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修复和重构动态平衡的矿山生态系统,既是绿色矿山建设的重要理论基础,也是维护和保障矿山经济健康持续发展的重要措施。虽然受矿产与矿山种类、采矿方式、自然地理等因素的制约和影响,使得矿山生态修复和矿山生态系统动态平衡重构非常复杂,但究其关键主要在于不同植物品种对矿山废弃地土壤改良效果之间复杂关系问题的解决。为此,在河北省铁矿山大宗铁尾矿造地利用的典型案例的调查研究的基础上,选取代表性铁尾矿砂质混合土壤样品与土壤改良剂进行12种不同配比处理,同时选择四种不同林果树苗,进行四种林果树对铁尾矿混合土改良效果的盆栽试验。试验先用熟化了的鸡粪和300目的凹凸棒土为改良剂,以配比为1:2的铁尾矿砂混合土壤同20g/kg、40g/kg、60g/kg和1%、3%、5%、7%比例分别进行组合装盆,再分别种植核桃、刺槐、板栗和桃树四种林果树苗。依据统计学原理、土壤与植物营养分析原理等,运用Excel、Origin和SPSS等软件平台,对试验研究成果和铁尾矿砂混合土壤改良效果进行了分析,结果如下:1.不同配比的改良对铁尾矿砂混合土壤理化性质的影响铁尾矿砂混合土的理化性质随凹凸棒土和鸡粪掺入比例不同而显著变化,视角不同效果差异也很明显。(1)从容重视角,处理11的改良效果最佳,与对照组相比,其容重降低了 0.19g/cm3。该处理的改良剂配比为凹凸棒土 60g/kg和鸡粪5%的添加量。(2)从酸碱度pH视角,也是处理1 1的改良效果最佳,与对照组相比,其pH为7.75,接近中性环境,更适宜林果树的生长。该处理的改良剂配比为凹凸棒土 60g/kg和鸡粪5%的添加量。(3)从含水量视角,处理7的改良效果最好,与对照组相比,其含水率提高了 10.06%,更适宜植物生长。该处理的改良剂配比为凹凸棒土 40g/kg和鸡粪5%添加量。(4)从速效钾视角,处理8的改良效果最佳,与对照组相比,速效钾含量提高了 8.4倍。该处理的改良剂配比为凹凸棒土 40g/kg和鸡粪7%添加量。(5)从有效磷视角,也是处理8的改良效果最佳,与对照组相比,有效磷提高了 76.23mg/kg。该处理的改良剂配比为凹凸棒土 40g/kg和鸡粪7%添加量。(6)从全氮视角,处理8的改良效果最佳,与对照组相比,全氮含量的提高幅度最大,达到了 0.03g/kg。与之对应处理的改良剂配比为凹凸棒土 40g/kg和鸡粪7%的添加量。(7)从有机质视角,处理10的改良效果最佳,与对照组相比,有机质含量提高了 24.05g/kg,也很显著。与之对应处理的改良剂配比为凹凸棒土 60g/kg和鸡粪3%添加量。总之,根据以上配比对尾矿砂混合土壤的理化性质以及所用材料的考虑,在进行尾矿砂混合土壤改良时,选择用凹凸棒土 40g/kg和鸡粪7%添加量相对改良效果较好。2.四种不同林果树对铁尾矿砂混合土壤理化性质的影响铁尾矿砂混合土壤理化性质在不同林果树种植工况下,改良效果不同。(1)在不添加任何改良剂的情况下,四种不同林果树改良铁尾矿砂混合土壤的改良效果,从高到低排序依次是:刺槐、核桃、板栗和桃树。(2)在不同凹凸棒土和鸡粪添加处理下,种植四种林果树的尾矿砂混合土壤理化性质也有不同的表现。在含水量方面,核桃在处理7、板栗在处理9、刺槐在处理12以及桃树在处理11情况下含水量改良效果最好。在容重方面,核桃在处理4、板栗在处理4、刺槐在处理8以及桃树在处理1 1情况下容重值降低最大,改良效果最好。在pH方面,核桃在处理4、板栗在处理7、刺槐在处理4以及桃树在处理10下pH最接近中性,改良效果最好。在速效钾方面,核桃在处理8、板栗在处理7、刺槐在处理12以及桃树在处理8情况下速效钾含量最好。在有机质方面,核桃在处理8、板栗在处理8、刺槐在处理12以及桃树在处理3情况下有机质量较高。在速效磷方面,核桃在处理8、板栗在处理8、刺槐在处理12以及桃树在处理8情况下速效磷含量较高。在全氮方面,核桃在处理9、板栗在处理7、刺槐在处理1 1以及桃树在处理4情况下全氮含量较高。在添加凹凸棒土和鸡粪的情况下,每个处理下四种林果树木的混合土改良效果不一样,可以根据上述情况选择某一树种最适合的改良剂添加并进行植物与改良剂修复。3.不同配比改良模式下的四种不同林果树的生长适应效果试验对利用凹凸棒土和鸡粪对铁尾矿砂混合土壤的改良后生长植物叶片数、株高和干生物量进行了测定,植株整体长势较对照组均有大幅提高,说明改良后的铁尾矿砂混合土壤更有利于植株的生长,刺槐长势明显好于其他树种。在处理7和处理8情况下对植物的综合长势情况影响效果显著,综合比较,对于刺槐而言,处理组7改良效果最好,其配比为尾矿混合土总重2kg中含有80 g的凹凸棒土和5%的鸡粪。而对于核桃而言,处理组9则改良效果最好,其配比为40 g的凹凸棒土和1%的鸡粪。对于板栗而言,处理组4的改良效果最好,其配比为铁尾矿砂混合土壤总重2kg中含有120 g的凹凸棒土和140 g的鸡粪。4.林果树在不同处理下对尾矿砂混合土壤改良响应的选配通过对不同处理下四种林果树种植情况的尾矿砂混合土壤的容重、含水量、pH、速效钾、有效磷、有机质、全氮7种指标的改良效果进行主成分分析,得出KMO值为0.759大于0.7且显著性小于0.05,即可认为这组数据间具有主成分分析的条件,可以进行主成分分析的研究。在对照组(CK)处理下,四种林果树的得分都低于其他12个处理。核桃在处理8即凹凸棒土40g/kg,鸡粪添加量为铁尾矿砂混合土壤总体积7%时,得分最高,所以核桃在处理8的改良下这7个指标呈现最有效的作用;板栗在处理7下即凹凸棒土 40g/kg,鸡粪添加量为铁尾矿砂混合土壤总体积5%时,得分最高;刺槐在处理12情况下即凹凸棒土 60g/kg,鸡粪添加量为铁尾矿砂混合土壤总体积7%时,得分最高为410.35;桃树在处理8情况下即凹凸棒土 40g/kg,鸡粪添加量为铁尾矿砂混合土壤总体积7%时,得分最高。通过四个林果树之间的比较,可以看出在对照组(CK)处理下,当铁尾矿砂混合土壤不添加任何凹凸棒土和鸡粪时,刺槐改良混合土效果最好,其次是核桃、板栗和桃树的顺序。由此可知:在进行植物修复铁尾矿废弃地时,优先选择刺槐植物最佳,其改良铁尾矿砂混合土壤的效果也最好。综上所述,由于保水剂具有节水保肥的功能,而有机肥料是迟效养分与速效养分、有机养分与无机养分兼容的养分储备库,因此,在对铁尾矿废弃地土壤改良过程中,选用适宜的保水剂和有机肥的配合施加,对改善尾矿废弃地尾矿砂混合土壤理化性质,具有较重大理论意义和应用推广价值。