团粒喷播生态修复技术对赤泥堆积区植物生长的影响

团粒喷播生态修复技术对赤泥堆积区植物生长的影响

红色污泥是水泥红粉末的一种结论。它是一种强碱性有害残留物，含量高，重量700.1000kg。团粒喷播生态修复技术是青岛冠中生态股份有限公司自主研发的植被恢复和环境生态修复技术。研发制备的土壤培养基能够改良土壤的理化性状,增加土壤有机质含量,提高大于0.25mm的水稳性团聚体含量。该土壤培养基的稳定性强,可有效抵抗强降雨的侵蚀及其他自然损伤,能最大限度地减少水土流失1利用喷播植物种的方法团粒喷播生态修复技术是将富含有机质和粘土粒子的客土、有机质添加物、肥料、植物种子及其他添加材料均匀混合,通过专业喷播设备(团粒喷播机),在喷播瞬间与团粒剂混合发生团粒反应,制备与森林表土具有相同团粒结构的土壤基质,并喷射到边坡坡面上的喷播绿化施工法。其施工工序是酸洗坡面→喷制封水层→铺设隔离层和金属网→团粒喷播→养护管理。1.1赤泥堆表层ph值随碱化度的变化而存用pH值为0.73的硫酸酸洗坡面5次。一般植物适宜生长的pH值范围在5.5~6.5,大多数植物在pH值>9.0或者<2.5的情况下都难以生长。研究表明,土壤中团粒结构的数量随碱化度的提高而减少,不利于植物的生长。赤泥堆表层pH值>10.0,在表面以下20~40cm范围内pH值达到11.16。若不做任何处理,刺槐、紫穗槐和火炬树不能生存。酸洗后,赤泥堆场在表面以下0~20cm和20~40cm范围内pH值都有不同程度的降低。在0~20cm范围内赤泥堆场的pH值降低到7.29,在20~40cm范围内pH值降至10.34。1.2采用硫废水缓冲带封水层的主要作用是阻止大量雨水进入坡体,以减少因雨水淋溶导致的地下水污染,同时形成一个缓冲带,降低pH值和有害金属离子浓度。采用硫磺和石膏(脱硫)为封水层添加材料,厚度约3cm。石膏(脱硫)的主要成分CaSO这一层的主要材料还包括过筛粘土和土壤稳定剂。1.3固定和固定隔离层选用经专门处理的棕榈垫,厚度为3cm,与上一层的金属网以规格为直径14cm、长50cm的金属锚固件进行固定。棕榈垫贴近坡面,金属网与棕榈垫保持5cm的空隙。隔离层能够阻止土壤水分在毛细作用下的上移,在有效阻止盐碱向表层返上的同时,不影响植物根部向下生长,对防止植物受到盐碱的危害可以起到积极作用。1.4喷播土壤基质通过专业喷播设备(团粒喷播机),在喷播瞬间与团粒剂混合发生团粒反应,制备与森林表土具有相同团粒结构的土壤基质,并喷射到赤泥堆场坡面上1.5降水量水质项目区所处的淄博市属于暖温带季风气候,气候温和,雨量集中,四季分明。年平均气温12.5~14.2℃,年平均降水量550~800mm。夏季盛行偏南风,炎热多雨;冬季刮偏北风,寒冷干燥;春季天气多变,干早少雨多风沙;秋季天气晴爽,冷暖适中。团粒喷播技术要求在调查施工项目气象条件的基础上,对发芽期至幼苗期的植株进行浇水、施肥、除杂草、灭虫害等养护作业,在植物形成庞大根系后(约1年后)不再进行养护管理。2不同树种生长结果本项目选择紫穗槐(Amorphafruticosa)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、火炬树(Rhustyphina)3种树种进行试验。紫穗槐是喜光,耐寒、耐旱、耐湿、耐盐碱,抗风沙,抗逆性极强的灌木,在荒山坡、道路旁、河岸、盐碱地均可生长。刺槐是强阳性树种,喜光,不耐荫,喜干燥凉爽气候,较耐干旱、贫瘠,对土壤酸碱度不敏感,无论在中性土、酸性土还是含盐量0.3%以下的盐碱土上都能正常生长发育。火炬树根系较浅,水平根发达,蘖根萌发力量甚强,是一种很好的护坡、固堤及封滩固沙树种。3样品处理本次试验采取5种不同的土壤处理方法分别进行赤泥堆区域的植被恢复试验。试验面积为1000m4结果与分析在5个试验区中,选取坡面条件相同或相似区域20m4.1年生植株高度比较从表1可以看出,团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)和团粒喷播(无隔离层)区域1年生植株生长高度差异不显著(p>0.05),但与团粒喷播区域、常规覆土播种区域植株高生长差异显著(p<0.05)。团粒喷播区域的刺槐、火炬树和紫穗槐植株生长高度最高,分别达114.02cm、86.51cm和81.82cm;团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)、团粒喷播(无隔离层)3个区域的植株生长高度次之;常规覆土播种区域的植株生长高度最低,刺槐、火炬树和紫穗槐分别为30.53cm、28.44cm和24.26cm。对比发现,团粒喷播区域刺槐、火炬树、紫穗槐1年生植株生长高度分别是常规覆土播种区域的3.74倍、3.04倍和3.37倍。3种树种2年生植株生长高度方差分析见表2。团粒喷播、团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)之间差异不显著(p>0.05),但与团粒喷播(无隔离层)、常规覆土种植之间差异显著(p<0.05)。在团粒喷播区域内,刺槐、火炬树、紫穗槐植株生长高度最高,分别为178.75cm、182.00cm和181.25cm;团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)、团粒喷播(无隔离层)区域次之;常规覆土播种区域植株最小,分别为26.37cm、24.24cm和19.25cm。对比发现,团粒喷播区域刺槐、火炬树、紫穗槐2年生植株生长高度分别是常规覆土播种区域的6.78倍、7.51倍和9.41倍。4.2不同处理条件对苗木生长密度的影响从表3可以看出,不同处理方式对3种树种1年生植株生长密度影响很大。其中团粒喷播方式下苗木的生长密度最高,明显高于其他处理方式;常规覆土播种下的苗木生长密度最低;而团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)、团粒喷播(无隔离层)之间无显著差别。从表4可以看出,不同处理方式对3种树种2年生植株生长密度的影响亦然。5团粒喷播方式下的植物生长高度通过对团粒喷播、团粒喷播(无酸洗)、团粒喷播(无封水层)、团粒喷播(无隔离层)以及常规覆土播种方式下刺槐、紫穗槐和火炬树1年生和2年生植株生长高度和生长密度的统计分析可以发现,不同生态修复方法的影响差异显著:1)施工1年后,团粒喷播方式下刺槐、紫穗槐和火炬树的实生苗最高,常规覆土种植的植株最低;施工2年后,团粒喷播方式和常规覆土播种的植株高度差距进一步加大。2)施工1年后,团粒喷播方式下乔灌木植株密度最高,常规覆土播种最低;施工2年后,试验结果相同。在没有酸洗和封水层处理的区域,施工1年后,刺槐、火炬树和紫穗槐植株高生长少、密度低,说明封水层和酸洗在前期对改良铝矿赤泥堆起到了显著作用。施工2年后,植物根部适应了赤泥堆的环境,团粒喷播区域、团粒喷播(无酸洗)区域、团粒喷播(无封水层)区域的植物生长差异不再明显。有无隔离层铺设对1年生和2年生植株生长影响明显。这是因为棕榈垫能够减少盐碱对植物的伤害,减小下层盐碱向表层转移,促进植物在赤泥堆场