平顶山市煤矿塌陷区复垦土壤理化性质研究

采集了河南省平顶山煤矿塌陷区复垦地不同复垦时间5个点位及塌陷地和附近正常农田的土壤样品,采用室内测试化验手段对其进行研究.结果认为：①复垦土壤耕层体积质量较大,垂直方向的体积质量变化无确定规律,质地以粉砂壤土为主;挖深垫浅复垦土壤底部水分过大,而充填复垦土壤的含水量较低,不利于作物生长.②复垦土壤的pH值与正常农田差别不大;复垦土壤的全盐质量分数均低于1.0 g/kg,为非盐化土,不构成影响植物正常生长的障碍因素.复垦土壤的有机质、有效磷和碱解氮质量分数低于正常农田;充填复垦土壤的速效钾质量分数稍高,挖深垫浅复垦土壤的速效钾质量分数与正常农田基本相当.③复垦土壤的养分质量分数垂直分布无确定规律.④挖深垫浅复垦土壤的有机质和碱解氮质量分数随复垦时间逐渐增加.     

煤矸石充填复垦对土壤特性影响研究

为实现矿区可持续发展,以潘一矿复垦区土壤为研究对象,选择土壤含水率、容重、pH值、有机碳、速效钾、速效磷和全氮7项指标对煤矸石充填复垦土壤特性及肥力水平进行评价。结果显示：与对照区土壤特性相比,潘一矿复垦区土壤含水量、有机质、速效钾、速效磷、全氮含量偏低。但是土壤容重较大,pH值略高显弱碱性。在土壤剖面上,这7种指标在各层含量差异不大。潘一矿复垦区土壤营养元素中有机质和速效磷比较缺乏,特别是有机质含量严重缺乏。风化后的煤矸石对土壤有一定增肥作用。但是,由于煤矸石偏碱性和含盐量较高特点,容易引起接触层土壤发生盐化现象．应当引起重视。     

矿区泥浆泵复垦土壤矿区泥浆泵复垦土壤

以徐州矿区为例,对不同时期不同层次泥浆泵复垦土壤进行了监测和分析,揭示了泥浆泵复垦土壤化学特性的时空演化规律,结果表明,与正常农田相比,在复垦后初期有机质和养分含量表层偏低,底层偏高,不同层次土壤盐分和pＨ值均偏低;随着复垦后时间的推移,有机质养分含量表层逐渐增加,底层逐渐降低,不同层次土壤盐分和pＨ值均逐渐降低,并表 现为特性水平趋于稳定的特征,至复垦后第１３年表层土壤有机质和养分含量基本接近正常     

矿区充填复垦土壤重金属分布规律及主要农作物污染评价

研究了复垦土壤的理化、生物特性,选用美国2800K1型渗透仪、英国三参数速测仪HH2/WET、美国紧实度仪,分析了土壤的紧实度等.结果表明:煤矸石、粉煤灰充填(覆土厚度40cm)复垦土壤的pH值为7.98～8.78,含水率高于正常土壤10%～20%,渗透性系数为0.059～0.286,紧实度在200～300PSI,有机质含量低于对照土壤.探讨了充填复垦区域土壤重金属空间分布特征分析的理论与方法,通过采集、处理,测试245个土样的As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn等的含量,利用变化度、污染度和含量趋势等指标,研究了煤矸石充填复垦土壤、粉煤灰充填复垦土壤、对照土壤3类土壤的重金属分布特征.得出结论:1)简单模型在一定程度上能反映出微量元素的变化趋势,3块场地模型拟合的误差均值保持在30%以内,其中,煤矸石场地误差最小,最大值为18.4%,最小值为8.3%;2)利用多项式模型由测点的数值推知未测点的数值,得到相对连续的重金属含量值,分析其空间分布规律;3)Kriging模型:以粉煤灰场地的Cd为例,建立的模型拟合精度较高.采用Pearson Correlation Coefficient方法,分析了pH值、有机质、紧实度和微生物对重金属分布的影响.结果表明:1)充填复垦场地的pH值、有机质和紧实度与重金属含量的相关性较弱,相关系数在-0.6到0.6之间.2)微生物与土壤重金属的相关性很大,在粉煤灰场地体现的更加明显.比较了世界主要国家和地区对小麦、水稻和大豆中重金属污染物的限量标准,提出了小麦等主要农作物重金属污染物限量的选取标准.采用单项、综合污染指数分析了根际土壤As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn的污染状况,得出了复垦土壤综合污染指数小于1,全部测点均达到了土壤环境质量二级标准要求.研究结果:1)复垦场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布迁移趋势是一致的;2)对照场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布趋势存在差异;提出根富集系数率,建立了Cd回归方程、Cr偏微分方程.引入Surfer软件成图方法,借助多项式模型反演所得的数据,对矿区复垦土壤的结构进行可视化,直观地描述了土壤重金属分布的纵向、横向特征;应用Photoshop软件,对主要农作物小麦中重金属的污染迁移,以Cd,Cr为例,制作了量化模拟色彩映射图,真实地评价了小麦不同器官中重金属的污染程度.     

矿区充填复垦土壤重金属分布特征研究

为保证矿区种植农作物的充填复垦土地的生态安全,以徐州柳新矿区粉煤灰、煤矸石充填以及对照场地为研究区,通过对3块场地中As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn 7种重金属元素不同深度含量分析,总结7种重金属纵向的分布情况,并将3块场地重金属含量与土壤背景值、土壤环境质量标准做比较,分析7种重金属元素的变化度和污染程度.结果表明:3块场地中,相对于土壤背景值,Hg,Cu,Cd,Pb的变化度均较大;煤矸石场地的Zn变化度偏大;As,Cr的变化度均较小.相对于土壤质量评价标准,Cd均超过土壤质量标准;除极少数As,Zn,Cu样点超标,其余均未超标.在此基础上,对Cd进行详细分析,以粉煤灰场地为例,建立了Cd纵向分布的克里格模型,所建模型拟合精度较高.研究结果将为矿区污染土地的修复并进而制定相应治理措施提供依据.     

应用探地雷达测定复垦土壤的水分含量

应用GPR对几种典型的复垦土壤的水分含量进行了测量，研究选择了三种典型的复垦土壤：加入5％的污泥；接种菌根；加入10％的粉煤灰。雷达数据采用宽角法(CMP)测量，对雷达数据计算的结果与重量法测定的结果进行了对比分析。结果显示复垦土壤的介电常数与水分含量间存在明显的函数相关性，说明应用GPR测定复垦土壤的水分含量，在方法上是可行的。但用不同方法处理的复垦土壤，其介电常数与水分含量间存在不同的函数规律。     

矿区泥浆泵复垦土壤的剖面构造与标高设计

以徐州矿区义安煤矿采煤塌陷地泥浆泵复垦为例，在分析土壤剖面构造理论的基础上，并在综合考虑地下水位高度、土壤耕层厚度、作物根系长度和水土流失状况等因素的条件下，提出了泥浆泵复垦土壤剖面层次构造和复垦地最佳标高确定的方法，同时建立了相应的数学模型。实践证明，该方法能使复垦土壤有效保持类似原耕作土壤的层次结构特点，并能达到复垦地标高的要求。     

煤矿塌陷地泥浆泵复垦土壤质量评价

以平顶山市新华区焦店村为例,根据实地调查研究,筛选出影响煤矿区泥浆泵复垦土壤质量的4类因素、14个因子,运用层次分析法,参考专家打分,确定各因素、因子的权重,从而建立泥浆泵复垦土壤质量综合评价模型.并在成因分析的基础上,提出了已复垦土壤的改良措施及改进泥浆泵复垦技术.     

陕西中北部地区农田地表土壤含水率对粉尘释放影响的数值模拟

为准确模拟陕西中北部地区农田地表粉尘释放通量,对DPM模型做了适当修正。对比分析了不同含水率下DPM模型模拟值和野外观测值的关系,计算分析了利用各湿土起动摩阻风速模型改进后的DPM模型模拟值。结果表明：使用邵亚平起动摩阻风速模型修正陕西中北部地区农田土壤含水率对DPM模型模拟值的影响较适合,修正后DPM模型模拟值和观测值趋于一致。     

徐州柳新采煤塌陷复垦区土壤呼吸研究

通过对徐州柳新采煤塌陷复垦区5个实验样区进行观测,分析了该地区两种不同植被土壤呼吸与环境因子的关系,建立了相关模型,并求出了各个实验样区土壤呼吸的Q10值和日均土壤CO2排放量.     

矿区开采沉陷农用土地质量空间变化研究

提出利用土地环境条件、土壤物理特性、土壤养分因子反映矿区土地质量．通过徐州矿区的试验研究，分析了开采沉陷引起的土地环境条件、土壤物理特性、养分因子的变化规律，得出：开采沉陷后土地产生附加坡度，排灌标准明显下降，农田林网防护范围缩小，地下水位埋深相对变浅；土壤物理特性中下坡位置土壤含水率明显升高，土壤容重几乎没有变化，总孔隙度在下坡处明显变小；而土壤养分因子上坡各项指标普遍低于对照田，下坡位置要高于对照田，上、下坡的养分因子平均值与开采沉陷前没有显差异，利用熵流指数模型分析知：开采沉陷后排灌条件差、防护林防护范围小、地下水位埋深不理想是导致开采沉陷区土地生产力下降的主要原因。     

红壤坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响

土壤水分物理性质改善对于植物水分利用和土壤化学性质提升具有重要作用.以坡耕地为对照,旱作梯地、茶园地、次生草地和人工牧草地为研究对象,通过野外采样与室内实验相结合的方法,对土壤容重、饱和含水量、毛管含水量、非毛管含水量及田间持水量情况进行了研究,探讨坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响.结果表明,各整治方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,而次生草地显著下降,0¹0 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);010 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);0¹0 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%10 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%²1.61%、4.25%21.61%、4.25%⁷.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,07.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,0¹0 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中010 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中0¹0 cm土层以人工牧草地田间持水量最大,为30.82%.不同整治方式对土壤水分物理性质影响有显著差异性,人工牧草地土壤水分物理结构最好,因此,对红壤坡耕地不同整治方式土壤水分物理性质的研究,有利于探索坡耕地整治技术,以及如何对土地进行合理配置与利用.     

滴灌条件下土壤渗流分形特征研究

土壤中水及其他营养成分的传输及其在土壤中的空间分布形式的研究对提高农业灌溉精度和农田水分利用效率和农作物产量有着重要的现实意义,本文针对节水灌溉技术的应用,采用人工配置试验土壤,研究小尺度下,不同土壤条件下水在土壤中的传输及其在土壤中的空间分布形式,通过获取土壤中水的渗流在空间分布的图像,经过计算分析得其分形维数,结果表明水分在小尺度土壤中的分布具有分形特性,而且其分形维的大小与土壤的密实度、土壤种类及入渗时间等土壤性质有关.     

四株植物根际促生菌对农田土壤N2O排放的影响

农田土壤是温室气体氧化亚氮(N₂O)最重要的人为排放源之一.本文以四株植物根际促生菌:白色芽孢杆菌Bacillus albus Lv5A、枯草芽孢杆菌枯草亚种Bacillus subtilis sp.subtilis NRCB002、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri NRCB010和暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis NRCB026为研究对象,采用温室盆栽试验、土壤微宇宙试验及田间原位试验等方法,探究接种植物根际促生菌对农田土壤N₂O排放的影响.结果表明,在温室盆栽条件下,接种四株植物根际促生菌的土壤N₂O累积排放量从高到低依次为NRCB002> Lv5A> NRCB026> NRCB010,与未接种的对照相比分别减少了2.3%、33.1%、34.2%和40.0%.选择NRCB010和NRCB026菌株进一步开展土壤微宇宙试验和田间原位试验.与未接种的对照相比,在土壤微宇宙条件下接种NRCB010和NRCB026的土壤N₂O累积排放量分别减少了21%和48%;在田间原位条件下,接种NRCB010和NRCB026的土壤N₂O累积排放量分别减少了44%和73%.总之,接种植物根际促生菌NRCB010和NRCB026能有效减少农田土壤N₂O的排放.研究结果将为减少农田土壤N₂O排放提供重要科学依据,也将为发展具有促生和减排效应的生物肥料提供实际指导.     

矿区复垦土壤质量评价方法

以徐州矿区为例,建立了一套系统、完整、客观的矿区复垦土壤质量评价指标体系,提出了用复垦土壤质量评价指数来评价复垦土壤质量及其相关参数值确定的方法,为复垦工程验收提供了复垦土壤质量评价的理论依据和简单、易操作的数学评价方法．     

喀左地产青石土的烧结性能

通过对不同温度下烧制的青石土样品的线收缩率、体积密度、吸水率和显气孔率的测定,绘制出青石土的烧结性能曲线,研究了青石土的烧结性能,确定了其最佳烧结温度;通过对1 050℃下不同粒度青石土烧结体的线收缩率、体积密度、吸水率和显气孔率的规律分析及其断面显微结构分析,研究了青石土的粒度对其烧结性能的影响。结果表明,青石土的最佳烧结温度为1 050℃;当青石土的粒度在100目以下时,其烧结体的各项数据变化趋于平缓,均有较好的烧结性能。     

埋刮板输送原盐在联碱盐析结晶中的应用

在联碱生产中，运用埋刮板输送机输送原盐，经多年实践取得较为满意的效果，是一种值得推广的应用技术。同时，对埋刮机的使用功率作了系统的理论计算和分析，为中小型联碱厂推广该技术奠定了基础。