不同植被下复垦壤腐殖质对土壤物理性质及镉的有效形态的影响.pdf

摘要 摘要 煤矸石充填覆土复垦土壤结构破坏、营养贫瘠，致使肥力低下，不利于作物 生长：腐殖质的形成能增加土壤中镉的有效形态，增加了作物对镉的吸收。通过 调节腐殖质的数量、组成及品质来改善土壤的物理性质并同时控制土壤中镉的有 效形态，进而实现土壤肥力质量和环境质量的改良。选择淮南大通煤矸石充填复 垦区三种典型植被恢复模式(刺槐+丁香+草本，石楠+草本，臭椿+草本)下人 工恢复7年后的土壤为研究对象，用物理、化学、仪器及多元统计分析法对0～ 10cm和10～20cm层土壤的物理性质、腐殖质、结合态腐殖质、镉的形态的含量 差异及其相关关系进行了探讨研究。研究结果明确了改善土壤物理性质并同时控 制镉的生物有效性的腐殖质组分。 利用窦森等介绍的腐殖质修改法、Pallo修改法及傅积平改进法对腐殖质及 结合态腐殖质进行了分级提取，并分析了其与土壤C／N的相关关系。结果表明， 植被恢复使土壤有机碳的含量显著增加，并随着土壤深度的增加而减少。与全国 第二次土壤普查养分分级标准相比，0～10cm层、10～20cm层及原土有机碳的等 级分别为三级、五级及六级水平。腐殖质处于低腐殖化程度。腐殖质的组成及品 质因不同的植被搭配种植而异。在腐殖质主要积累的0～10cm层，刺槐+丁香+ 草本模式修复下的土壤腐殖化程度最高，而臭椿．草本模式修复下的土壤腐殖化 程度最低。石楠+草本模式修复下的土壤腐殖质芳香性最低、脂族性最高。土壤 ! C／N与腐殖质及结合态腐殖质的各组分存在显著相关性。土壤C／N与富里酸、胡 敏酸、胡敏素、胡富比、胡敏酸的色调系数(AlogK)、不溶性胡敏素／胡敏素、 松结态、紧结态、紧结态／重组碳呈显著正相关，而与胡敏酸的E4／E6、铁结合胡 敏素／胡敏素、黏粒结合胡敏素／胡敏素、稳结态／重组碳呈显著负相关。 利用环刀法对土壤物理性质进行分析测试，并分析了其与腐殖质及结合态腐 殖质各组分的相关关系。结果表明，植被恢复对土壤的物理性质产生了显著性作 用，显著降低了土壤容重而增加了总孔隙度，其中臭椿．草本模式的效果最佳。 不同孔径孔隙与腐殖质及结合态腐殖质的各组分有显著相关性。非毛管孔隙度与 富里酸、胡敏酸、胡敏素、不溶性胡敏素／胡敏素、松结态、紧结态、紧结态／重 组碳呈显著正相关，而与铁结合胡敏素／胡敏素、黏粒结合胡敏素／胡敏素、稳结 T 万方数据 不同植被下复垦土壤腐殖质对土壤物理性质及镉的有效形态的影响 态／重组碳呈显著负相关。毛管孔隙度与胡敏酸的＆／E6、铁结合胡敏素／胡敏素、 黏粒结合胡敏素／胡敏素、稳结态／重组碳呈显著正相关，而与胡敏酸、胡敏素、 胡富比、胡敏酸的色调系数(AlogK)、不溶性胡敏素／胡敏素、松结态、紧结态、 紧结态／重组碳呈显著负相关。 利用Tessier逐级提取法及DTPA一步提取法对土壤中镉进行形态分析，并 分析其与腐殖质及结合态腐殖质的相关关系。结果表明，不同植被没有引起土壤 中镉的总量的显著性变化，但引起了其有效形态的显著性差异。可交换态、DTPA 臭椿+草本模式恢复下土壤中镉的有效形态最高，而刺槐+丁香+草本模式恢复下 土壤中镉的有效形态相对最低。土壤中镉的有效形态与腐殖质及结合态腐殖质的 各组分呈显著相关性。镉的有效形态(可交换态、碳酸盐结合态、DTPA提取态) 与胡敏酸、胡敏素、胡敏酸的色调系数(AlogK)、不溶性胡敏素／胡敏素、松结 态、紧结态、紧结态／重组碳呈显著正相关，而与胡敏酸的E征6、铁结合胡敏素 ／胡敏素、黏粒结合胡敏素／胡敏素、稳结态／重组碳呈显著负相关。 综上所述，胡敏酸的脂族性、缩合度，铁结合、黏粒结合胡敏素的比例增加 对改善复垦土壤的物理性质并能控制镉的有效形态有重要意义。 关键词：煤矸石：植被恢复；土壤孔隙度；镉：腐殖质 II 万方数据