露天排土场压实黄粘土改良方法技术

本发明专利技术提供了一种露天排土场压实黄粘土土壤改良的方法，包括将沙土与黄粘土以质量比1:1～3:1混合均匀，得到土壤基质；在土壤基质中种植当地适生植物；在每株植物根际的土壤基质中接种丛枝菌根真菌繁殖体；培养植物，使真菌与植物共生。本发明专利技术通过将沙土与黄粘土以一定比例相配比，具有取土便捷、来源广、成本低、更适用于当地露天排土场压实黄粘土土壤的快速结构改良、接种的丛枝菌根真菌具有提高植被的成活率和生物量、改良土壤且不会产生负效应等多方面的优点。

Improvement of compacted yellow clay in open-pit dump

The invention provides a method for improving the compacted loess clay soil in an open-air dump, which includes mixing sand and loess at a mass ratio of 1:1 to 3:1 to obtain soil matrix, planting local suitable plants in soil matrix, inoculating arbuscular mycorrhizal fungi propagator in soil matrix of each plant rhizosphere, and cultivating plants to symbiosis fungi with plants. By matching sandy soil with loess clay in a certain proportion, the invention has the advantages of convenient soil extraction, wide source, low cost, more suitable for rapid structural improvement of compacted loess clay soil in local open-pit dump, inoculated arbuscular mycorrhizal fungi, improving vegetation survival rate and biomass, improving soil without negative effects, etc.

【技术实现步骤摘要】
露天排土场压实黄粘土改良方法
本专利技术属于土壤改良
，涉及黄粘土土壤的改良。
技术介绍
我国西部为干旱半干旱缺水地区，水资源占有量仅为全国的3.9％，与东部相比，年蒸发量为降雨量的6-10倍，加上西部主要土壤类型为黄土和沙土，其土壤肥力大多较为贫瘠，生态脆弱，农作物的产出较低，对于我国这样一个农业大国，提高农田土壤的肥力，增加水分的利用率将是西部急需解决的主要问题。西部露天矿排土场表土瘠薄，心土层堆放未熟化导致土壤结构差、肥力降低及植被重建难等一系列严重的生态问题。生态恢复的关键在于首先构建良好的土壤生态环境，首先构建一个良好的土壤层次结构，从土壤物理方面改良土壤结构。神延西湾露天矿区位于荒漠化干草原和干草原的过渡带，地表土壤以风积沙和黄土为主，土壤缺乏养分，有机质含量极低，严重影响植被的生长。特别是排土场表层黄土，因其具有粘性，通气性不良，加上堆放机械碾压，土壤压实现象严重，更加剧了植被重建难度。寻找低成本无污染的土壤结构改良方法成为了生态重建的前提与关键。
技术实现思路
针对露天煤矿排土场的黄粘土压实土壤复垦问题，本专利技术要解决的技术问题是，如何利用本地风积沙土来改善黄粘土的结构，降低土壤的紧实度，提高所种植作物的生长质量，优化添加沙土的比例结构。本专利技术的技术方案通过以下方法实现：一种露天排土场压实黄粘土改良方法，所述方法是将沙土与黄粘土混合后，接种丛枝菌根(arbuscularmycorrhiza，AM)真菌，之后种植植物，使得AM真菌与植物形成共生关系，随着植物根系的生长，AM真菌扩繁，这种互惠共生的关系影响着宿主植物的同时也改善了土壤质量，种植植物的过程同时也是培育的过程。具体地，所述方法包括以下步骤：(1)将沙土与黄粘土以质量比1:1～3:1混合均匀后平铺覆盖在岩石层上，所述岩石层为煤矿地区的煤层之上的岩层，得到土壤基质；其中，所述沙土为风积沙，沙粒的机械组成分析其质地为砂土，<0.002mm的粘粒的含量不超过10％；所述黄粘土的粘粒含量为80％～90％，优选85％。本领域技术人已知，自然土壤的矿物质都是由大小不同的土粒组成的，各个粒级在土壤中所占的相对比例或质量分数，称为土壤机械组成。粒径<0.002mm的为粘粒，粘粒含量在30％以上的土壤均划分为粘壤土类。优选地，所述黄粘土的基本理化性状为：速效磷的含量为2.72mg/kg，速效钾的含量为86.74mg/kg，pH值为7.55，EC值为91μs/cm。沙土的基本理化性状为：速效磷的含量为6.13mg/kg，速效钾的含量为50.38mg/kg，pH值为7.48，EC值为52.5μs/cm。(2)在配好的土壤基质中种植当地适生植物，优选豆科或禾本科植物；根据当地条件，具体可选的植物为玉米、紫花苜蓿、沙打旺、黄花苜蓿、柠条、紫穗槐、三叶草。土地改良过程中种植植物的种类影响改良效果和效率，豆科植物具有固氮功能，能够快速改良土壤养分状况。玉米为速生植物且易于菌根侵染，也是改良土壤的可选植物。(3)在每株植物根际的土壤基质中接种丛枝菌根真菌繁殖体，如孢子体；接种量为每穴50g～150g菌剂，优选100g菌剂。从植物生根、丛枝菌根真菌侵入植物根系开始，菌根与植物根系形成共生关系，通过扩繁参与植物生长发育的全阶段，菌根对土壤的改造是一个长期而持续的过程。(4)培养植物，使真菌与植物共生，实现土壤改良。优选地，所述丛枝菌根真菌为摩西球囊霉(Glomusmosseae)，其在中国丛枝菌根真菌种质资源库的编号为BGCXJ01。订购该菌种的单位或者个人，需与北京市农林科学院植物营养与资源研究所“丛枝菌根真菌种质资源库”签订《丛枝菌根真菌种质资源提供和利用协议书》，并填写《菌种订购单》即可购买；进一步优选地，接种摩西球囊霉的菌剂，其孢子密度为126～180个/克菌剂。优选地，步骤(1)中的沙土剥离自压实黄粘土表面。优选地，所述黄粘土土壤紧实度达到3500KPa，土壤容重1.8g/cm3；进一步优选地，所述黄粘土风干磨细过1mm筛后与沙土混合。优选地，所述配好的土壤基质中，土壤紧实度达到1600KPa，土壤容重1.45g/cm3，接近正常土壤的紧实度和容重。土壤改良的目的是增加土壤有机质和养分含量，改良土壤性状，提高土壤肥力。土壤是植物生长发育的基地，植物生长所需要的大部分养料都是通过土壤获得的。植物从根系土壤中吸收无机盐，像钙离子、钾离子和镁离子等，然后通过根系的运输形成叶绿素,保证作物正常地进行光合作用，反之，土壤养分供给不足将会严重影响到植物的正常生长。植物叶片营养元素的含量反映了植物的生长状况，根际土壤为植物提供了必要的营养元素，因此这些指标可以评判土壤改良的效果。本专利技术的研究结果表明，AM真菌可以改善植物的矿质营养，通过增加营养吸收来促进植物生长，提高植物的生物量和产量，AM真菌与植物共生可以改善土壤水稳定性团聚体、土壤渗透势和总孔隙度等，同时提高土壤有机质含量。通过对黄粘土与沙土配比比例的优化，降低其黄粘土粘粒含量，增强黄粘土土壤通气透水性能，同时利用AM真菌对土壤的改善作用，研究黄粘土与沙土两种不同配比下接种AM真菌对土壤理化性质的改良效应，为露天煤矿的黄粘土基质改良提供一种新的方法和技术手段。本专利技术通过将沙土与黄粘土以一定比例相配比，具有取土便捷、来源广、成本低、更适用于当地黄粘土土壤的快速结构改良、接种的丛枝菌根真菌具有提高植被的成活率和生物量、改良土壤且不会产生负效应等多方面的优点。具体实施方式试验材料：供试沙土和黄粘土来自陕西省榆林市神木县神延西湾露天矿，经过1mm筛，用高压灭菌锅消毒土壤2h，杀灭土壤中的土著菌根真菌，后风干备用。黄粘土的基本理化性状为：速效磷的含量为2.72mg/kg，速效钾的含量为86.74mg/kg，pH值为7.55，EC(电导率)值为91μs/cm。黄粘土的粘粒含量为85％，黄粘土土壤紧实度达到3500KPa，土壤容重1.8g/cm3。沙土为风积沙，剥离自黄粘土表面，其基本理化性状为：速效磷的含量为6.13mg/kg，速效钾的含量为50.38mg/kg，pH值为7.48，EC值为52.5μs/cm。沙土中<0.002mm的粘粒的含量为9％。实验用盆为20cm(口径)×16cm(底径)×22cm(高)。供试玉米种子为中国农业科学院种子公司的品糯28号，供试菌种为摩西管柄囊霉(Funneliformismosseae，简称M)，购自北京市农林科学院植物营养与资源研究所的中国丛枝菌根真菌种质资源库，编号为BGCXJ01，每穴加菌剂50g，其孢子密度为126个/克菌剂。试验设计：试验共设8个处理，每个处理设4次重复，共32盆。设4个土壤基质水平：沙土(S)、黄粘土(H)、沙土与黄粘土按质量1:1配比(S:H＝1:1)、沙土与黄粘土按质量3:1配比(S:H＝3:1)，配比后得到的土壤基质中，土壤紧实度达到1600KPa，土壤容重1.45g/cm3。设2个接种，采用穴播的方式种植，将50g菌剂均匀撒在穴中，然后进行正常的播种种植。AM真菌水平：接种丛枝菌根(M)和不接种菌根的对照组(CK)。使用NH4NO3、KH2PO4、K2SO4作为底肥，土壤中氮、磷、钾的含量分别达100mg/kg、10mg/k本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种露天排土场压实黄粘土改良方法，包括以下步骤：(1)将沙土与黄粘土以质量比1:1～3:1混合均匀，得到土壤基质；(2)在土壤基质中种植当地适生植物，优选豆科或禾本科植物，更优选为玉米、紫花苜蓿、沙打旺、黄花苜蓿、柠条、紫穗槐或三叶草；(3)在每株植物根际的土壤基质中接种丛枝菌根真菌繁殖体，优选孢子体；接种量为每穴50g～150g菌剂，优选100g菌剂；(4)培养植物，使真菌与植物共生。

【技术特征摘要】
1.一种露天排土场压实黄粘土改良方法，包括以下步骤：(1)将沙土与黄粘土以质量比1:1～3:1混合均匀，得到土壤基质；(2)在土壤基质中种植当地适生植物，优选豆科或禾本科植物，更优选为玉米、紫花苜蓿、沙打旺、黄花苜蓿、柠条、紫穗槐或三叶草；(3)在每株植物根际的土壤基质中接种丛枝菌根真菌繁殖体，优选孢子体；接种量为每穴50g～150g菌剂，优选100g菌剂；(4)培养植物，使真菌与植物共生。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沙土为风积沙，<0.002mm的粘粒的含量不超过10％；所述黄粘土的粘粒含量为80％～90％，优选85％。3.根据权利要求1的方法，其中，所述黄粘土土壤紧实度达到3500KPa，土壤容重1.8g/cm3。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述黄粘土的基本...

【专利技术属性】
技术研发人员：全文智，龚云丽，刘慧辉，雷志勇，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，陕西神延煤炭有限责任公司，北京合生元生态环境工程技术有限公司，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11