不同改良剂对煤矸石人造土壤质量的影响

　　

摘要： 煤矸石粉碎后添加改良剂形成人造土壤是其资源化消纳的一种重要方式。目前关于改良剂选择、配比及对应改良效果的研究仍显不足。本研究通过完全组合试验和主成分分析结合最小数据集的分析方法,对3种改良剂[生物炭、保水剂(高吸水性树脂)、牛粪]不同配比方案的效果进行综合评价。结果表明:1)牛粪改良煤矸石基质的效果最突出,其单独施用或与其他改良剂联合施用时,煤矸石人造土壤养分含量(全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾)及酶活性(磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、淀粉酶)均较对照显著增加。其中,有效磷、速效钾含量分别增加19.7%～290.4%和311.1%～744.4%,磷酸酶活性提升幅度在70.2%～320.8%。施用生物炭、保水剂能促进全磷、速效钾、过氧化氢酶、脱氢酶及蛋白酶的提升,但增强幅度低于牛粪处理。2)纳入最小数据集的5个指标按权重大小排序依次为:速效钾、全磷、全氮、蛋白酶、脱氢酶。3)改良剂联合施用后,土壤质量指数均值最高的组合为保水剂-牛粪,均值为0.39;改良效果最佳的配比方案为:生物炭添加量6%、保水剂添加量0.7%、牛粪添加量10%。本研究结果可为煤矸石资源再利用和矿区生态修复提供理论依据与技术指导。