摘要
煤矸石的堆存造成了严重的矿区生态环境问题，传统的表土覆盖修复方法因工程量大且容易造成二次破坏已不再适用，土壤是生命之基，是矿山生态修复成败的关键，因此快速成土成为矿山生态修复的重要任务。煤矸石与天然土壤有着相似性，通常将煤矸石进行土壤化利用，但是目前的煤矸石土壤化利用方式仍无法解决工艺复杂及用土量大的问题。 基于此，本研究利用煤矸石粉、砌块粉和鸡粪有机肥直接混配制土，并探究了基质不同混配比例及煤矸石不同粒径级配对煤矸石基人造土性能和黑麦草生长的影响，在最优配方的基础上，添加 AM真菌，以作物生长及土壤理化性质两方面阐明AM真菌联用的效果。本文主要研究内容和结论如下： （1）通过将煤矸石粉、砌块粉和鸡粪有机肥混配制备煤矸石基人造土，研究不同配比的理化性质和黑麦草生长特性。结果表明，人造土符合土地复垦标准，可用于矿区修复。随着砌块粉增加，人造土pH和EC值上升，容重下降，孔隙度增加。T5配方容重 1.21 g/cm3，总孔隙度 48.21%，持水孔隙度相较于 CK提高了 12%，结构良好，且有效磷含量最高的是T5。盆栽试验结果显示，T4和T5种植的黑麦草生长状况良好。最终优选出 T4、T5 配方，即煤矸石粉占比 75%~80%、砌块粉占比15%~20%、鸡粪有机肥占比5%。 （2）基于最佳配比，混合细、中、粗三种不同粒径的煤矸石颗粒，研究不同粒径级配对人造土性质和黑麦草生长的影响。结果显示，随着中、粗颗粒占比增加，人造土容重下降，孔隙度和通气孔隙度增加，但持水量降低。其中 G3 处理的容重为 1.19 g/cm3，气水比适宜，适合植物生长。最终选择最佳粒径级配为 G3，即细颗粒占20%，中颗粒占60%，粗颗粒占20%。盆栽试验显示，随着颗粒变大，黑麦草的生长和养分含量呈现先增后减的趋势，其中G3处理效果最佳。 （3）在最佳配比和最佳粒径级配基础上使用AM真菌，评估根系发达的玉米的生长状况和养分含量，并测试根际土壤的理化性质和微生物多样性。结果表明，联合AM真菌处理进一步降低了煤矸石基人造土的pH值和EC值，并有效提高了速效磷和碱解氮的含量以及土壤微生物的丰富度和多样性，玉米的生物累积量和氮磷含量也以 M3 最优，AM 真菌的添加优化了煤矸石基人造土，并可以减少化肥的使用量。
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