基于高寒矿区颗粒有机肥和羊板粪配施的无客土重构土壤理化性质分析.pdf

129中国土壤与肥料2023（7）doi：10.11838/sfsc.1673-6257.22335基于高寒矿区颗粒有机肥和羊板粪配施的 无客土重构土壤理化性质分析张玉芳1，李希来1*，金立群1，高志香1，马小雯1，张钰珑1，马瑞明1，寇建村2（1青海大学农牧学院，青海 西宁 810016；2西北农林科技大学草业与草原学院，陕西 咸阳 712100）摘要：为解决高寒矿区恢复植被退化和土壤肥力下降等问题，选用颗粒有机肥与牧区羊圈羊板粪作为试验材料，对青海木里矿区不同坡度改良土进行双因素随机区组控制试验，以期为高寒矿区生态恢复提供理论依据。羊板粪与矿山渣土配比设置 4 个水平，分别为 010（0m3/m2，S0）、1.510（0.03m3/m2，S1）、310（0.06m3/m2，S2）、4.510（0.09m3/m2，S3），颗粒有机肥施用量设 4 个水平，分别为 0kg/m2（M0）、1.2kg/m2（M1）、2.4kg/m2（M2）、3.6kg/m2（M3），羊板粪与颗粒有机肥两两组合共 16 个处理。分析不同配施处理下试验小区土壤理化性质和土壤酶活性，研究结果表明：（1）M3S2处理下平地土壤最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度分别是 M0S0处理（对照）的 3.9、4.1 和 1.8 倍，土壤容重相比 M0S0处理降低 42.8%；M3S2处理下坡地土壤最大持水量、毛管孔隙度分别比 M0S0处理高 70.6%和 75.0%，毛管持水量是 M0S0处理的 2.2 倍。（2）单施羊板粪及其与颗粒有机肥的配施处理，能提高平地土壤养分含量及土壤 pH，M1S3处理下平地土壤全氮、全磷、有机质含量分别是 M0S0处理的 2.0、1.9 和 1.9 倍，M3S2处理下铵态氮含量是 M0S0处理的 3.1 倍。M1S2处理下坡地土壤全氮含量比 M0S0处理显著提高 64.3%。（3）平地与坡地土壤脲酶活性分别在 M1S3、M3S3处理下显著提高。（4）土壤全氮、毛管孔隙度、铵态氮是影响土壤酶活性的驱动因子。总体来看，矿区平地无客土重构土壤以颗粒有机肥与羊板粪配施 M1S3处理效果最佳，矿区坡地无客土重构土壤采用 M3S2处理效果最好。关键词：木里矿区；颗粒有机肥；羊板粪；土壤理化性质；酶活性收稿日期：2022-05-30；录用日期：2022-07-31基金项目：中央财政林草科技推广示范项目（青 2021TG01 号）；青海省财政林业改革发展资金新技术推广项目（2021001）；高等学校学科创新引智计划（D18013）；青海省科技创新创业团队“三江源生态演变与管理创新团队”。作者简介：张玉芳（1998-），硕士研究生，主要从事矿区生态修复技术研究。E-mail：。通讯作者：李希来，E-mail：xilai-。煤炭资源在我国的能源结构中占据重要位置1。木里矿区煤炭资源储量 33 亿 t，煤质优良，地处青藏高原多年冻土区，环境条件恶劣，煤炭开采造成原有高寒沼泽湿地面积减少，矿区水源涵养、土壤保持、生物多样性保护功能下降等问题2，因此，开展木里矿区生态恢复意义重大。关于木里矿区植被恢复技术的研究目前已有一些报道3-7。高寒矿区人工植被建植初期，大播量、高施肥及覆盖无纺布，可保证植被迅速生长，但恢复 3 5 年后改良土养分下降，植被生长稀疏，矿区生态恢复速度缓慢。前人研究发现，覆土处理对高寒矿区植被恢复的效果较好8，但成本高，客土来源困难，不建议采用8。施肥是改良土壤营养物质的重要措施，在矿区生态恢复中应用较多。有机肥中含有大量的有机物质9，对改善土壤物理性质和提高土壤养分含量有重要作用，可作为高寒矿区改良土的首选材料。目前，矿区常用有机肥主要有秸秆还田10-12、家畜粪便13-16、污泥17-18、商品有机肥19-20等，由于成本原因，本研究采用当地牧区羊圈羊板粪和颗粒有机肥进行矿区渣土改良试验。高寒矿区周边牧户养殖羊群数量较多，羊粪经羊群践踏与细土混合形成的羊板粪，可作为高寒矿区改良土的首选材料。羊板粪未经腐熟，前期释放养分少，木里矿区年平均气温低于-4.2，而羊板粪快速腐熟温度要达到 50，这使得羊板粪腐熟过程减缓，从常规的施肥1 3年有效21，可实现施肥16年有效，羊板粪腐熟后释放养分，可满足后期人工植被生长需求。另外，羊板粪本身可作为结构 130中国土壤与肥料2023（7）物质与矿山渣土混合，形成有利于植被生长的改良土层。商品颗粒有机肥已经过腐熟处理，并在制作过程中加入了菌剂，不仅能满足前期植被生长的营养需求，还能为羊板粪的腐熟提供有益微生物。用渣土+羊板粪+颗粒有机肥拌合完成土壤重构，成为本次矿区生态恢复的主要措施。因此，本研究通过比较颗粒有机肥与羊板粪不同梯度配施下改良土理化性质及酶活性的差异，找出最佳配施颗粒有机肥与羊板粪用量，为高寒矿区植被恢复提供理论依据。1 材料与方法1.1 研究区概况木里矿区地处祁连山南麓腹地，是我国西部重要的安全生态屏障，矿区向北与祁连山国家公园相衔接，又是黄河上游重要水源涵养地。矿区地处高海拔高寒地带，气候寒冷，昼夜温差变化大，四季不分明，10 月至翌年 4 月为冰冻期，属于典型的高原大陆性气候。区内年平均日照时数 2164.9h，年平均气温为-4.2，最低气温为-35.6，最高气温为 19.8。全年大风天气接近 100d，平均风速 2.9m/s。年平均降水量为 477.1mm，降水多集中在 69 月，降雪多集中在 15 月，年平均蒸发量为 1049.9mm。本次试验所选坡地样地位于 99 7 45.94 E，38 6 52.16 N，海拔4061m，坡度为 28。平地样地位于 99 7 3 E，38 7 32 N，海拔 3991m。1.2 试验设计与样地布置羊 板 粪（N2.1%，P2O50.4%，有 机 质 15.8%）与渣土配比设置 4 个水平，分别为 010（0m3/m2，S0）、1.510（0.03m3/m2，S1）、310（0.06m3/m2，S2）、4.510（0.09m3/m2，S3），用等体积羊板粪替代等体积渣土。颗粒有机肥（有机质 45%，N+P2O5+K2O 5%）施用量设置 4 个水平，分别为0（M0）、1.2（M1）、2.4（M2）、3.6kg/m2（M3），颗粒有机肥与羊板粪两两组合共 16 个处理（M0S0、M0S1、M0S2、M0S3、M1S0、M1S1、M1S2、M1S3、M2S0、M2S1、M2S2、M2S3、M3S0、M3S1、M3S2、M3S3），每个处理重复 3 次，小区面积为 20m2（长5m，宽 4m）。平地样地土壤全氮 2.24g/kg、全磷 0.51g/kg、有机质 62.5g/kg、pH7.32，坡地样地土壤全氮 2.04g/kg、全磷 0.60g/kg、有机质 80.70g/kg、pH8.06。2021 年 6 月 5 日，分别在平地与坡地试验地，利用挖机将大于 5cm 的石块捡出，形成厚度为25cm 的土壤层，并间隔 30m 左右修建排水沟构建排水系统。羊板粪施入之前将等体积的渣土取出，后将等体积的羊板粪和 50%的设计用量颗粒有机肥施入，用挖土机、圆盘耙及人工方法将羊板粪和颗粒有机肥与渣土混匀，随后将剩下的 50%颗粒有机肥施入改良土基质中。最后将 225kg/hm2同比例播量的垂穗披碱草（Elymus nutans）、青海冷地早熟禾（Poa crymophila cv.Qinghai）、同德小花碱茅（Puccinellia tenuifloracv.Qinghai）、青海中华羊茅（Festuca sinensiscv.Qinghai）、青海草地早熟禾（Poa Pratensiscv.Qinghai）和 225kg/hm2牧草专用肥（总养分 35%，N18%，P2O512%，K2O5%）混匀，通过人工撒播方式撒播于地面。采用机械及人工方式对样地进行耙耱镇压，铺设无纺布（20g/m2）。表 1 不同处理施肥情况处理颗粒有机肥（kg/m2）羊板粪与渣土配比体积（m3/m2）施用量（kg/m2）M0S00 01000M0S101.5100.0315M0S20 3100.0630M0S304.5100.0945M1S01.2 01000M1S11.21.5100.0315M1S21.2 3100.0630M1S31.24.5100.0945M2S02.4 01000M2S12.41.5100.0315M2S22.4 3100.0630M2S32.44.5100.0945M3S03.6 01000M3S13.61.5100.0315M3S23.6 3100.0630M3S33.64.5100.09451.3 测定指标及方法1.3.1 采样方法与时间2021 年 8 月 15 日，利用五点取样法，采集各小区 0 20cm 土壤样品，风干研磨后过筛，测定土壤化学性质及酶活性指标。利用环刀在各小区取 131中国土壤与肥料2023（7）样，测定土壤物理性质。1.3.2 测定指标土壤 pH 用 PHS-25 酸度计测定，土水比为12.5，土壤有机质含量采用重铬酸钾氧化法测定22。土壤铵态氮、硝态氮、有效磷、全氮及全磷含量用德国 SEAL 型 AA3 连续流动分析仪测定。土壤容重、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度用环刀法测定23。土壤酶活性测定参照关松荫24的方法，土壤蔗糖酶活性采用 3，5-二硝基水杨酸比色法测定，土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定，其中，蔗糖酶活性以 24h 后 1g 土壤中葡萄糖的毫克数表示，脲酶活性以 24h 后 1g 土壤中 NH3-N的毫克数表示。1.4 数据统计与分析方法应用 Excel2010 进行数据整理、Origin2021 完成作图、SPSS26.0 完成统计分析、Canoco5.0 进行冗余分析。采用 Three-wayANOVA 检验颗粒有机肥、羊板粪及坡度对矿区改良土壤理化性质和酶活性的影响，并用 One-wayANOVA 进行方差分析，运用 LSD 检验方法进行多重比较。2 结果与分析2.1颗粒有机肥与羊板粪配施对木里矿区无客土重构土壤物理性质的影响表 2 结果显示，添加羊板粪对土壤容重、最大持水量、毛管持水量和毛管孔隙度影响极显著（P0.01）；坡度与羊板粪的交互作用和颗粒有机肥与羊板粪的交互作用对土壤容重、最大持水量影响显著（P0.05），说明单施羊板粪及其与颗粒有机肥的配施是改善渣土物理性质的关键措施。表 3 结果显示，平地与坡地土壤物理性质对不同施肥处理响应不同，平地土壤最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度显著高于坡地（P0.05），土壤容重显著低于坡地（P0.05）。在平地，M3S2处理下土壤容重最小，相比 M0S0处理，显著降低 42.8%（P0.05）。整体来看，矿区平地土壤物理性质明显好于坡地，颗粒有机肥与羊板粪配施对改善矿区平地土壤物理性质影响显著，其中以 M3S2处理效果最佳，坡地土壤物理性质虽然在各处理下未发生显著变化，但基本在 M3S2处理下改善最好。与未干扰高寒草甸土壤容重25与最大持水量26相比，M3S2处理下平地土壤容重、平地和坡地最大持水量恢复效果比较好，坡地土壤容重仍存在差异。表 2 不同因子及其交互作用对土壤理化性质及酶活性的影响指标SGSMGMSGM容重*NS*NS*NS最大持水量*NS*NS*NS毛管持水量*NS*NSNS*NS毛管孔隙度*NS*NSNSNSNS全氮NSNS*NS*NSNS全磷NS*NS*NS*有机质*NS*NSNSNSNS硝态氮NS*NSNSNS*铵态氮NSNSNSNS*NSNS有效磷NSNSNSNSNSNSNSpH*NS*NS*NSNS脲酶*NS*NS蔗糖酶NSNS*NSNSNSNS注：S 代表坡度，G 代表颗粒有机肥，M 代表羊板粪，*表示差异极显著（P0.01），*表示差异显著（P0.05）。132中国土壤与肥料2023（7）表 3 不同颗粒有机肥与羊板粪组合下木里矿区无客土重构土壤物理性质处理容重（g/cm3）最大持水量（g/kg）毛管孔隙度（%）毛管持水量（g/kg）平地坡地平地坡地平地坡地平地坡地M0S01.40.1abc1.40.1a278.670.4c232.415.1a34.44.3ef22.02.8a247.958.2bc146.610.5aM0S11.20.1bcde1.40.2a420.889.2bc233.071.2a47.56.3bcde21.71.3a394.387.0bc148.630.4aM0S21.00.1ef1.20.1a549.7159.9bc364.393.7a52.06.0ab35.910.8a512.7145.0bc305.8122.2aM0S31.10.0cdef1.40.2a453.721.8bc279.283.7a45.76.0bcdef33.68.4a413.068.6bc245.292.3aM1S01.30.2abcd1.60.1a311.585.6bc226.11.2a36.99.5def27.96.0a274.383.4bc171.445.5aM1S11.10.1cdef1.30.0a479.4139.5bc284.37.7a48.76.6bcd33.64.6a455.9149.8bc239.030.4aM1S21.00.1ef1.60.2a510.3145.5bc202.797.4a45.69.9bcdef26.27.7a453.2174.1bc167.280.7aM1S31.00.1def1.40.0a524.4161.9bc301.428.1a49.88.5abcd33.45.1a484.8152.9bc233.530.4aM2S01.60.1a1.50.0a218.018.5c228.741.8a33.51.0f23.51.2a205.215.4c151.314.3aM2S11.00.1ef1.30.4a504.4105.4bc370.8298.0a45.07.4bcdef34.417.9a450.7119.6bc325.0296.1aM2S21.00.0def1.20.1a468.686.3bc346.670.0a45.26.6bcdef38.27.0a426.492.0bc297.772.7aM2S30.90.1ef1.40.1a649.5153.3b251.664.7a50.84.8abc30.82.6a572.8129.9bc212.136.6aM3S01.40.1abc1.50.0a292.650.6c220.212.0a38.73.6bcdef27.76.5a276.751.4bc180.040.7aM3S11.50.0ab1.50.1a266.925.9c255.955.9a37.44.6cdef32.78.1a245.335.0bc219.671.6aM3S20.80.5f1.20.1a1086.7717.3a396.6108.2a62.620.8a38.511.0a1023.0699.8a328.5141.5aM3S31.00.0ef1.30.2a527.014.6bc295.3120.9a52.01.3ab35.110.7a506.115.1bc270.4135.1a平均值1.10.2B1.40.2A471.4262.2A280.6101.7B45.410.0A30.98.6B433.9251.6A227.6106.3B注：不同小写字母表示同一坡度不同处理间差异显著（P0.05），不同大写字母表示平地与坡地差异显著（P0.05）。2.2颗粒有机肥与羊板粪配施对木里矿区无客土重构土壤化学性质的影响表 2 结果显示，添加羊板粪对土壤全氮、全磷、有 机 质、硝 态 氮 含 量 及 pH 影 响 极 显 著（P0.01）；添加颗粒有机肥对土壤全磷含量影响 显 著（P0.05），对 硝 态 氮 含 量 影 响 极 显 著（P0.01）；不同坡度下土壤有机质含量及 pH 差异极显著（P0.01），坡地土壤有机质含量及 pH 显著高于平地；羊板粪与坡度的交互作用对土壤全氮和铵态氮含量影响显著（P0.05），对土壤全磷含量及 pH 影响极显著（P0.01）；不同坡度下，同时添加颗粒有机肥和羊板粪对土壤硝态氮含量影响极显著（P0.01），对土壤全磷含量影响显著（P0.05）。在坡地区，M1S2处理下土壤全氮含量最高，是 M0S0处理的 1.6 倍；M3S3处理下硝态氮含量最大，是 M0S0处理的 26 倍；M3S1处理下土壤 pH 显著下降 3.9%（P0.05）。总体来看，矿区平地区域土壤养分含量在 M1S3处理下相对较高，坡地区土壤养分在 M3S2处理下含量较高，且M1S3和 M3S2处理土壤全氮、全磷和有机质含量与周边自然高寒草甸相比4，土壤全磷含量仍存在差异。133中国土壤与肥料2023（7）efa defa bcda bcda faabca bcdaaa cdea bcda bcdaaba defa cdefaabcaaba eaabcaabcaaa deaabcaabcaaba dea bcda bcdaaba dea cdeaabaaba bcda cda bcda bcda da da ba bcda bcda bcda bcda bca bcda bcdaaa bcda g de defgabcabcd cdeabcd cde g deabcd cdeabcdeaa bcd fg e bcdefabcabcdeabab bcd efg de cdefgabcabcdeababcab0.00.20.40.60.81.01.21.4?g/kg?M0S0?050100150200250300350?g/kg?0123456?mg/kg?0.01.53.04.56.07.59.0BA?g/kg?M1S0M2S0M3S0M0S1M1S1M2S1M3S1M0S2M1S2M2S2M3S2M0S3M1S3M2S3M3S3图 1 不同颗粒有机肥与羊板粪组合下木里矿区无客土重构土壤全氮、全磷、有机质和铵态氮含量注：不同小写字母表示同一坡度不同处理间差异显著（P0.05），不同大写字母表示平地与坡地差异显著（P0.05）。下同。b c b bc b c b c b bc b bc b cab c b c b c b ca c b c b bca b baaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaeababbcdabcdaabcdeaababadabcdcdeababcdabcdabcdbcdebcdabcdcdabcdacd051015202530?mg/kg?0102030405060?mg/kg?012345678910pHM0S0M1S0M2S0M3S0M0S1M1S1M2S1M3S1M0S2M1S2M2S2M3S2M0S3M1S3M2S3M3S3图 2 不同颗粒有机肥与羊板粪组合下木里矿区无客土重构土壤硝态氮、有效磷含量和 pH 134中国土壤与肥料2023（7）2.3颗粒有机肥与羊板粪配施对木里矿区无客土重构土壤酶活性的影响表2结果显示，添加颗粒有机肥对土壤脲酶活性影响显著（P0.05），添加羊板粪对土壤蔗糖酶活性影响显著（P0.05），坡度与羊板粪的交互作用和颗粒有机肥与羊板粪的交互作用对土壤脲酶活性影响极显著（P0.01）。图3结果显示，不同施肥处理下平地土壤脲酶活性为0.5 3.1mg/（gd），蔗糖酶活性为15.3 30.0mg/（gd），同时坡地土壤脲酶活性为 0.4 3.4mg/（gd），蔗糖酶活性为 11.9 45.3mg/（gd），平地土壤脲酶活性高于坡地（P0.05）。在坡地区，M3S3处理下土壤脲酶活性达到最大，是 M0S0处理的 5.9倍，M1S3处理下蔗糖酶活性达到最大，是 M0S0处理的 5.6 倍。表 2 结果表明，添加羊板粪相比添加颗粒有机肥对矿区土壤理化性质及酶活性大部分指标的影响达到了极显著的水平，说明添加羊板粪相比颗粒有机肥更有利于无客土土壤重构。总体来看，M1S2处理对提高平地土壤酶活性效果最好，M3S3处理对提高坡地土壤酶活性效果最好，且 M1S2和 M3S3处理下土壤脲酶和蔗糖酶活性与周边自然高寒草甸土壤酶活性接近27。在高寒矿区渣土改良过程中，添加羊板粪相比颗粒有机肥更具有改良效果。2.4 土壤理化性质与酶活性之间的关系图 4 结果显示，第一序轴与第二序轴贡献率分 e efabc cdef cde cdefa cdef e fabc cdefababa cde e f cdecdef c c cabcd cdabccdef c c c edefd d d f f f de cdef f f f bcd bcabaadaaaabcdaabcdacdaabaaaaaabaabcaabaababcdaabaaaa0.00.51.01.52.02.53.03.54.0?0102030405060?mg/?g?d?M0S0M1S0M2S0M3S0M0S1M1S1M2S1M3S1M0S2M1S2M2S2M3S2M0S3M1S3M2S3M3S3?mg/?g?d?图 3 不同颗粒有机肥与羊板粪组合下木里矿区无客土重构土壤脲酶和蔗糖酶活性图4 不同施肥处理下土壤理化性质与酶活性的RDA冗余分析注：箭头长度和角度余弦反映了酶和土壤理化性质之间的关系。带有实箭头的蓝色线表示酶活性指标，带有空箭头的红色线表示土壤理化性质指标。Urease 代表脲酶、Invertas 代表蔗糖酶、MWC 代表最大持水量、CWC 代表毛管持水量、CP 代表毛管孔隙度、BD 代表容重、NO3-N 代表硝态氮、NH4+-N 代表铵态氮、TN 代表全氮、TP 代表全磷、AP 代表有效磷、OM 代表有机质。别为 32.45%和 36.87%，土壤全氮、毛管孔隙度、铵态氮与土壤酶活性密切相关，三者的贡献率分别达到 22.6%、7.0%和 2.9%（表 4），说明氮素供应和透气性是影响土壤酶活性的关键因子，土壤容重、毛管持水量、最大持水量、有效磷、有机质、全磷、硝态氮及 pH 对土壤酶活性无显著影响（P0.05）。表 4 土壤理化性质对酶活性的解释率指标贡献率（%）FP全氮22.627.50.002毛管孔隙度7.09.30.002铵态氮2.94.00.026毛管持水量0.81.10.292有效磷0.60.90.412土壤容重0.50.60.502最大持水量1.21.60.238硝态氮0.60.90.444有机质0.20.30.73pH0.10.20.83全磷0.30.30.69 135中国土壤与肥料2023（7）3 讨论3.1施颗粒有机肥和羊板粪对木里矿区无客土重构土壤物理性质的影响本研究发现，在矿山平地样地区，单施羊板粪或羊板粪与颗粒有机肥配施处理下土壤毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量增加明显，容重逐渐降低，而单施颗粒有机肥对土壤物理性质影响不显著，这表明添加羊板粪相比颗粒有机肥对矿区土壤物理性质的改善更为明显，原因可能是表面积较大的颗粒有机肥在提高土壤保水性能和透气性等方面效果不如羊板粪明显28。添加羊板粪相比颗粒有机肥能促进土壤微团聚体的形成，从而使土壤容重下降。土壤容重降低的同时，土壤紧实度和透气性得到改善，土壤孔隙度增加，土壤保水性能增强29。在坡地样地区，不同配施处理下土壤毛管持水量、最大持水量、毛管孔隙度及容重均未发生显著变化，这可能是坡地试验区土壤的水土流失较严重造成的30。因此，在渣山坡面土壤改良过程中，应加大羊板粪的添加，为矿山渣土土壤改良提供良好的基础。3.2 施颗粒有机肥和羊板粪对木里矿区无客土重构土壤化学性质的影响有机物料施入渣土土壤后，在土壤微生物和植物根系分泌物的共同作用下，所含有的氮、磷、钾等元素一部分由有机态转化为无机态释放到土壤中，一部分则转化为腐殖质31，因此，添加有机物料后土壤中的有机质及其它养分含量会提高。马坤等32研究发现，使用颗粒有机肥可以增加土壤全氮和有机质含量，对铵态氮和硝态氮含量无显著影响。本研究发现，颗粒有机肥对土壤养分无显著影响，这可能是矿区土壤贫瘠，加上施肥期限短，养分释放缓慢的原因。吴红等33研究发现，在高砂土中施入羊板粪可显著提高全氮、有效磷含量，李艳春等34研究发现，施用羊板粪后土壤全氮、全磷、有效磷含量与常规施用化肥无显著差异。闵星星等35研究发现，适量腐熟羊粪可提高土壤全氮、有机质、速效氮、全磷、有效磷等含量，生羊粪可提高土壤有机质、全氮、有效氮含量，对全磷和有效磷含量无显著影响。本研究结果显示，在平地样地区，适量羊板粪处理下土壤全氮、全磷、有机质、铵态氮、硝态氮含量显著提高，这种施肥引起的土壤肥力差异与羊板粪的腐熟程度、土壤类型及气候资源环境有关。有机肥中的有机质与微生物对土壤磷的转换比较迟钝36，所以有效磷在各处理下增幅不明显。土壤 pH 在各施肥处理下有增加趋势，这可能是因为羊粪本身是弱碱性肥料，短期内有机质矿化作用有限，导致随羊板粪施用量增加土壤 pH 呈上升趋势。在坡地样地区，各处理下仅全氮、硝态氮含量变化显著，其他养分无显著变化。一方面，因为坡地属于迎风坡，土壤温度低，降低了有机质矿化速率；另一方面，由于地势原因，机械对羊板粪与渣土混合不均匀，全磷、铵态氮、有效磷等养分含量在各处理间差异小。土壤温度和湿度对养分矿化和释放有很大影响37，平地试验地点位于矿坑底部，南北两面由渣山包围，西面是坡度将近 30 的坡面，独特的位置使其形成相对密闭的环境，土壤温度较高，加之土壤保水保肥力好，土壤微生物活性强，有利于羊板粪和颗粒有机肥料中养分的矿化与释放38，而坡地属于迎风坡，土壤温度较低，有机质矿化速率低。本试验处理只有两个月，后期植被凋落物归还及根系分泌物，可进一步增加土壤有机质含量，随着土壤有机质的积累，微生物结构和多样性逐步得到改善，矿区渣土将会逐渐具备土壤特征，渣土的改良效果会更好。3.3施颗粒有机肥和羊板粪对木里矿区无客土重构土壤酶活性的影响施肥后土壤酶活性增加是因为羊板粪和有机肥一方面可作为“加酶”肥料，另一方面可通过促进植物与微生物生长分泌酶39。研究证明，土壤水分、空气及热量状态对土壤酶活性影响显著，不同水热及空气组成状态下土壤酶活性存在明显差异40，适当的土壤湿度可提高土壤酶活性，较大土壤湿度可降低土壤酶活性41。这与本次平地试验区土壤脲酶活性高于坡地试验区的研究结果一致。土壤养分的存在形式和含量与土壤酶活性密切相关，土壤碳、氮和磷是微生物碳和氮的主要来源，土壤养分通过影响微生物的数量和类型来影响酶的活性42-43。本研究发现，土壤全氮和铵态氮是影响土壤酶活性的主要驱动因子，这与莫雪等44的研究结果一致。低浓度可利用性氮可促进微生物分泌胞外酶，而酶活性的提高可以分解有机质释放更多无机氮45，这可能是铵态氮与酶活性呈正相关关系的原因，同时土壤全氮可以促进植物根际微生物生长，136中国土壤与肥料2023（7）增强土壤微生物对酶的合成46。4 结论颗粒有机肥与羊板粪配施进行高寒矿区无客土重构土壤，显著提高了高寒矿区平地样地渣土养分含量，降低了渣土容重，提高了渣土最大持水量、毛管持水量和毛管孔隙度，激发了土壤脲酶活性。同时，颗粒有机肥与羊板粪配施显著提高了坡地样地渣土全氮含量、硝态氮含量、脲酶活性和蔗糖酶活性，但对坡地渣土物理性质的影响不显著。坡地处理的渣土最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、容重、脲酶活性显著低于平地样地，但渣土pH 和有机质含量显著高于平地样地。综合来看，添加羊板粪相比颗粒有机肥对矿区渣土改良效果更好。高寒矿区无客土重构土壤在平地样地区以 M1S3处理效果最佳，在坡地样地区以 M3S2处理效果最佳。参考文献：1 杨建平煤炭在我国能源安全战略中的作用J 煤炭经济研究，2002，3（12）：24-262 王锐，李希来，马钰，等青海圣雄煤矿煤矸石堆积对周边高寒湿地植被和土壤的影响J 土壤，2020，52（2）：386-3933 杨鑫光高寒矿区煤矸石山植被恢复潜力研究D 西宁：青海大学，20194 金立群多年冻土矿区渣山人工植被对微生物群落恢复的影响研究D 西宁：青海大学，20195 金立群，李希来，孙华方，等高寒矿区排土场不同坡向植被和土壤特征研究J 土壤，2020，52（4）：831-8396 李宏林，梁德飞，马丽，等不同恢复措施和生境对高寒矿区渣山植被恢复的影响J 青海科技，2021，28（5）：34-417 高志香，李希来，张静，等不同施肥处理对高寒矿区渣山改良土酶活性和理化性质的影响J 草地学报，2021，29（8）：1748-17568 王锐，李希来，张静四种覆土处理对高寒煤矿区排土场渣山植被恢复的影响J 草业学报，2020，29（7）：40-519 李三省有机肥腐熟窍门J 农家科技，2016（11）：1310 黄界颍秸秆还田对铜陵矿区土壤 Cd 形态及生物有效性的影响机理D 合肥：合肥工业大学，201311 朱慧可水稻有机质输入对矿区稻田土壤汞形态及暴露风险影响研究D 南京：南京大学，201512 沈秋华，樊姗娜，刘丹丹，等稀土矿区秸秆还田的经济与环境效应J 经济研究导刊，2019（8）：63-6413 冯鹏艳，梁利宝，许剑敏不同施肥处理对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和油菜产量的影响J 山西农业科学，2019，47（8）：1375-1379，141514 薛玉晨不同有机肥对矿区复垦土壤氮素矿化的影响J 应用与环境生物学报，2020，26（3）：1-1215 吕鉴于，高文俊，郝鲜俊，等不同有机肥对矿区复垦土壤磷素矿化特征研究J 灌溉排水学报，2020，39（4）：59-6716 张若扬，郝鲜俊，韩阳，等不同有机肥对采煤塌陷区土壤氮素矿化动态特征研究J 水土保持学报，2020，34（2）：717 孙永明，郭衡焕，孙辉明，等城市污泥在矿区废弃地复垦中应用的可行性研究J 环境科学与技术，2008，31（6）：22-2518 何士龙，钱奎梅，王丽萍，等污泥在矿区废弃地复垦中的应用实验J 环境科技，2009，22（4）：15-1719 邢虹娟山西省清城煤矿矿区土地破坏分析与复垦措施D 晋中：山西农业大学，201320 牛旭生物有机肥对矿区复垦土壤微生物多样性及小麦生长的影响D 太原：山西大学，201421 陈伯华，王会金羊粪的开发与利用J 山西农业，2001，3（7）：21-2222 鲍士旦土壤农化分析M 北京：中国农业出版社，200023 张万儒，许本彤森林土壤定位研究方法M 北京：中国林业出版社，198624 关松荫土壤酶及其研究法M 北京：农业出版社，198625 贺慧丹，李红琴，祝景彬，等黄河源高寒草甸封育条件下的土壤持水能力J 中国草地学报，2017，39（5）：62-6726 郑元铭，全小龙，乔有明，等高寒露天煤矿剥离物理化特性及其植物生长适宜性分析J 青海大学学报，2019，37（2）：22-27，3527 谭巧义三江源地区高寒草地土壤氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的分子生态学研究D 长沙：中南大学，201128 刘光荣，冯兆滨，刘秀梅，等不同有机肥源对红壤旱地耕层土壤性质的影响J 江西农业大学学报，2009，31（5）：927-932，93829 于菲，赵硕，赵影，等长期施用有机肥对松嫩平原西部盐碱土肥力和玉米产量的影响J 干旱地区农业研究，2022，40（2）：172-18030 王恒松，熊康宁，张芳美地形因子对喀斯特坡面水土流失影响的机理研究J 水土保持通报，2015，35（4）：731 李军营，邓小鹏，杨坤，等施用有机肥对植烟土壤理化性质的影响J 中国土壤与肥料，2012（3）：12-16，3432 马坤，芦光新，邓晔，等有机肥对垂穗披碱草根际微生物及土壤理化性质的影响J 草地学报，2022，30（3）：594-60233 吴红，刘海霞，周明夏，等羊粪还田对巨峰葡萄园土壤理化性质的影响J 广东农业科学，2018，45（12）：32-3734 李艳春，李兆伟，林伟伟，等施用生物质炭和羊粪对宿根连作茶园根际土壤微生物的影响J 应用生态学报，2018，29（4）：1273-128235 闵星星，马玉寿，李世雄，等羊粪对青海草地早熟禾草地 137中国土壤与肥料2023（7）生产力和土壤养分的影响J 草业科学，2014，31（6）：1039-104436 张敏，孙宝利，宋阿琳，等微生物多样性对土壤氮磷钾转化、酶活性及油菜生长的影响J 生态学报，2016，36（18）：5856-586437 SchmidtIK，JonassonS，MichelsenAMineralizationandmicrobialimmobilizationofNandPinarcticsoilsinrelationtoseason，temperatureandnutrientamendmentJ AppliedSoilEcology，1999，11（2）：147-16038 陶玥玥，王海候，施林林，等水生植物堆肥在太湖稻麦体系的适宜用量J 植物营养与肥料学报，2018，24（3）：712-71939 杨林，刘慧龙，张钦，等不同有机肥对茶园主要土壤酶活性的影响J 贵州科学，2015，33（5）：36-3940 杨红梅，陆梅，杨桂英高低产脂思茅松林土壤理化性质及其与酶活性关系J 亚热带水土保持，2011，23（1）：6-9，5441 张传更，高阳，张立明，等水分管理措施对施用有机肥麦田土壤酶活性和微生物群落结构的影响J 灌溉排水学报，2018，37（2）：38-4442 KandelerE，LuxhoiJ，TscherkoD，etalXylanase，invertaseandproteaseatthesoil-litterinterfaceofaloamysandJ SoilBiologyandBiochemistry，1999，31（8）：1171-117943 BurkeDJ，WeintraubMN，HewinsCR，etalRelationshipbetweensoilenzymeactivities，nutrientcyclingandsoilfungalcommunitiesinanorthernhardwoodforestJ SoilBiologyandBiochemistry，2011，43（4）：795-80344 莫雪，陈斐杰，游冲，等黄河三角洲不同植物群落土壤酶活性特征及影响因子分析J 环境科学，2020，41（2）：895-90445 孙悦，徐兴良，KuzyakovY根际激发效应的发生机制及其生态重要性J 植物生态学报，2014，38（1）：62-7546 LucasRW，CasperBB，JacksonJK，etalSoilmicrobialcommunitiesandextracellularenzymeactivityintheNewJerseyPinelands J SoilBiologyandBiochemistry，2007，39（10）：2508-2519Analysis of soil physicochemical properties based on combined application of granular organic fertilizer and sheep board manure in alpine mining areasZHANGYu-fang1，LIXi-lai1*，JINLi-qun1，GAOZhi-xiang1，MAXiao-wen1，ZHANGYu-long1，MARui-ming1，KOUJian-cun2（1CollegeofAgricultureandAnimalHusbandry，QinghaiUniversity，XiningQinghai810016；2CollegeofGrasslandAgriculture，NorthwestAgricultureandForestryUniversity，XianyangShaanxi712100）Abstract：Inordertosolvetheproblemsofreveg