淮南新庄孜采煤沉陷复垦区表层土壤改良与牧草重金属含量

【作者】 王琛； 孙庆业； 李杨；

【机构】 安徽大学资源与环境工程学院；

【摘要】 安徽省两淮煤矿地处高潜水位区域,煤炭开采导致地表沉陷,并形成采煤沉陷积水区。伴随着沉陷积水区的形成,原有农田逐渐丧失。为增加采煤沉陷积水区的农田面积、缓解农矿矛盾,两淮采煤沉陷区多通过挖深垫浅、矸石填充等方式对沉陷积水区进行土地复垦。淮南新庄孜煤矿通过在采煤沉陷区实施矸石填充+表层覆土的方式,建立了340余亩采煤沉陷复垦区。该复垦区农田面临的主要问题包括表层土壤营养贫瘠、粘重板结、透水透气性差以及某些重金属含量较高等。为改善表层土壤质量、提高复垦农田的利用率,在实施表层土壤堆肥改良(所用堆肥为以香蒲为原料堆制而成,按每平方米施加3.0kg堆肥、翻耕入表层20cm土壤中)的基础上,然后种植紫花苜蓿和墨西哥玉米。结果表明:与不施加堆肥的对照组相比,施加堆肥可有效增加表层土壤有机质、总氮和速效磷含量(分别增加了26%～45%、6%～14%和138%～359%),施加堆肥后单播紫花苜蓿使土壤含水量和硝态氮含量分别增加了24%～37%和210%～338%;堆肥改良后单播墨西哥玉米条件下,表层土壤总磷含量增加了18%～20%;堆肥改良后混播紫花苜蓿和墨西哥玉米使表层土壤的含水量和铵态氮含量分别增加了36%～54%和50%～105%;同时,堆肥改良也使表层土壤的紧实度和pH明显降低。尽管施加堆肥引起的pH降低可能会增加牧草体内重金属含量,但测试结果表明:生长在堆肥改良后复垦土壤上的紫花苜蓿地上部Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量分别仅为8.661±1.493、29.634±3.076、2.591±0.430、0.137±0.013和0.835±0.505 mg/Kg (干重),墨西哥玉米地上部Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量也分别仅为3.409±0.486、20.750±3.500、2.822±0.266、0.125±0.023和0.604±0.156mg/Kg (干重)。与未改良土壤相比,两种牧草地上部5种重金属含量并无显著差异,仍适合作为牲畜饲料。更多还原