CN109479674B - 一种用于修复锑矿区尾矿砂的复合改良基质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合改良基质及其应用，属于矿山废弃地生态修复技术领域。本发明提供了一种复合改良基质，包括如下重量份的组分：菜园土240‑260份、泥炭土8‑12份、微生物菌肥2.8‑3.8份、膨润土1‑3份和化肥0.3‑0.6份。该复合改良基质通过特定含量的菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥的协同配合，使得该复合改良基质添加到矿区尾矿砂后，能够适于植物修复，从而绿色无污染地修复矿区尾矿砂，缓解矿区尾矿砂在雨水侵蚀和地表径流等作用下引起的周边土壤和水体的污染。

Description

一种用于修复锑矿区尾矿砂的复合改良基质

技术领域

本发明属于矿山废弃地生态修复技术领域，具体涉及一种复合改良基质及其应用。

背景技术

中国是世界上锑资源储量最丰富的国家之一，特别是湖南的冷水江市的锡矿山有着“世界锑都”的称号，然而随着锑资源的开发利用，大量的尾矿产生，以及当地的生态环境遭受破坏，尾矿区往往以尾矿库的形式进行堆存，尾矿库的存在不仅会占用大量的土地，还会造成当地的植被和自然景观受到破坏，大量的尾矿砂形成的尾矿库在露天堆放条件下，由于风、水分、氧气及微生物作用等易产生酸性矿山废水、有毒气体、扬尘等污染物，严重污染水体、土壤和大气等自然环境及生态***。

因此，对矿区尾矿砂进行生态修复就显得尤为重要。然而矿区尾矿砂的生态修复普遍存在着植物营养极度缺乏、高温、缺水、酸害、盐害及重金属胁迫等恶劣的立地条件使植被难以存活。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种复合改良基质，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

本发明的第二个目的在于提供上述复合改良基质在修复矿区尾矿砂中的应用。

根据本发明第一个方面，提供了一种复合改良基质，包括如下重量份的组分：

菜园土240-260份、泥炭土8-12份、微生物菌肥2.8-3.8份、膨润土1-3份和化肥0.3-0.6份。

优选地，包括如下重量份的组分：

菜园土245-255份、泥炭土9-11份、微生物菌肥3-3.5份、膨润土1-3份和化肥0.45-0.52份。

优选地，包括如下重量份的组分：

菜园土250份、泥炭土10份、微生物菌肥3.3-3.4份、膨润土2-3份和化肥0.48-0.5份。

优选地，所述微生物菌肥包括地衣芽孢杆菌、枯草腰包杆菌、胶质芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌中的至少一种。

优选地，所述菜园土为菜园红壤。

优选地，所述化肥包括速效肥，优选为硝酸铵和磷酸二氢钾的组合；

优选地，所述硝酸铵和磷酸二氢钾的重量比为1：1-1.5，优选为1：1.2-1.3。

根据本发明第二个方面，提供了上述复合改良基质在修复矿区尾矿砂中的应用。

优选地，所述应用包括将上述复合改良基质与矿区尾矿砂混匀，然后培养修复植被，持续对矿区尾矿砂进行生态修复；

其中，所述复合改良基质与矿区尾矿砂的重量比为1：1-3.5。

优选地，所述矿区尾矿砂为锑矿区尾矿砂。

优选地，复合改良基质与矿区尾矿砂的重量比为1：2.8-3.2；

优选地，所述修复植被为地枇杷。

本发明提供了一种复合改良基质，该基质包括特定含量的菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥，特定含量的菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥通过协同配合，使得该复合改良基质添加到矿区尾矿砂后，能够适于植物修复，从而绿色无污染地修复矿区尾矿砂，缓解矿区尾矿砂在雨水侵蚀和地表径流等作用下引起的周边土壤和水体的污染。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要说明的是：

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围 “240-260”表示本文中已经全部列出了“240-260”之间的全部实数，“240-260”只是这些数值组合的缩略表示。

本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。

本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。

除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。

根据本发明第一个方面，提供了一种复合改良基质，包括如下重量份的组分：

菜园土240-260份、泥炭土8-12份、微生物菌肥2.8-3.8份、膨润土1-3份和化肥0.3-0.6份。

特定含量的菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥通过协同配合，使得该复合改良基质添加到矿区尾矿砂后，能够适于植物修复，从而绿色无污染地修复矿区尾矿砂，缓解矿区尾矿砂在雨水侵蚀和地表径流等作用下引起的周边土壤和水体的污染。

菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥的不同配比不仅会影响到植物的生物量和体内重金属的分布，还会影响到土壤中营养物质的存在形态和分布。按重量计，菜园土典型但非限制性的重量份为240份、241份、242份、243份、244份、245份、246份、247份、248份、249份、250份、251份、252份、253份、254份、255份、256份、257份、258份、259份或260份；泥炭土典型但非限制性的重量份为8份、9份、10份、11份或12份；微生物菌肥典型但非限制性的重量份为2.8份、2.9份、3.0份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.6份、3.7份或3.8份；膨润土典型但非限制性的重量份为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3.0份；化肥典型但非限制性的重量份为0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份或0.6份。

需要说明的是，本发明对于微生物菌肥的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的可用于植被的菌肥即可；例如，可以是地衣芽孢杆菌、枯草腰包杆菌、胶质芽孢杆菌或侧孢芽孢杆菌，且微生物菌肥不仅能够长时间的提供大量的有机质和营养元素，其含有的活性物质还有助于土壤性质的改良，改善矿区土壤结构，缓解矿区土壤水保肥能力差和极易造成化肥的流失的情况。

需要说明的是，本发明对于化肥的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的可用于植被的化肥即可；可以是速效肥，例如硝酸铵和磷酸二氢钾，可选为重量比为1：1-1.5的硝酸铵和磷酸二氢钾，优选为重量比为1：1.2-1.3的硝酸铵和磷酸二氢钾。

化肥能够被植物快速有效的吸收，短时间内适量的施加会有助于植物生长、有利于土壤重金属的植物修复。化肥能够增加基质中有效磷的含量。

需要说明的是，本发明对于菜园土的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的可用于植被的菜园土即可；例如，可以是菜园红壤。

作为进一步优选的技术方案，包括如下重量份的组分：菜园土245-255份、泥炭土9-11份、微生物菌肥3-3.5份、膨润土1-3份和化肥0.45-0.52份。在该优选的实施方式中，通过合理调整和优化菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥的用量，能够充分发挥菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥的协同配合作用，有利于植被的生长和对矿区尾矿砂的修复，从而绿色无污染地修复矿区尾矿砂，缓解矿区尾矿砂在雨水侵蚀和地表径流等作用下引起的周边土壤和水体的污染。

作为进一步优选的技术方案，包括如下重量份的组分：菜园土250份、泥炭土10份、微生物菌肥3.3-3.4份、膨润土2-3份和化肥0.48-0.5份。在该优选的实施方式中，通过合理调整和优化菜园土、泥炭土、微生物菌肥、膨润土和化肥的用量，能够更佳地修复矿区尾矿砂，更有利于植被的生长和对重金属的富集。

根据本发明第二个方面，提供了上述复合改良基质在修复矿区尾矿砂中的应用。

通过将上述复合改良基质应用在修复矿区尾矿砂中，能够绿色无污染地修复矿区尾矿砂，通过制备富集矿区尾矿砂中的重金属，缓解矿区尾矿砂在雨水侵蚀和地表径流等作用下引起的周边土壤和水体的污染。

作为进一步优选的技术方案，应用包括将上述复合改良基质与矿区尾矿砂混匀，然后培养修复植被，持续对矿区尾矿砂进行生态修复；其中，复合改良基质与矿区尾矿砂的重量比为1：1-3.5。在该优选的实施方式中，通过将复合改良基质与矿区尾矿砂混匀，然后培养修复植被，即可持续对矿区尾矿砂进行生态修复。操作简便、易于实施，处理原料来源广、经济易得。投资成本低，实用性和适应性强，是一种环保、节能、高效、低成本的修复矿区尾矿砂的方法，易于推广应用。

需要说明的是，本发明对于修复植被的类型没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的能够用于修复矿区尾矿砂的植被即可；可选为地枇杷。

作为进一步优选的技术方案，矿区尾矿砂为锑矿区尾矿砂；在该优选的实施方式中，植被地枇杷对上述添加有上述复合改良基质的锑矿区尾矿砂具有非常好的效果。

作为进一步优选的技术方案，复合改良基质与矿区尾矿砂的重量比为1：2.8-3.2；在该优选的实施方式中，通过合理调整复合改良基质与矿区尾矿砂的重量，能够在低成本下实现对矿区尾矿砂的修复，同时兼顾成本和修复效果。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。

实施例1

1、土壤与尾矿砂基质配比选择

菜园土取自中南大学附近菜地红壤，风干后去除杂质，全部通过孔径为2 mm的尼龙筛后混匀备用，菜地红壤的理化性质和重金属含量分别如表1和表2所示。矿区尾矿砂为锑矿区尾矿砂（简称锑尾砂），锑尾砂取自冷水江锡矿山尾矿库，风干后去除杂质，全部通过孔径为2 mm的尼龙筛后混匀备用，锑尾砂的理化性质和重金属含量分别如表1和表2所示，土壤与尾矿砂基质配比如表3所示。

表1 菜地红壤与锑尾砂的基本理化性质

	pH	有机质(g/kg)	铵态氮 (mg/kg)	有效磷 (mg/kg)	速效磷 (mg/kg)
						尾矿砂	7.31	8.01	64.28	33.84	82.10
菜地红壤	7.38	13.45	152.99	50.51	155.91

表2 菜地红壤与锑尾砂的不同重金属的提取态含量（mg/kg）

表3土壤与尾矿砂基质配比选择（质量比）

类别	菜地红壤：尾矿砂
		处理1	0:1
处理2	1:1
		处理3	1:2
处理4	1:3
		处理5	1:4

在地枇杷苗木培养30天后，选取长势基本一致的地枇杷作为实验对象。添加有矿区改良基质的锑尾砂，利用盆栽实验对地枇杷进行培养，盆栽实验在3.5 L塑料花盆中进行，每盆三棵地枇杷，每个实施例设置三个重复，实验期间每隔4天左右浇一次水，保持基质含水量在70%左右，共培养1个月。实验在温室中进行。

实验结果表明，地枇杷在处理1的纯锑尾砂中不能存活，而在处理5中尾砂与复合改良基质的比值为4:1时，地枇杷受到明显的胁迫作用，树叶掉落明显，但在尾砂与复合改良基质的比值为3:1（处理4）、1：1（处理2）、2:1（处理3）时没有表现出明显的胁迫作用，出于经济可行的目的，锑尾砂与菜园土的比值为3:1时更经济。

2、复合改良基质配制

一种复合改良基质，包括如下重量份的组分：菜园土250份、泥炭土10份、微生物菌肥3.33份、膨润土3份和化肥0.49份。

化肥是重量比为1：1.28的硝酸铵（NH₄NO₃）和磷酸二氢钾（KH₂PO₄）。

3、修复矿区尾矿砂的方法

将上述复合改良基质与矿区尾矿砂按照1：3的重量比混匀，然后培养地枇杷，持续对矿区尾矿砂进行生态修复。

实施例2-11

实施例2-11与实施例1的不同之处在于，步骤1中复合改良基质各组分的用量不同，具体如表4所示，单位为重量份。

表4 复合改良基质各组分的用量

	菜园土	泥炭土	微生物菌肥	膨润土	化肥
						实施例2	250	0	0	0	0
实施例3	250	0	0	0	0.49
						实施例4	250	2.5	0	0	0.49
实施例5	250	5	0	0	0.49
						实施例6	250	10	0	0	0.49
实施例7	250	10	1.67	0	0.49
						实施例8	250	10	3.33	0	0.49
实施例9	250	10	5	0	0.49
						实施例10	250	10	1	3	0.49
实施例11	250	10	2	3	0.49

试验例1

1、地枇杷苗木

在地枇杷苗木培养30天后，选取长势基本一致的地枇杷作为实验对象。

2、地枇杷苗木的栽培

取实施例1-11添加有矿区改良基质的锑尾砂（复合改良基质与矿区尾矿砂按照1：3的重量比混匀），利用盆栽实验对地枇杷进行培养，盆栽实验在3.5 L塑料花盆中进行，每盆三棵地枇杷，每个实施例设置三个重复，实验期间每隔4天左右浇一次水，保持基质含水量在70%左右，共培养7个月。实验在温室中进行。

3、实验结果

（1）地枇杷生物量

对实施例1-11的地枇杷进行生物量的测定，地枇杷在尾砂基质中培养7个月后收获所有样品，植物样品先用自来水冲洗干净后分为根、茎、叶三个部分，再使用去离子水冲洗三遍，在110℃杀青15 min后，在70 ℃烘干至恒重，并记录下干重，每个处理三次重复。得到实施例1-11的地枇杷的生物量变化如表5所示。

表5 实施例1-11的地枇杷生物量（g）

	根	茎	叶	总重量
					实施例1	0.94	1.14	1.14	3.22
实施例2	0.12	0.23	0.23	0.58
					实施例3	0.40	0.84	0.84	2.08
实施例4	0.27	0.87	0.87	2.01
					实施例5	0.35	0.70	0.70	1.75
实施例6	0.24	0.45	0.45	1.14
					实施例7	0.00	0.00	0.00	0
实施例8	0.12	0.17	0.17	0.46
					实施例9	0.31	0.35	0.35	1.01
实施例10	0.58	0.54	0.54	1.66
					实施例11	0.85	1.16	1.16	3.17

地枇杷根的干重在实施例1-11不同复合改良基质下的变化如表5所示。从表5可以看出，地枇杷根干重在加入速效肥的处理（实施例3）比没有加入速效肥的处理（实施例2）明显增加，锑尾砂基质中施加速效肥能够促进地枇杷根干物质积累。泥炭土含量在10 重量份以下时对地枇杷根的干重影响不大，例如，与实施例3相比，实施例4、实施例5和实施例6处理对地枇杷根的干重没有明显变化。当基质中泥炭土添加量为10 重量份（实施例6）时，菌肥量为1.67、3.33和5 重量份时，地枇杷根的干重随着菌肥量的增加有增加趋势，但与实施例3相比实施例8、实施例9处理会显著降低地枇杷根干重，甚至在实施例7处理时地枇杷已经死亡。这表明泥炭土的添加量为10 重量份时，基质中加入菌肥能够提高地枇杷根重，但菌肥量不足会显著抑制地枇杷根干物质累积。基质中膨润土能够促进地枇杷根干物质的积累，而且地枇杷根干重在实施例11、实施例1处理时最大，分别比实施例3显著增加了111.3%和135.0%。因此对地枇杷根来说，所有基质配比中实施例11、实施例1对地枇杷根生长最为有利，为地枇杷生长的最佳尾砂基质配比。

地枇杷茎的干重在实施例1-11不同复合改良基质下的变化如表5所示。从表5可以看出，速效肥能够促进地枇杷茎的干物质积累，在添加速效肥的处理（实施例3）下地枇杷茎的干重比没有添加速效肥的处理（实施例2）明显增加。基质中添加泥炭土量较少（实施例4和实施例5）时对地枇杷茎干物质累积没有影响，但是高量的泥炭土（实施例6）会阻碍地枇杷茎的干物质积累，地枇杷茎干重在对实施例6处理时比实施例3显降低了34.5%。结果表明在基质中存在速效肥时，添加泥炭土并不能增加地枇杷茎的干物质累积，甚至在高添加量（10 重量份）时对地枇杷茎干重产生抑制作用。基质中泥炭土添加量为10重量份（实施例6）时，添加菌肥能够在一定程度上缓解基质中过量泥炭土的不利影响，促进地枇杷茎中干物质的积累，地枇杷茎的干重随着菌肥量的增加而增加，但与实施例3相比地枇杷茎干重在实施例7、实施例8、实施例9处理时显著降低。结果表明基质中泥炭土含量为10 重量份时，添加菌肥能够缓解高量泥炭土的副作用，但是这种缓解作用有限。基质中泥炭土和菌肥的添加量分别为10 重量份（实施例6）和3.33 重量份时，添加膨润土能够促进地枇杷茎干物质的累积，与实施例3相比地枇杷茎的干重在实施例10、实施例11和实施例1的处理有一定增加，而且在实施例1处理下比实施例3显著增加了45.2%。因此对地枇杷茎来说，实施例1为地枇杷茎生长最佳基质配比。

地枇杷叶的干重在实施例1-11不同复合改良基质下的变化如表5所示。从表5可以看出，地枇杷叶的干重在添加速效肥（实施例3）的处理比没有添加速效肥的处理（实施例2）明显增加。基质中泥炭土的添加不仅不会增加地枇杷叶的干重，而且高量的泥炭土（实施例6）能够抑制地枇杷叶片的干物质积累，地枇杷叶片的干重随着泥炭土添加量的增加而降低，在实施例6处理时比实施例3显著降低。这表明基质中添加泥炭土并不能增加地枇杷叶片的干重，而且高量泥炭土还会抑制地枇杷叶干物质积累。基质中泥炭土添加量为10 重量份（实施例6）时，添加菌肥虽然能够在一定程度上缓解过量泥炭土的抑制作用，促进地枇杷叶片干物质的积累，但是这种缓解作用有限，与实施例3相比，实施例7、实施例8和实施例9处理时地枇杷叶干重显著降低。

基质中泥炭土和菌肥的量分别为10 重量份（实施例6）和3.33 重量份，添加膨润土量为1 重量份时并不能增加地枇杷叶干物质的积累，地枇杷叶干重在实施例10处理时显著降低，仅为实施例3处理的64.3%，而添加膨润土量为2和3 重量份时能够促进叶片的干物质积累，地枇杷叶干重在实施例11和实施例1处理时分别比实施例3显著增加了37.5%和35.1%。结果表明对地枇杷叶来说，实施例11和实施例1处理是地枇杷叶生长的最佳基质配比。

（2）地枇杷重金属含量

鉴于实施例7处理时地枇杷已经死亡，我们对其他实施例中地枇杷根茎叶中重金属的含量进行了测量。地枇杷种植7个月后，称取0.2000 g的地枇杷烘干样品，使用5 mL的体积比为4:1的硝酸和高氯酸混合酸进行消解，消解液用于测定植物体内的重金属含量，其中锑和砷含量使用原子荧光光谱法测定（吉天AFS-810，北京，吉天仪器有限公司），铜、锌和铅使用火焰原子吸收法测定。得到地枇杷的根茎叶中的重金属含量如表6-表8所示。

表6 地枇杷的根茎叶中的重金属Sb和As含量（mg/kg）

尾沙中含有多种重金属，因此，有必要研究不同基质配比栽培条件下地枇杷体内重金属的富集情况。实施例1-11不同复合改良基质下地枇杷体内重金属含量如表6所示。

由表6可知，地枇杷体内锑的含量为根>茎>叶。与没有添加速效肥的处理（实施例2）相比，仅添加速效肥（实施例3）对地枇杷根和叶中锑的含量影响不大，但能显著降低锑在地枇杷茎中的含量，比实施例2显著降低了28.0%。基质中添加泥炭土能够降低地枇杷根和叶中锑的含量，而对茎中锑的含量没有影响。在实施例4、实施例5和实施例6处理下地枇杷根中锑的含量明显降低，分别为实施例3的69.1%、45.7%和44.1%，而地枇杷叶中锑的含量仅在实施例5、实施例6处理时比实施例3显著降低。基质中泥炭土添加量为10 重量份（实施例6），添加菌肥为3.33和5 重量份时地枇杷茎和叶中锑的含量变化不大，但地枇杷根中锑的含量显著降低，分别为实施例3的51.5%和51.0%。在实施例10、实施例11和实施例1处理下地枇杷根和叶中锑的含量与实施例3相比明显降低，而地枇杷茎中锑的含量没有变化。

地枇杷体内砷的含量为根>茎>叶。基质中添加速效肥能降低砷在地枇杷茎和叶中的含量，添加有速效肥的处理（实施例3）时地枇杷茎和叶中砷的含量比没有添加速效肥的处理（实施例2）有显著的降低，而对地枇杷根中的砷含量影响不大。基质中泥炭土的添加对地枇杷根茎叶中砷的含量影响不大，与实施例3相比地枇杷根茎叶中的砷含量在实施例4、实施例5和实施例6并没有明显不同。基质中泥炭土含量为10 重量份时（实施例6），添加3.33和5 重量份菌肥并不会降低地枇杷茎和叶中砷的含量，但能降低地枇杷根中砷的含量，甚至在实施例9处理时有显著降低，仅为实施例3的54.4%。基质中泥炭土和菌肥的含量分别为10和3.33 重量份时，添加膨润土对地枇杷叶中砷的含量影响不明显，地枇杷叶中砷的含量在实施例10、实施例11和实施例1处理下与实施例3相比没有明显区别，但是膨润土的添加能够促进地枇杷茎中砷的累积，甚至在实施例10处理时地枇杷茎中砷的含量比实施例3明显增加。另外，基质中添加膨润土量为1和2 重量份时，添加膨润土对地枇杷根中砷的含量影响不大，但当基质中的膨润土含量为3 重量份时，枇杷根中砷的含量显著下降，此时地枇杷根中砷的含量仅为实施例3的43.6%。这表明膨润土对地枇杷叶中砷的含量影响不大，但能促进地枇杷茎中砷的含量增加，而仅在高量膨润土时降低地枇杷根中砷的含量。

表7 根茎叶中的重金属Pb和Cu含量（mg/kg）

由表7所示，地枇杷体内的铅含量以叶>茎>根的规律分布。速效肥、泥炭土对地枇杷根茎叶中的铅含量影响不大，地枇杷根茎叶中铅的含量在添加速效肥的处理（实施例3）和没有添加速效肥的处理（实施例2）之间没有差别，在添加泥炭土的处理（实施例4、实施例5和实施例6）下与没有添加泥炭土的处理之间也没有明显差异。基质中泥炭土的添加量为10 重量份时（实施例6），添加3.33和5 重量份菌肥地枇杷根和茎中铅的含量变化不大，但叶中铅的含量在菌肥添加量为3.33 重量份时比实施例3显著增加了113.8%。这表明基质中菌肥的添加对地枇杷根和茎中铅的含量影响不大，但添加适量菌肥（实施例8）能增加地枇杷叶中铅的含量。基质中泥炭土、菌肥添加量分别为10和3.33 重量份时，膨润土的添加对地枇杷根和叶中铅的含量影响不大，而地枇杷茎中铅的含量在膨润土的添加量为1 重量份时显著增加，为实施例3的1.71倍。这表明基质中膨润土的添加对地枇杷根和叶中铅的含量没有影响，而低添加量的膨润土能够增加地枇杷茎中铅的含量。

地枇杷体内铜的含量分布为根>叶>茎。地枇杷根茎叶中铜的含量在添加速效肥的处理（实施例3）比没有添加速效肥的处理（实施例2）显著降低，这说明速效肥能够降低地枇杷体内铜的累积。地枇杷茎中铜的含量在实施例4、实施例5和实施例6处理下没有变化，但根中铜的含量在实施例4处理时明显增加，为实施例3的1.63倍，而地枇杷叶中铜的含量在泥炭土的添加量为实施例5处理时比实施例3显著增加了78.5%。这表明泥炭土的添加对地枇杷茎中铜的含量影响不大，但在泥炭土添加量为2.5和5重量份时能够分别促进根和叶中铜的累积。地枇杷茎中铜的含量在实施例8和实施例9处理下变化不大，而地枇杷根和叶中铜的含量在实施例8时分别比实施例3显著增加了56.7%和73.5%。这表明基质中泥炭土的添加对地枇杷茎中铜的含量影响不大，但适量的泥炭土（实施例8）能够增加地枇杷根和叶中铜的含量。地枇杷叶中铜的含量在实施例10、实施例11和实施例1处理下没有差异，但地枇杷根和茎中铜的含量在实施例11处理时显著增加，分别为实施例3的1.91和1.48倍，而在实施例10和实施例1处理没有区别。这说明基质中泥炭土和菌肥添加量分别为10和3.33 重量份时，地枇杷叶中铜含量并没有变化，而且地枇杷根和茎中铜的含量仅在膨润土添加量为2重量份时有所增加。

表8 地枇杷的根茎叶中的重金属Zn含量mg/kg

由表8可知，地枇杷体内锌的含量在实施例2和实施例3处理下为叶>根>茎，而在实施例10处理下为茎>根>叶，其他不同基质配比下锌的含量为根>叶>茎。基质中速效肥的添加能够降低地枇杷根和叶中锌的含量，地枇杷根和叶中锌的含量在添加速效肥的处理（实施例3）时明显低于没有添加速效肥的处理（实施例2），而对地枇杷茎中锌的含量影响不大。基质中泥炭土的添加对地枇杷茎和叶中锌的含量变化不大，但在泥炭土的添加量为2.5和10 重量份时枇杷根中锌的含量分别比实施例3显著增加了80.7%和45.4%。这说明基质中泥炭土的添加对地枇杷茎和叶中锌的含量影响不大，但添加泥炭土的量较高或较低时能够增加地枇杷根对锌的吸收。在实施例8和实施例9处理下地枇杷茎中锌的含量没有变化，根中锌的含量分别比实施例3显著增加了62.7%和49.7%，而叶中锌的含量仅在实施例8比实施例3增加了27.6%。结果表明基质中存在10 重量份泥炭土时，添加菌肥能够增加地枇杷根对锌的吸收，而仅在适量（实施例8）时增加锌在地枇杷叶中的累积。地枇杷叶中锌的含量在实施例10、实施例11和实施例1处理下变化不明显，但地枇杷根中锌的含量在实施例11处理时显著增加为实施例3的1.46倍，茎中锌的含量在实施例10处理时显著增加为实施例3的2.00倍。结果表明基质中泥炭土和菌肥的含量分别为10和3.33 重量份时，添加膨润土对地枇杷叶中锌的含量影响不大，但添加的膨润土为1和2 重量份时能够分别增加地枇杷茎和根中锌的含量。

（3）改良尾矿基质中营养元素含量

地枇杷种植7个月后，去除地枇杷土壤表面5 cm的表层土壤后，采集地枇杷根际生长区土壤样品用于pH、有机质含量和营养元素的测定。地枇杷根际土壤样品经风干后，去除枯枝落叶，采用四分法获取一部分土壤样品，研磨后全部通过孔径为2 mm的尼龙筛，其中一部分样品用于pH和铵态氮、有效磷和速效钾的测定，剩下土壤样品再全部通过孔径为0.25mm的尼龙筛后混匀，装入封口塑料袋备用。使用通过0.25 mm的样品用于有机质含量的测定。铵态氮、有效磷和速效钾测定按照《中华人民共和国农业行业标准NY/T1848-2010进行》。得到的结果如表9所示。

表9 根际生长区土壤的pH、有机质含量和营养元素

	pH	有机质 (g/kg)	铵态氮(g/kg)	有效磷(g/kg)	速效钾(g/kg)
						实施例1	6.96	8.46	117.87	117.87	237.10
实施例2	7.29	6.28	62.47	62.47	100.98
						实施例3	6.71	6.6	83.10	83.10	107.74
实施例4	6.85	7.36	145.15	145.15	146.25
						实施例5	6.86	7.21	121.56	121.56	152.53
实施例6	6.77	8.88	152.72	152.72	213.90
						实施例8	6.78	9.22	148.61	148.61	209.97
实施例9	6.78	8.54	121.04	121.04	209.85
						实施例10	6.77	8.7	126.61	126.61	185.80
实施例11	6.9	8.91	163.84	163.84	216.84

除实施例7以外，其他实施例不同复合改良基质下的pH值和有机质含量如表9所示。

不同基质配比条件下基质的pH值在6.71至7.29之间，属于中性土壤。加入速效肥的处理（实施例3）和没有加入速效肥的处理（实施例2）之间基质的pH值没有差异，而且基质pH值在实施例4、实施例5和实施例6处理下与实施例3并没有不同。结果表明速效肥和泥炭土对基质的pH影响不大。泥炭土含量为10 重量份，基质中添加菌肥基质的pH值比实施例3明显降低，但实施例8和实施例9处理之间并没有差异。同样，泥炭土和菌肥的添加量分别为10和3.33 重量份，基质中膨润土的添加量为1、2和3 重量份时基质pH比实施例3明显下降，而处理间并没有区别。

不同基质配比条件下基质有机质含量较低，在6.28-11.25 重量份之间。速效肥对基质中有机质含量没有影响，添加速效肥的处理（实施例3）与没有添加速效肥的处理（实施例2）之间基质中有机质的含量没有差异，而添加泥炭土的处理中基质的有机质的含量也仅在泥炭土的添加量为10 重量份时比实施例3显著增加了34.6%。基质中泥炭土含量为10 重量份，添加菌肥能够增加基质中有机质的含量，而且在实施例8处理时基质中有机质的含量比实施例3增加了70.5%和39.7%。基质中泥炭土和菌肥的含量分别为10和3.33 重量份，添加的膨润土能够促进基质中有机质含量的增加，在实施例10和实施例11处理时有机质含量比实施例3显著增加了31.8%和35.0%。

除实施例7以外，其他实施例不同复合改良基质下的铵态氮含量如表9所示。基质中铵态氮的含量在添加速效肥的处理（实施例3）和没有添加速效肥的处理之间没有差别。与实施例3相比泥炭土的添加能够增加基质中铵态氮的含量，但在实施例4、实施例5和实施例6之间基质中铵态氮的含量差别不大。基质中添加菌肥能够增加基质中铵态氮的含量，虽然与实施例3相比基质中铵态氮的含量分别增加了47.7%、78.8%和45.7%，但在实施例8和实施例9处理间差别不大。基质中泥炭土和菌肥的含量分别为10和3.33 重量份时，膨润土的添加能够增加基质中铵态氮的含量，在实施例10、实施例11和实施例1处理时基质中铵态氮的含量分别比实施例3增加了52.4%、97.2%和41.8%，而且在膨润土为2 重量份时比1和3 重量份有明显增加。

除实施例7以外，其他实施例不同复合改良基质下的有效磷含量如表9所示。在实施例3处理下基质中有效磷的含量比实施例2明显增加，表明速效肥能够增加基质中有效磷的含量。在实施例4、实施例5和实施例6处理时基质中有效磷的含量随着泥炭土添加量的增加而增加，而且在实施例6处理时比实施例3显著增加了33.3%。结果表明泥炭土的添加能够增加基质有效磷的含量。在实施例8和实施例9处理时，基质中有效磷随着添加菌肥量的增加而增加，而且在实施例8和实施例9处理时分别比实施例3明显增加了28.4%和40.8%。在实施例10、实施例11和实施例1处理时，基质中有效磷的含量随着膨润土添加量的增加而降低，但基质中有效磷的含量高于实施例3，而且在实施例10和实施例11时比实施例3显著增加了34.1%和29.2%。以上结果表明添加速效肥、泥炭土、菌肥和膨润土都能增加基质中有效磷的含量。

不同配比条件下基质中速效钾的含量如表9所示。基质中速效钾的含量在添加速效肥的处理（实施例3）和没有添加速效肥的处理（实施例2）之间差别不大。基质中速效钾含量在实施例4、实施例5和实施例6处理时分别比实施例3增加了35.7%、41.6%和98.5%，而且在实施例6处理下比实施例4和实施例5有显著增加。结果表明泥炭土的添加能够增加基质中速效钾的含量，而且高添加量的泥炭土下基质中速效钾的含量高于低中量的泥炭土添加。实施例8和实施例9处理时，基质中速效钾含量随着菌肥添加量的增加而增加，而且在实施例8和实施例9处理时分别比实施例3显著增加了94.9%和94.8%。与实施例3相比，基质中速效钾的含量在实施例10、实施例11和实施例1处理时分别显著增加了72.5%、101.3%和120.1%，而且在实施例1处理下比实施例10处理有显著的增加。结果表明膨润土能够增加基质中速效钾的含量，而且速效钾的含量在膨润土高添加量时比低添加量时增加明显。

地枇杷尾砂栽培中，实施例1的复合改良基质得到的地枇杷的根、茎、叶干物质积累量较大。

实施例1的复合改良基质条件下，基质pH、有机质、铵态氮、有效磷和速效钾分别为6.96、8.46 g/kg、117.87 mg/kg、107.03 mg/kg和237.10 mg/kg。基质中有机质、有效磷、速效钾含量高于纯尾砂基质。与未添加草炭土、菌肥和膨润土的处理相比，基质的pH下降、有机质含量增加，同时基质中铵态氮、有效磷和速效钾的含量增加。基质中添加泥炭土（10重量份）、菌肥（3.33重量份）和膨润土（3重量份）时能够增加基质中的养分，促进地枇杷生长。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用于修复锑矿区尾矿砂的复合改良基质，其特征在于，由如下重量份的组分组成：

菜园土250份、泥炭土10份、微生物菌肥3.33份、膨润土3份和化肥0.49份；

所述微生物菌肥包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌中的至少一种；

所述化肥为硝酸铵和磷酸二氢钾的组合；

所述硝酸铵和磷酸二氢钾的重量比为1：1.28；

所述复合改良基质在修复锑矿区尾矿砂时，先将复合改良基质与锑矿区尾矿砂混匀，然后种植修复植被，持续对锑矿区尾矿砂进行生态修复；

所述修复植被为地枇杷。

2.根据权利要求1所述的复合改良基质，其特征在于，所述菜园土为菜园红壤。

3.根据权利要求1所述的复合改良基质，其特征在于，所述复合改良基质与锑矿区尾矿砂的重量比为1：1-3.5。

4.根据权利要求1所述的复合改良基质，其特征在于，所述复合改良基质与锑矿区尾矿砂的重量比为1:2.8-3.2。