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摘要
煤矸石作为煤炭生产过程中产生的主要固体废弃物,已经对生态环境和人民的生命安全产生了严重的影响。客土回填已经成为中国煤矿区生态恢复的主要方法,而中国大多数煤矿都位于水资源和土地资源短缺的地区;因此,探究以煤矸石为主要材料的植生基质对于实现煤矸石的资源化利用和缓解煤矿区水土资源短缺都有重要意义。采用L9(34)正交试验,在煤矸石-土壤混合物中添加不同比例的玉米秸秆、粉煤灰和保水剂,探究具有最优保水性能的基质配比,并且在最优配比的基础上设置不同水分梯度并种植黑麦草。结果表明:1)在基质保水性能试验中,煤矸石和土壤质量分数为500 g∶500 g时可以降低基质密度,提高基质的孔隙度、自然含水率、饱和含水率以及田间持水率。2)添加玉米秸秆50 g可以极显著改善基质物理性质并提高自然含水率、饱和含水率以及田间持水率(P <0. 01);粉煤灰在添加75 g时有较高水分特征值;添加保水剂2 g可以提高基质自然含水率、饱和含水率以及田间持水率。3)在水分胁迫试验中,煤矸石植生基质上种植的黑麦草在轻度水分胁迫时依然保持较好的生长状况(发芽率、株高、生物量、叶绿素含量),在中度水分胁迫时依然高于或接近于土壤对照组。综上,煤矸石植生基质最佳保水性能配比是:煤矸石∶土壤为500 g∶500 g、每kg基质添加50 g玉米秸秆、每kg基质添加75 g粉煤灰,每kg基质添加2 g保水剂,适用于水土资源短缺的煤矿区生态修复和植物生长。
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