4.香根草矿山应用

  • 香根草在尾矿植被恢复上的应用

    ????????香根草承受pH值范围广泛,它在不同的土壤和生态条件下都可用于尾矿植被修复。例如,在PH值为4的铜尾矿和PH值超过10的铝尾矿,香根草长势都很好。自从1999年南昌会议召开,香根草被应用于采石场的植被恢复和稳固。在南京人们通过在岩石上钻孔,种植香根草绿化矿山。本文讲述了香根草在尾矿植被恢复上的应用。

    ????????幕府山紧沿南京长江南岸,绵延10余里,现存最高峰海拔199.3m,对阻挡来自北方的寒流和沙尘起到一定的作用,是南京市主城区的一道天然屏障。然而,从上个世纪五六十年代以来,有10多家采矿企业在此开采矿石,给幕府山造成了200万平方米的荒山秃岭,成了南京市绿化重灾区。 自1998年冬天始,幕府山植被恢复绿化工程正式启动,种植了女贞、雪松、石楠、栾树、杨树、桂花、火棘、黄馨等绿化树种。但因该地岩性复杂,生态条件恶劣,不少地方仍是不毛之地或是种植的树木生长不良。

    ????????我国从上个世纪80年代末引进香根草技术,并被广泛应用于农业、水土保持和工程上。但把香根草利用于矿山植被恢复和护坡,目前尚未见到有关研究报道。本研究目的是了解不同采石场堆垫物的理化性质及其对香根草生长的影响及香根草对采石场地植被恢复的作用。

    一、试验材料与方法

    1、供试土壤

    ????????供试土壤为幕府山的采石尾渣和堆垫物,主要包括:碳质页岩粗骨性堆垫物、白云石矿渣、下蜀黄土和湖泥堆垫物。

    2、田间试验

    ????????于5月26日采用等高栽植技术,每垂直距离1.5m种植一行,穴距10-12cm,每穴3-5个分蘖,移栽后浇一次水。至29日(当日下午降雨)栽植完毕,进行第一次野外调查。种植面积计4000平方。7月14日施肥(直接撒施地表)一次,肥量200kg尿素/hm2,折合成纯N 93.4kg/hm2。8月23日进行留茬40cm的刈割。

    1)不同类型堆垫物对香根草长势的影响

    ????????选取碳质页岩、下蜀黄土、白云石矿渣和湖泥四种不同类型堆垫物,每种堆垫物设三个小区(面积200㎡),每个小区随机抽取三株香根草,每半月测量一次高度,并定期观测其分蘖及根系生长情况。

    2)香根草篱对微域生态环境的影响

    ????????采用随机抽样方法研究香根草对植被覆盖率的影响。

    二、试验结果与分析

    1、不同堆垫物的理化性质

    ????????从表6-1可以看出:四种堆垫物中,碳质页岩的石砾和粗砂的含量分别为49.5%和72.0%,而细砂、粉砂和粘粒的含量最低,其中粘粒含量仅3.4%,约为下蜀黄土的1/10。这使它的持水保水性差。下蜀黄土不含石砾,粘粒含量最高达近35%。白云石矿渣的石砾含量近1/4,细砂和粉砂的含量较高。湖泥的细沙含量最高近80%。因碳质页岩堆垫物的结构不好,持水性差,为了提高它的持水性,取200m2在栽植香根草时,在栽植穴内填加下蜀黄土做客土,每穴填加1kg左右,比较添加与不添加下蜀黄土对香根草长势的影响。

    表6-1 不同堆垫物的机械组成

    堆垫物类型
    石砾>2mm
    各级颗粒含量(%)
    质地
    2-0.2mm粗砂
    0.2-0.02mm细砂
    0.02-0.002mm粉砂
    <0.002mm粘粒
    碳质页岩
    49.5
    72.0
    17.6
    6.1
    3.4
    砂土
    白云石矿渣
    23.6
    17.2
    33.9
    32.5
    16.6
    壤土
    下蜀黄土
    0
    0.6
    31.2
    33.4
    34.9
    粘壤土
    湖泥
    2.7
    1.7
    78.4
    10.9
    9.0
    壤质砂土

    ????????表6-2显示了几种不同的堆垫物的化学性质。从表中可以看出:几种堆垫物的pH跨度较大从4.72 - 8.65。碳质页岩的有机质、全N、速效P和水解N含量在几种堆垫物中最高,这与碳质页岩本身的矿物学特性有关。但因为其物理结构不好,石砾含量过高,这些成分都不一定能被香根草根系充分吸收利用。白云石矿渣中的CaCO3含量高达321.6g/kg。这些因素都会对植物生长产生一定影响。

    表6-2 不同堆垫物的化学性质

    堆垫物类型 有机质 (g/kg) 全N (g/kg) 速效K(mg/kg) 速效P(mg/kg) 水解性N (mg/kg) pH值水提(1:2.5) CaCO3(g/kg) 阳离子交换量(Cmol(+)/kg)
    碳质页岩 59.6 1.47 30.6 113.1 150.8 4.72 0 8.40
    白云石矿渣 18.3 0.78 87.7 7.0 30.9 7.87 321.6 4.97
    下蜀黄土 5.5 0.46 84.0 17.7 31.2 7.26 5.2 11.77
    湖泥 6.3 0.30 57.6 13.9 23.1 8.65 55.7 3.38

    ????????*分析方法:有机质:参照GB7857-87,全N:GB7848-87,速效K:GB7856-87,速效P:GB7853-87,水解性N:GB7849-87,pH值:GB7859-87,CaCO3:GB7870-87,CEC:GB7863-87。

    2、不同堆垫物上香根草的生长情况

    ????????香根草栽植后成活率达95%以上。经过短暂的缓苗期后即进入快速生长阶段。从图1可以看出:湖泥上种植的香根草生长最好,其单位时间生长量相对于其他三种堆垫物一直最大,16天生长量最高可达50cm以上,日均生长量高达3.1cm。前一个月的生长期内,白云石矿渣上种植的香根草生长量最小,可能是因为土壤其透气性不好且质地较硬,不利于根系的萌发和生长。但在7月中旬高温少雨和8月份后降雨较少的气候条件下,其生长量远远大于碳质页岩和下蜀黄土上的香根草长势,这主要是因为其土壤持水性能好上述两种堆垫(见表6-3)。

    表6-3 不同堆垫物含水量

    堆垫物类型 土层深度(cm ) 含水量(%) 香根草长势
    7月17日 8月5日
    碳质页岩 20 1.8 2.1 有枯梢
    40 6.1 6.5
    白云石矿渣 20 7.8 6.1 未见枯梢
    40 9.4 7.5
    下蜀黄土 20 2.3 4.0 有枯梢
    40 5.9 7.1
    湖泥 20 10.5 9.3 未见枯梢
    40 12.0 10.4

    3、香根草篱对微域生态环境的影响

    ag亚官网|HOME????????不少研究指出,香根草能有效改善其生长的微域生态环境,从而促进附近其他植物的生长。本试验同样也证明了这一点。在碳质页岩上种与不种香根草的地方各随机抽取4 个2 x 2 m样方,调查植被覆盖率表明,种植香根草的地方平均植被覆盖率为92%,而对照仅为45%。而且,前者植物种类较多,后者仅仅为单一的蒿草。究其原因,主要是因为香根草篱长成后,改善了坡地的微气候:一方面香根草篱有效截流地表径流,使降雨有较长时间渗入地下,使土壤含水量增加,同时香根草篱拦截因侵蚀而下移的细土物质,改善了土壤的机械组成,进而更好的保持水分和养分。另一方面,香根草成篱后,可以阻拦阳光直射地表,降低地表温度,从而有利于其他植物的生长。

    三、结论

    ????????1、本试验研究的四种堆垫物之间的理化性质差异很大,香根草生长差异也很明显。以湖泥堆垫物上生长的香根草最好。与当地野生杂草相比,在几种堆垫物上生长的香根草都生长迅速,尤其是根系生长旺盛,在种植2个月内即可有效固定表层堆垫物;在3个月内即可形成致密绿篱,达到绿化效果。本试验表明:香根草对立地环境的要求不高,具有较强的适应性,是采石场以及其他不毛之地如尾矿的斜坡固定和快速绿化的先锋植物,有着广阔的应用前景。

    ????????2、由于香根草适应性强,生长快,能有效改善种植地的微域生态环境,从而促进其他植物的生长,加速了采石场和其他矿山的植被恢复。

    ????????3、尽管本研究显示了香根草在采石场植被快速恢复上的作用,但应该指出香根草的最佳种植季节为每年的3月份,以便达到最高的成活率,并在当年雨季到来时生长成篱,从而能更加有效的拦截地表迳流和泥沙、稳固表土和快速恢复植被,达到治理和绿化的目的。