墾的主要土壤限制因子。土壤容重和緊實度增大、孔隙度減小、含水量和田間持水量降低是拌和站、施工營地和施工便道臨時用地復墾的主要土壤限制因子。(3)施蚓糞和牛糞以及蚯蚓—牛糞協(xié)同處理對土壤理化和微生物學性狀改良效果優(yōu)于單施化肥處理施蚓糞和牛糞以及蚯蚓—牛糞協(xié)同處理比施化肥處理顯著改善了土壤理化和微生物學性狀,且隨施肥量增大效果越顯著(p0.0001)。與施化肥處理相比,土壤ph值和容重顯著降低,土壤孔隙度、田間持水量、有機質(zhì)和全氮含量顯著增大;顯著增加了土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤呼吸、代謝熵、細菌、真菌和放線菌數(shù)量,降低了微生物碳氮比;顯著增加了土壤轉(zhuǎn)化酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性,土壤綜合質(zhì)量顯著提高。單獨接種蚯蚓也能改善土壤理化和微生物學性狀,但效果不顯著。(4)施蚓糞和牛糞以及蚯蚓—牛糞協(xié)同作用對類蘆生長和氮磷鉀養(yǎng)分累積量的影響顯著高于化肥施蚓糞和牛糞以及蚯蚓—牛糞協(xié)同處理,類蘆干重、株高、分蘗數(shù),根系形態(tài)學參數(shù)以及植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量都顯著高于單施化肥和對照處理,且隨著施肥量的增加而增大(p0.0001)。短期內(nèi),蚯蚓—牛糞協(xié)同作用較單施牛糞處理對類蘆生長的促進作用效果不明顯,蚯蚓—牛糞協(xié)同處理植株生長和養(yǎng)分累積量都顯著低于單施牛糞處理。單施化肥抑制了類蘆生長,植株生長指標較對照差。(5)低有機肥施用量,2.5%蚓糞較2.5%牛糞能顯著改善土壤綜合質(zhì)量并促進類蘆生長低有機肥施用量,5%蚓糞處理與5%牛糞處理土壤多數(shù)指標差異不顯著,類蘆干重等生長指標差異也不顯著。但2.5%蚓糞較2.5%牛糞處理,顯著提高了土壤全氮、全磷、全鉀和速效鉀養(yǎng)分含量,有機質(zhì)、堿解氮和速效磷養(yǎng)分含量也有所提升;顯著增加了土壤微生物量碳和土壤呼吸,增強了土壤轉(zhuǎn)化酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和過氧化物酶活性;促進了類蘆生長,顯著提高了株高、分蘗數(shù)、總根長、根均直徑、根表面積、根體積、干重以及植株氮、磷、鉀養(yǎng)分的累積量(p0.0001)。(6)同等施肥量,施蚓糞和牛糞對土壤改良效果最好,蚯蚓—牛糞協(xié)同次之,僅施化肥和僅接種蚯蚓對土壤的改良效果最差。選取反映土壤物理、化學和微生物學性質(zhì)的21個指標,采用因子分析法對不同施肥及接種蚯蚓處理土壤綜合質(zhì)量進行綜合評分,得出各處理土壤綜合質(zhì)量排序為5%牛糞5%蚓糞5%“蚯蚓+牛糞”2.5%蚓糞2.5%牛糞2.5%“蚯蚓+牛糞”5%化肥僅接種蚯蚓2.5%化肥對照,這和不同處理類蘆生物量大小排序基本一致。利用歐式最短距離法對其進行聚類分析,表明同等施肥量,施蚓糞和牛糞對土壤改良效果最好,蚯蚓—牛糞協(xié)同次之,僅施化肥和僅接種蚯蚓對土壤的改良效果最差。綜上,高速公路工程施工對臨時用地土壤理化和微生物學性狀損毀嚴重,低量蚓糞和牛糞能改善損毀土壤理化和微生物學性狀,快速提高土壤綜合質(zhì)量,促進作物生長,是工程建設(shè)損毀土壤修復和重構(gòu)的有效途徑。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S156;S184

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本文編號：2348064