團(tuán)粒噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)赤泥堆積區(qū)植物生長的影響

團(tuán)粒噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)赤泥堆積區(qū)植物生長的影響

紅色污泥是水泥紅粉末的一種結(jié)論。它是一種強(qiáng)堿性有害殘留物，含量高，重量700.1000kg。團(tuán)粒噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)是青島冠中生態(tài)股份有限公司自主研發(fā)的植被恢復(fù)和環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)。研發(fā)制備的土壤培養(yǎng)基能夠改良土壤的理化性狀,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高大于0.25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。該土壤培養(yǎng)基的穩(wěn)定性強(qiáng),可有效抵抗強(qiáng)降雨的侵蝕及其他自然損傷,能最大限度地減少水土流失1利用噴播植物種的方法團(tuán)粒噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)是將富含有機(jī)質(zhì)和粘土粒子的客土、有機(jī)質(zhì)添加物、肥料、植物種子及其他添加材料均勻混合,通過專業(yè)噴播設(shè)備(團(tuán)粒噴播機(jī)),在噴播瞬間與團(tuán)粒劑混合發(fā)生團(tuán)粒反應(yīng),制備與森林表土具有相同團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤基質(zhì),并噴射到邊坡坡面上的噴播綠化施工法。其施工工序是酸洗坡面→噴制封水層→鋪設(shè)隔離層和金屬網(wǎng)→團(tuán)粒噴播→養(yǎng)護(hù)管理。1.1赤泥堆表層ph值隨堿化度的變化而存用pH值為0.73的硫酸酸洗坡面5次。一般植物適宜生長的pH值范圍在5.5~6.5,大多數(shù)植物在pH值>9.0或者<2.5的情況下都難以生長。研究表明,土壤中團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的數(shù)量隨堿化度的提高而減少,不利于植物的生長。赤泥堆表層pH值>10.0,在表面以下20~40cm范圍內(nèi)pH值達(dá)到11.16。若不做任何處理,刺槐、紫穗槐和火炬樹不能生存。酸洗后,赤泥堆場(chǎng)在表面以下0~20cm和20~40cm范圍內(nèi)pH值都有不同程度的降低。在0~20cm范圍內(nèi)赤泥堆場(chǎng)的pH值降低到7.29,在20~40cm范圍內(nèi)pH值降至10.34。1.2采用硫廢水緩沖帶封水層的主要作用是阻止大量雨水進(jìn)入坡體,以減少因雨水淋溶導(dǎo)致的地下水污染,同時(shí)形成一個(gè)緩沖帶,降低pH值和有害金屬離子濃度。采用硫磺和石膏(脫硫)為封水層添加材料,厚度約3cm。石膏(脫硫)的主要成分CaSO這一層的主要材料還包括過篩粘土和土壤穩(wěn)定劑。1.3固定和固定隔離層選用經(jīng)專門處理的棕櫚墊,厚度為3cm,與上一層的金屬網(wǎng)以規(guī)格為直徑14cm、長50cm的金屬錨固件進(jìn)行固定。棕櫚墊貼近坡面,金屬網(wǎng)與棕櫚墊保持5cm的空隙。隔離層能夠阻止土壤水分在毛細(xì)作用下的上移,在有效阻止鹽堿向表層返上的同時(shí),不影響植物根部向下生長,對(duì)防止植物受到鹽堿的危害可以起到積極作用。1.4噴播土壤基質(zhì)通過專業(yè)噴播設(shè)備(團(tuán)粒噴播機(jī)),在噴播瞬間與團(tuán)粒劑混合發(fā)生團(tuán)粒反應(yīng),制備與森林表土具有相同團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤基質(zhì),并噴射到赤泥堆場(chǎng)坡面上1.5降水量水質(zhì)項(xiàng)目區(qū)所處的淄博市屬于暖溫帶季風(fēng)氣候,氣候溫和,雨量集中,四季分明。年平均氣溫12.5~14.2℃,年平均降水量550~800mm。夏季盛行偏南風(fēng),炎熱多雨;冬季刮偏北風(fēng),寒冷干燥;春季天氣多變,干早少雨多風(fēng)沙;秋季天氣晴爽,冷暖適中。團(tuán)粒噴播技術(shù)要求在調(diào)查施工項(xiàng)目氣象條件的基礎(chǔ)上,對(duì)發(fā)芽期至幼苗期的植株進(jìn)行澆水、施肥、除雜草、滅蟲害等養(yǎng)護(hù)作業(yè),在植物形成龐大根系后(約1年后)不再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。2不同樹種生長結(jié)果本項(xiàng)目選擇紫穗槐(Amorphafruticosa)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、火炬樹(Rhustyphina)3種樹種進(jìn)行試驗(yàn)。紫穗槐是喜光,耐寒、耐旱、耐濕、耐鹽堿,抗風(fēng)沙,抗逆性極強(qiáng)的灌木,在荒山坡、道路旁、河岸、鹽堿地均可生長。刺槐是強(qiáng)陽性樹種,喜光,不耐蔭,喜干燥涼爽氣候,較耐干旱、貧瘠,對(duì)土壤酸堿度不敏感,無論在中性土、酸性土還是含鹽量0.3%以下的鹽堿土上都能正常生長發(fā)育。火炬樹根系較淺,水平根發(fā)達(dá),蘗根萌發(fā)力量甚強(qiáng),是一種很好的護(hù)坡、固堤及封灘固沙樹種。3樣品處理本次試驗(yàn)采取5種不同的土壤處理方法分別進(jìn)行赤泥堆區(qū)域的植被恢復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)面積為1000m4結(jié)果與分析在5個(gè)試驗(yàn)區(qū)中,選取坡面條件相同或相似區(qū)域20m4.1年生植株高度比較從表1可以看出,團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)和團(tuán)粒噴播(無隔離層)區(qū)域1年生植株生長高度差異不顯著(p>0.05),但與團(tuán)粒噴播區(qū)域、常規(guī)覆土播種區(qū)域植株高生長差異顯著(p<0.05)。團(tuán)粒噴播區(qū)域的刺槐、火炬樹和紫穗槐植株生長高度最高,分別達(dá)114.02cm、86.51cm和81.82cm;團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)、團(tuán)粒噴播(無隔離層)3個(gè)區(qū)域的植株生長高度次之;常規(guī)覆土播種區(qū)域的植株生長高度最低,刺槐、火炬樹和紫穗槐分別為30.53cm、28.44cm和24.26cm。對(duì)比發(fā)現(xiàn),團(tuán)粒噴播區(qū)域刺槐、火炬樹、紫穗槐1年生植株生長高度分別是常規(guī)覆土播種區(qū)域的3.74倍、3.04倍和3.37倍。3種樹種2年生植株生長高度方差分析見表2。團(tuán)粒噴播、團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)之間差異不顯著(p>0.05),但與團(tuán)粒噴播(無隔離層)、常規(guī)覆土種植之間差異顯著(p<0.05)。在團(tuán)粒噴播區(qū)域內(nèi),刺槐、火炬樹、紫穗槐植株生長高度最高,分別為178.75cm、182.00cm和181.25cm;團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)、團(tuán)粒噴播(無隔離層)區(qū)域次之;常規(guī)覆土播種區(qū)域植株最小,分別為26.37cm、24.24cm和19.25cm。對(duì)比發(fā)現(xiàn),團(tuán)粒噴播區(qū)域刺槐、火炬樹、紫穗槐2年生植株生長高度分別是常規(guī)覆土播種區(qū)域的6.78倍、7.51倍和9.41倍。4.2不同處理?xiàng)l件對(duì)苗木生長密度的影響從表3可以看出,不同處理方式對(duì)3種樹種1年生植株生長密度影響很大。其中團(tuán)粒噴播方式下苗木的生長密度最高,明顯高于其他處理方式;常規(guī)覆土播種下的苗木生長密度最低;而團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)、團(tuán)粒噴播(無隔離層)之間無顯著差別。從表4可以看出,不同處理方式對(duì)3種樹種2年生植株生長密度的影響亦然。5團(tuán)粒噴播方式下的植物生長高度通過對(duì)團(tuán)粒噴播、團(tuán)粒噴播(無酸洗)、團(tuán)粒噴播(無封水層)、團(tuán)粒噴播(無隔離層)以及常規(guī)覆土播種方式下刺槐、紫穗槐和火炬樹1年生和2年生植株生長高度和生長密度的統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn),不同生態(tài)修復(fù)方法的影響差異顯著:1)施工1年后,團(tuán)粒噴播方式下刺槐、紫穗槐和火炬樹的實(shí)生苗最高,常規(guī)覆土種植的植株最低;施工2年后,團(tuán)粒噴播方式和常規(guī)覆土播種的植株高度差距進(jìn)一步加大。2)施工1年后,團(tuán)粒噴播方式下喬灌木植株密度最高,常規(guī)覆土播種最低;施工2年后,試驗(yàn)結(jié)果相同。在沒有酸洗和封水層處理的區(qū)域,施工1年后,刺槐、火炬樹和紫穗槐植株高生長少、密度低,說明封水層和酸洗在前期對(duì)改良鋁礦赤泥堆起到了顯著作用。施工2年后,植物根部適應(yīng)了赤泥堆的環(huán)境,團(tuán)粒噴播區(qū)域、團(tuán)粒噴播(無酸洗)區(qū)域、團(tuán)粒噴播(無封水層)區(qū)域的植物生長差異不再明顯。有無隔離層鋪設(shè)對(duì)1年生和2年生植株生長影響明顯。這是因?yàn)樽貦皦|能夠減少鹽堿對(duì)植物的傷害,減小下層鹽堿向表層轉(zhuǎn)移,促進(jìn)植物在赤泥堆場(chǎng)