利用煤矸石重构的土壤对水分分布和紫花苜蓿生长的影响

《Plant and Soil》：Effects of reconstructed soil using coal gangue on moisture distribution and alfalfa growth

内蒙古荒漠化矿区煤矸石改良土壤对水分及苜蓿生长的影响研究。通过室内土柱实验模拟不同配比（1:2、1:1、2:1）和厚度（40-60cm），发现低比例（1:2）和全土（D组）保水性强，高比例（2:1）提升水分稳定性及土层均匀性，但均抑制苜蓿生长，尤其是发芽率，可能与透气性不足相关。结论指出煤矸石改良经济有效，但需平衡经济性与植物生长，优化可持续修复策略。

　　

摘要

研究目的

本研究探讨了在内蒙古退化的干旱准噶尔矿区，利用煤矸石改良土壤对水分动态和紫花苜蓿生长的影响。研究旨在量化不同改良比例和层厚度下土壤水分的变化情况，评估其对紫花苜蓿生长的影响，并阐明实现生态修复优化的潜在机制。

研究方法

在室内控制的土壤柱实验中，模拟了不同的煤矸石与表土体积比例（1:2、1:1、2:1）以及改良层的厚度（40–60厘米）。对土壤含水量进行了空间和时间上的测量，并评估了紫花苜蓿的生长指标。

研究结果

添加煤矸石显著影响了土壤水分的稳定性和分布。较低比例的煤矸石（1:2比例，B组）和表土（D组）表现出更强的保水能力。相比之下，较高比例的煤矸石（2:1比例，C组）提高了土壤水分的稳定性，并改善了土壤剖面的均匀性。然而，煤矸石的添加总体上抑制了植物生长，对紫花苜蓿的发芽率产生了最显著的负面影响。相关性分析表明，在改良后的土壤组中，表面水分过多（可能源于土壤通气性降低）与紫花苜蓿生长受抑制之间存在关联。

结论

煤矸石改良为半干旱矿区的土地复垦提供了一种具有经济性的解决方案，通过改善土壤水文状况来实现这一目标。2:1的比例（C组）显著增强了土壤水分稳定性，并减少了对表土的依赖性，具有成本效益。然而，观察到的生长抑制现象可能是由于土壤通气性不佳所致，因此需要制定平衡策略，以兼顾经济可行性和植物生长，从而实现可持续的生态修复。