【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤改良，具体涉及一种废弃矿区退化土壤基质改良方法。
技术介绍
1、矿山开采活动使土地形态发生不良改变，还严重破坏周围环境的生态系统，最为直接的是损毁土地使其不具备成土性质而导致土壤质量退化，土壤微生态发生变化，具体表现为严重破坏了土壤物理结构及化学性质、劣化了土壤生物多样性和群落丰富度、土壤大量水分和营养物质流失、土壤丧失持水保肥功能，从而导致植物根系对营养物质的吸收减弱，使得植物发育不完全，造成矿区土壤植被大面积退化。久而久之，废弃矿区最终土壤沙化，生态系统退化、生产力持续衰减。土壤是植物生长的基质，也是微生物繁殖生长的场所，基质改良是废弃矿区退化土壤生态系统恢复的首要问题。此外，针对废弃矿区局部生态系统脆弱且自然恢复力慢的现状，生态修复的首要目的主要是恢复土壤的生态环境及生产力，改善土壤结构、增加土壤有机质、增强土壤水肥保持功能成为退化土壤生态系统恢复的关键。以往对于基质改良的研究多是从污染物去除效果角度、农业土壤为研究对象和添加新型人工改良剂考虑的，没有聚焦于天然材料对废弃矿区退化土壤的性质及功能的双重影响，亦没有充分考虑整个土壤系统的理化性状对土壤水分养分涵养的相关性。因此，专利技术一种改善土壤结构同时增强土壤持水保肥的废弃矿区退化土壤改良方法是非常有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种废弃矿区退化土壤基质改良方法，本专利技术在废弃矿区退化土壤中添加高效、易得且安全的牛粪、蚯蚓粪、膨润土基质，有效发挥基质组合间互补效应以及与微生物间协同作
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种废弃矿区退化土壤基质改良方法，将废弃矿区退化土壤按体积比1:0.1~0.3均匀混入牛粪和/或蚯蚓粪，并在5~15cm土壤层均匀混入10%~20%体积的膨润土；
4、本专利技术中，所述废弃矿区退化土壤类型为沙质土壤；
5、本专利技术中，所述膨润土包括钙基膨润土、钠基膨润土、铝基膨润土、镁基膨润土中的一种或几种；
6、本专利技术中，所述牛粪和/或蚯蚓粪经过自然风干、研磨及过筛，粒径为0.1~0.5cm；
7、本专利技术中，所述膨润土的粒径为0.1~1mm；
8、本专利技术中，所述膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85%~90%；
9、本专利技术中，所述蒙脱石的分子式为(na,ca)0.33(al,mg)2[si4o10](oh)2·nh2o；
10、本专利技术中，所述改良包括改善废弃矿区退化土壤团聚体结构、ph；降低土壤容重、比重、渗透系数；提高土壤孔隙度、有机质含量、阳离子交换量；提高土壤含水量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、碱解氮含量、有效磷含量和有效钾含量；降低土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和有效钾流失率。
11、相比现有技术，本专利技术具有如下技术效果：
12、(1)与对照相比，本专利技术基质改良处理能够有效提高土壤大团粒结构(粒径>0.25mm)，土壤容重和比重分别下降5.9%~12.3%和1.9%~3.4%，土壤孔隙度提高6.86%~13.11%。且均为添加牛粪、牛粪+膨润土和蚯蚓粪+膨润土处理差异显著(p<0.05)，说明基质改良可以改善土壤的物理结构，减缓了土壤紧实度，增加了土壤的通透性；
13、(2)与对照相比，本专利技术基质改良处理均能使ph下降接近中性，土壤有机质增加56.1%~83.4%，土壤阳离子交换量增加49.7%~155.2%。且均为添加牛粪、牛粪+膨润土和蚯蚓粪+膨润土处理差异显著(p<0.05)，说明基质改良可以有效缓解土壤的酸碱问题并增强其缓冲功能，亦增强了土壤对有机碳和阳离子的吸收吸附功能；
14、(3)与对照相比，本专利技术基质改良处理均增加了土壤含水量44.1%~84.0%，降低了土壤渗透系数8.5%~25.0%。且均为添加牛粪、牛粪+膨润土和蚯蚓粪+膨润土处理差异显著(p<0.05)，说明基质改良可以增加土壤的有效孔隙数，使得土壤中的水分更好地滞留其中，减缓土壤的水分淋失及水分下渗速度；
15、(4)与对照相比，本专利技术基质改良处理使得土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮含量、有效磷含量和有效钾含量均提高8.7%~28.1%、11.0%~25.8%、5.6%~34.1%、40.0%~69.4%、40.8%~65.5%、9.1%~58.1%，同时有效地降低了土壤养分流失率。且均为添加牛粪、牛粪+膨润土和蚯蚓粪+膨润土处理差异显著(p<0.05)，说明基质改良可以增加土壤对全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和有效钾的吸附作用并缓释，减缓土壤的养分流失，增强土壤的保肥功能。
16、(5)相关性热图土壤各指标之间的耦合关系及差异性的有效方式。本专利技术通过相关性分析说明土壤大团粒结构与土壤容重、土壤比重、土壤渗透系数呈极显著(p<0.01)负相关，与土壤ph显著(p<0.05)负相关，与土壤孔隙度、土壤有机质、阳离子交换量、土壤全氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤碱解氮、土壤有效磷、土壤有效钾呈极显著(p<0.01)正相关，与土壤含水量显著(p<0.05)正相关，只有土壤ph与其余指标相关性较差，其余指标之间均显著相关。随着大团粒结构的增加，土壤孔隙度、土壤水分养分都会增加，相反，土壤紧实度和渗透性降低；
17、(6)主成分分析是判断土壤各指标的潜在共线性主成分的有效工具。本专利技术通过主成分性分析说明土壤各指标有两个主成分，解释度之和超过了85%，能有效解释土壤各指标的共线性。土壤大团粒结构、土壤含水量、阳离子交换量、土壤孔隙度、土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤碱解氮、土壤有效磷、土壤有效钾与主成分1呈正相关，且土壤全钾最为显著，土壤孔隙度与土壤全磷的相关性最强；土壤ph、土壤容重、土壤比重、土壤渗透系数与主成分1呈负相关，且土壤渗透系数最为显著，土壤容重与土壤比重的相关性最强。通过计算分别的权重(对主成分的作用大小)，可以得出在废弃矿区退化土壤的基质改良120d后，对土壤性质及功能的影响的大小排序为：土壤物理性状>土壤保肥功能>土壤持水功能>土壤化学性状。
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1.一种废弃矿区退化土壤基质改良方法，其特征在于，将废弃矿区退化土壤按体积比1:0.1~0.3均匀混入牛粪和/或蚯蚓粪，并在5~15cm土壤层均匀混入10%~20%体积的膨润土。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃矿区退化土壤类型为沙质土壤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨润土包括钙基膨润土、钠基膨润土、铝基膨润土、镁基膨润土中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牛粪和/或蚯蚓粪经过自然风干、研磨及过筛，粒径为0.1~0.5cm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述膨润土的粒径为0.1~1mm。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85%~90%。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述蒙脱石的分子式为(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改良包括改善废弃矿区退化土壤团聚体结构、pH；降低
...【技术特征摘要】
1.一种废弃矿区退化土壤基质改良方法，其特征在于，将废弃矿区退化土壤按体积比1:0.1~0.3均匀混入牛粪和/或蚯蚓粪，并在5~15cm土壤层均匀混入10%~20%体积的膨润土。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃矿区退化土壤类型为沙质土壤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨润土包括钙基膨润土、钠基膨润土、铝基膨润土、镁基膨润土中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牛粪和/或蚯蚓粪经过自然风干、研磨及过筛，粒径为0.1~0.5cm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述膨润土的粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，胡启成，涂卫国，龙泉，彭涛，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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