洪悅+徐啟榮　朱江+王忍+劉明娜

摘 要：以大豆作物為試驗材料，用盆栽的方法研究以煤矸石為煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾土壤材料時，其不同的利用方式和用量對大豆籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀含量的影響。結(jié)果表明，以混合式的填充方式且煤矸石與土壤的配比濃度為20%～30%時，盆栽大豆籽粒中的氮磷鉀養(yǎng)分含量最高，說明煤矸石的此種利用方式適宜于旱地作物種植。

關(guān)鍵詞：煤矸石；利用方式；大豆籽粒；氮磷鉀

中圖分類號 S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）24-69-03

Influence of Gangue Utilization Types on NPK Contents in Soybean Seeds

Hong Yue et al.

（School of Resources and Environments，Anhui Agriculture University，Hefei 230036，China）

Abstract：Soya crops have been used as experiment subjects through pot-culture method to study the influence on the contents of nitrogen，phosphorus and potassium in soybean seeds with different utilization methods and dosages of gangues in coal mining subsidence area reclamation soil. The results show：the NPK contents in pot-cultured soybeans would reach its peak when using mixed filling type and the compounding concentration between gangue and soil is about 20%～30%，which also means this the most appropriate method to utilize gangue for dryland crop.

Key words：Gangue；Utilization types；Soybean seeds；NPK

以煤矸石作為煤礦塌陷區(qū)土壤復(fù)墾的材料，既可以解決土壤復(fù)墾過程中的材料來源問題[1-2]，又可以解決礦區(qū)因煤矸石堆放帶來的占地和環(huán)境問題，因而受到了廣泛關(guān)注[3-5]。但在以煤矸石為材料復(fù)墾后的土壤上作物的生長狀態(tài)，特別是作物品質(zhì)的研究卻鮮有報道。為此，筆者以大豆作物為試驗材料，用盆栽的方式研究復(fù)墾土壤中煤矸石不同的利用方式和不同的使用量的情況下，對大豆中籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀的影響，為煤矸石在煤礦塌陷區(qū)土壤復(fù)墾中的合理利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試作物：大豆，品種為豐豆8號。供試黃褐土和煤矸石均采自合肥，其基本理化性質(zhì)如表1。供施肥料：施爾特三元復(fù)合肥（15-15-15）。

表1 供試土壤、煤矸石基本理化性質(zhì)

[測定項＼&pH＼&有機(jī)質(zhì)（g/kg）＼&全氮

（g/kg）＼&有效磷（mg/kg）＼&速效鉀（mg/kg）＼&全磷

（g/kg） ＼&全鉀

（g/kg）＼&黃褐土＼&6.86＼&18.87＼&1.026＼&11.8＼&101.04＼&0.456＼&16.78＼&煤矸石＼&7.69＼&291.89＼&4.59＼&＼&＼&2.82＼&9.58＼&]

1.2 研究方法 將煤矸石和供試土壤按重量配比設(shè)定比例為10%、20%、30%、40% 4個濃度水平，分別以墊底和摻混2種填充模式裝入直徑為25.8cm、高為24.8cm的塑料盆體內(nèi)。記為處理1、2、3、4，同時設(shè)空白處理為對照（ck）。每個處理做3個平行，每盆總重4kg，以25kg/667m2的常規(guī)施肥量將復(fù)合肥混施入盆中。2013年5月26日將大豆浸種后，播種于處理過的塑料盆中，每盆種植大豆5～6粒，過20d后對盆中長勢不好的豆苗間除，每盆定植2棵，大豆的其它管理措施同大田。9月2日對大豆進(jìn)行分盆收割、打種處理后，進(jìn)行籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀含量的測定。

1.3 分析方法 全氮測定：H2SO4-H2O2消煮，凱氏法；全磷測定：H2SO4-H2O2消煮，鉬黃比色法；全鉀測定：H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法。

2 結(jié)果與分析

通過對各處理盆栽種植的大豆籽粒進(jìn)行氮磷鉀含量的測定，得結(jié)果如表2所示。

表2 大豆籽粒中氮磷鉀含量（%）

[填充方式＼&處理＼&全氮＼&全磷＼&全鉀＼&空白＼&ck＼&3.926±0.065＼&0.322±0.177＼&0.646±0.048＼&塾底式＼&1＼&3.408±0.017＼&0.269±0.009＼&0.649±0.057＼&2＼&3.286±0.244＼&0.337±0.011＼&0.665±0.009＼&3＼&3.505±0.181＼&0.278±0.017＼&0.644±0.058＼&4＼&3.019±0.222＼&0.264±0.021＼&0.554±0.031＼&混合式＼&1＼&2.869±0.037＼&0.306±0.027＼&0.659±0.027＼&2＼&3.228±0.187＼&0.388±0.024＼&0.649±0.022＼&3＼&2.879±0.104＼&0.278±0.009＼&0.643±0.019＼&4＼&2.794±0.061＼&0.245±0.109＼&0.609±0.026＼&]endprint

2.1 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中氮含量的影響 由表2可以看出：煤矸石無論是以墊底式或者混合式充填于土壤中，其各個處理大豆中的氮素的含量都低于不加煤矸石的空白對照處理。其中煤矸石的填充方式和使用量不同，差值不同。以不同配比濃度的水平處理上種植的大豆中氮的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理上種植大豆所測氮素含量之差值作圖，得出不同煤矸石處理水平下各處理與對照差值關(guān)系，如圖1所示。

圖1 對照與各處理間大豆中氮含量差值關(guān)系

由圖1可以看出，與對照相比，填充了煤矸石處理的盆栽大豆，其氮素含量皆低于空白值，差值變化在0.1%～0.3%。其中差值最大為混合式的填充方式，為處理4的0.28%；塾底式的填充方式盆栽的大豆氮含量值均高于混合式。由此說明，煤矸石以混合填充方式進(jìn)入土壤后，影響大豆對氮的吸收利用，以及對大豆固氮菌的程度要高于塾低式的填充方式。分析原因：一方面可能是因為煤矸石作為填充料時，其顆粒80%以上皆大于2mm，這種情況下與土壤混合后，造成了土壤中通氣孔增多，保肥保水能力下降。施入的肥料，如果沒有被大豆吸收，則很快就會在澆水量多時或者降雨大時，隨水流出盆外，從而影響了大豆在生長過程中對氮吸收的減少。而塾底式的處理方式則因為煤矸石沒有和土壤混合，土壤的結(jié)構(gòu)沒有受煤矸石的影響，所以土壤中養(yǎng)分的流失相對于混合式的就少；另一方面則與作物吸氮的特性有關(guān)。因為大豆中氮的吸收利用是通過固氮菌生成根瘤而發(fā)生的，在土壤中加入了煤矸石后，煤矸石的一些特性有可能影響到固氮菌的作用。由圖1可以看出，同一種填充方式，其大豆中氮素含量與空白值的差值隨著煤矸石配比濃度的增大而增大，特別是混合填充式更為明顯。是否可以認(rèn)為這樣的方式增加了根部與煤矸石的的接觸面積，造成了對固氮菌的影響加大，固氮能力下降，這需要做更進(jìn)一步的研究來證實。然后，就大面積煤矸石的施用，其施用方式混合式方式相對塾底式方式要方便，從這個角度講，混合式中20%的配比量是最好的；同時將氮肥分次施用，或許是解決土壤中因混入煤矸石后帶來的氮養(yǎng)分流失的方法之一。

2.2 煤矸石不同利用方式、不同填充量大豆籽粒中磷含量的影響 由表3可以看出，填充了煤矸石的盆栽大豆，其籽粒中磷素的含量與不加煤矸石的對照相比，無論是塾底式的還是混合式的都出現(xiàn)不同程度增加和降低的現(xiàn)象。以不同配比濃度處理的盆栽大豆中磷素含量的測定值與沒有填加煤矸石的空白對照盆栽大豆所測磷素含量之差作圖，即得不同煤矸石處理水平下各處理值與對照的差值關(guān)系，如圖2。由圖2可以看出：磷含量值增加所對應(yīng)的處理都在2種充填方式的處理2；增加幅度也基本上相同：塾底式的磷含量增加值為0.016%，而混合式的磷含量增加值為0.015%；其余的處理皆為降低，其中塾底式的處理4降低幅度最大為0.077%。從填充了煤矸石后盆栽的大豆中磷的含量變化分析，煤矸石的填充方式對其磷素的影響區(qū)別不大，對其影響的主是煤矸石在填充時的使用量。而實驗結(jié)果中煤矸石與土壤的配比為20%時，是大豆中磷素含量增加的原因?？赡苁沁@樣的比例更利于大豆對土壤磷養(yǎng)分的利用，同時因煤矸石中也含有一定量的磷養(yǎng)分，這樣的配比也有利于煤矸石的風(fēng)化，使其中的磷礦物活化并被大豆所吸收。因此，從磷養(yǎng)分的利用情況來看，煤矸石的量在20%時是比較適宜的配比。

圖2 對照與各處理間大豆中磷含量差值關(guān)系

2.3 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中鉀含量的影響 由表3可以看出，大豆中鉀素含量以對照與2種填充方式、4個不同水平處理的煤矸石配比相比，其含量有增加也有減少。用不同配比濃度處理分栽的大豆中鉀的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理盆栽大豆所測鉀素含量之差作圖，得到不同煤矸石處理水平下，各處理鉀素含量值與對照值差值的關(guān)系，如圖3。由圖3可以看出，2種充填方式的低配比處理水平10%和20%上種值的大豆其鉀含量皆為增加，其中塾底式的處理2的增幅最大，為0.019%，而混合式的為處理1，其增量為0.013%；而高配比濃度的30%和40%處理，其鉀含量則同為下降，其中塾底式的降低的幅度最大，為0.092%。（下轉(zhuǎn)114頁）（上接70頁）由圖3還可以看出，2種填充方式上種植的大豆中鉀素含量增加和減少的趨勢有差異：塾底式的表現(xiàn)為隨著煤矸石配比濃度的增大，大豆中的鉀含量呈由低到高再降低的趨勢，配比濃度為20%的處理2，為最高點；而混合式的增量最大點在處理1，而后則隨著煤矸石配比濃度增大，大豆中鉀素的含量不斷下降。如此的變化，很大程度上是因為填充了煤矸石的土壤，其土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如前述給大豆吸收土壤中氮養(yǎng)分的影響，同樣也影響到大豆對土壤中的鉀素養(yǎng)分的吸收，造成大豆中鉀素含量的減少；只是和土壤中氮養(yǎng)分不同的是，因為煤矸石中含有大量的鉀元素，會在生物和環(huán)境的作用下釋放到土壤中去，使土壤中鉀的養(yǎng)分增多，使得大豆對鉀的吸收增多，大豆中鉀的含量就增大。當(dāng)然這2個方面的原因，只是根據(jù)結(jié)果的推測，究竟確切如何，還需做詳細(xì)的研究。通過比對可以認(rèn)為，20%左右煤矸石的配比是提供作物吸收利用土壤鉀素的最佳比例。

圖3 對照與各處理間大豆中鉀含量差值關(guān)系

3 結(jié)論

通過以大豆作為復(fù)墾土壤填充煤矸石處理后的盆栽試驗作物，對其籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀含量測定，得到如下結(jié)論：

（1）以煤矸石作為復(fù)墾土壤填充材料時，作物對土壤中的氮素養(yǎng)分的吸收利用會因土壤填充了煤矸石后物理性能的改變而受到影響。其中，混合式的填充方式的影響大于塾底式的，煤矸石配比濃度高的，大于配比濃度低的。

（2）作物對土壤中的磷素和鉀素養(yǎng)分的吸收利用，因煤矸石中含有較多的磷和鉀的礦物質(zhì)，因此相比于氮要復(fù)雜，但總的來說是混合式的填充方式，煤矸石的配比濃度在20%有利于作物對這2種養(yǎng)分的吸收。

（3）綜上所述，煤矸石作為煤礦塌陷區(qū)土壤復(fù)墾材料使用時，從作物對氮磷鉀吸收利用和經(jīng)濟(jì)方便的角度出發(fā)，在旱地種植的情況下，混合式填充方式、煤矸的配比濃度以20%～30%為宜。

參考文獻(xiàn)

[1]呂珊蘭，趙景逮.煤矸石風(fēng)化物復(fù)墾種植中的氮素營養(yǎng)[J].冶金礦山設(shè)計與建設(shè)，1997，29（4）：59-63.

[2]沈榮喜，劉長武，吳秀儀.煤矸石預(yù)先回填塌陷區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國礦業(yè)，2007，16（10）：39-41.

[3]胡振琪.煤礦區(qū)采動于復(fù)墾土壤存在的問題與對策[J].能源環(huán)境保護(hù)，2003，17（3）：3-10.

[4]姜振泉，李雷.煤矸石的環(huán)境問題及其資源化利用[J].環(huán)境科學(xué)研究，1998（3）：57-59.

[5]張靜雯，張成梁，宋楠，等.煤矸石渣土改良及其效果研究[J].水土保持通報，2011，31（4）：227-231.

（責(zé)編：張宏民）

2.1 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中氮含量的影響 由表2可以看出：煤矸石無論是以墊底式或者混合式充填于土壤中，其各個處理大豆中的氮素的含量都低于不加煤矸石的空白對照處理。其中煤矸石的填充方式和使用量不同，差值不同。以不同配比濃度的水平處理上種植的大豆中氮的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理上種植大豆所測氮素含量之差值作圖，得出不同煤矸石處理水平下各處理與對照差值關(guān)系，如圖1所示。

圖1 對照與各處理間大豆中氮含量差值關(guān)系

由圖1可以看出，與對照相比，填充了煤矸石處理的盆栽大豆，其氮素含量皆低于空白值，差值變化在0.1%～0.3%。其中差值最大為混合式的填充方式，為處理4的0.28%；塾底式的填充方式盆栽的大豆氮含量值均高于混合式。由此說明，煤矸石以混合填充方式進(jìn)入土壤后，影響大豆對氮的吸收利用，以及對大豆固氮菌的程度要高于塾低式的填充方式。分析原因：一方面可能是因為煤矸石作為填充料時，其顆粒80%以上皆大于2mm，這種情況下與土壤混合后，造成了土壤中通氣孔增多，保肥保水能力下降。施入的肥料，如果沒有被大豆吸收，則很快就會在澆水量多時或者降雨大時，隨水流出盆外，從而影響了大豆在生長過程中對氮吸收的減少。而塾底式的處理方式則因為煤矸石沒有和土壤混合，土壤的結(jié)構(gòu)沒有受煤矸石的影響，所以土壤中養(yǎng)分的流失相對于混合式的就少；另一方面則與作物吸氮的特性有關(guān)。因為大豆中氮的吸收利用是通過固氮菌生成根瘤而發(fā)生的，在土壤中加入了煤矸石后，煤矸石的一些特性有可能影響到固氮菌的作用。由圖1可以看出，同一種填充方式，其大豆中氮素含量與空白值的差值隨著煤矸石配比濃度的增大而增大，特別是混合填充式更為明顯。是否可以認(rèn)為這樣的方式增加了根部與煤矸石的的接觸面積，造成了對固氮菌的影響加大，固氮能力下降，這需要做更進(jìn)一步的研究來證實。然后，就大面積煤矸石的施用，其施用方式混合式方式相對塾底式方式要方便，從這個角度講，混合式中20%的配比量是最好的；同時將氮肥分次施用，或許是解決土壤中因混入煤矸石后帶來的氮養(yǎng)分流失的方法之一。

2.2 煤矸石不同利用方式、不同填充量大豆籽粒中磷含量的影響 由表3可以看出，填充了煤矸石的盆栽大豆，其籽粒中磷素的含量與不加煤矸石的對照相比，無論是塾底式的還是混合式的都出現(xiàn)不同程度增加和降低的現(xiàn)象。以不同配比濃度處理的盆栽大豆中磷素含量的測定值與沒有填加煤矸石的空白對照盆栽大豆所測磷素含量之差作圖，即得不同煤矸石處理水平下各處理值與對照的差值關(guān)系，如圖2。由圖2可以看出：磷含量值增加所對應(yīng)的處理都在2種充填方式的處理2；增加幅度也基本上相同：塾底式的磷含量增加值為0.016%，而混合式的磷含量增加值為0.015%；其余的處理皆為降低，其中塾底式的處理4降低幅度最大為0.077%。從填充了煤矸石后盆栽的大豆中磷的含量變化分析，煤矸石的填充方式對其磷素的影響區(qū)別不大，對其影響的主是煤矸石在填充時的使用量。而實驗結(jié)果中煤矸石與土壤的配比為20%時，是大豆中磷素含量增加的原因?？赡苁沁@樣的比例更利于大豆對土壤磷養(yǎng)分的利用，同時因煤矸石中也含有一定量的磷養(yǎng)分，這樣的配比也有利于煤矸石的風(fēng)化，使其中的磷礦物活化并被大豆所吸收。因此，從磷養(yǎng)分的利用情況來看，煤矸石的量在20%時是比較適宜的配比。

圖2 對照與各處理間大豆中磷含量差值關(guān)系

2.3 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中鉀含量的影響 由表3可以看出，大豆中鉀素含量以對照與2種填充方式、4個不同水平處理的煤矸石配比相比，其含量有增加也有減少。用不同配比濃度處理分栽的大豆中鉀的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理盆栽大豆所測鉀素含量之差作圖，得到不同煤矸石處理水平下，各處理鉀素含量值與對照值差值的關(guān)系，如圖3。由圖3可以看出，2種充填方式的低配比處理水平10%和20%上種值的大豆其鉀含量皆為增加，其中塾底式的處理2的增幅最大，為0.019%，而混合式的為處理1，其增量為0.013%；而高配比濃度的30%和40%處理，其鉀含量則同為下降，其中塾底式的降低的幅度最大，為0.092%。（下轉(zhuǎn)114頁）（上接70頁）由圖3還可以看出，2種填充方式上種植的大豆中鉀素含量增加和減少的趨勢有差異：塾底式的表現(xiàn)為隨著煤矸石配比濃度的增大，大豆中的鉀含量呈由低到高再降低的趨勢，配比濃度為20%的處理2，為最高點；而混合式的增量最大點在處理1，而后則隨著煤矸石配比濃度增大，大豆中鉀素的含量不斷下降。如此的變化，很大程度上是因為填充了煤矸石的土壤，其土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如前述給大豆吸收土壤中氮養(yǎng)分的影響，同樣也影響到大豆對土壤中的鉀素養(yǎng)分的吸收，造成大豆中鉀素含量的減少；只是和土壤中氮養(yǎng)分不同的是，因為煤矸石中含有大量的鉀元素，會在生物和環(huán)境的作用下釋放到土壤中去，使土壤中鉀的養(yǎng)分增多，使得大豆對鉀的吸收增多，大豆中鉀的含量就增大。當(dāng)然這2個方面的原因，只是根據(jù)結(jié)果的推測，究竟確切如何，還需做詳細(xì)的研究。通過比對可以認(rèn)為，20%左右煤矸石的配比是提供作物吸收利用土壤鉀素的最佳比例。

圖3 對照與各處理間大豆中鉀含量差值關(guān)系

3 結(jié)論

通過以大豆作為復(fù)墾土壤填充煤矸石處理后的盆栽試驗作物，對其籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀含量測定，得到如下結(jié)論：

（1）以煤矸石作為復(fù)墾土壤填充材料時，作物對土壤中的氮素養(yǎng)分的吸收利用會因土壤填充了煤矸石后物理性能的改變而受到影響。其中，混合式的填充方式的影響大于塾底式的，煤矸石配比濃度高的，大于配比濃度低的。

（2）作物對土壤中的磷素和鉀素養(yǎng)分的吸收利用，因煤矸石中含有較多的磷和鉀的礦物質(zhì)，因此相比于氮要復(fù)雜，但總的來說是混合式的填充方式，煤矸石的配比濃度在20%有利于作物對這2種養(yǎng)分的吸收。

（3）綜上所述，煤矸石作為煤礦塌陷區(qū)土壤復(fù)墾材料使用時，從作物對氮磷鉀吸收利用和經(jīng)濟(jì)方便的角度出發(fā)，在旱地種植的情況下，混合式填充方式、煤矸的配比濃度以20%～30%為宜。

參考文獻(xiàn)

[1]呂珊蘭，趙景逮.煤矸石風(fēng)化物復(fù)墾種植中的氮素營養(yǎng)[J].冶金礦山設(shè)計與建設(shè)，1997，29（4）：59-63.

[2]沈榮喜，劉長武，吳秀儀.煤矸石預(yù)先回填塌陷區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國礦業(yè)，2007，16（10）：39-41.

[3]胡振琪.煤礦區(qū)采動于復(fù)墾土壤存在的問題與對策[J].能源環(huán)境保護(hù)，2003，17（3）：3-10.

[4]姜振泉，李雷.煤矸石的環(huán)境問題及其資源化利用[J].環(huán)境科學(xué)研究，1998（3）：57-59.

[5]張靜雯，張成梁，宋楠，等.煤矸石渣土改良及其效果研究[J].水土保持通報，2011，31（4）：227-231.

（責(zé)編：張宏民）

2.1 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中氮含量的影響 由表2可以看出：煤矸石無論是以墊底式或者混合式充填于土壤中，其各個處理大豆中的氮素的含量都低于不加煤矸石的空白對照處理。其中煤矸石的填充方式和使用量不同，差值不同。以不同配比濃度的水平處理上種植的大豆中氮的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理上種植大豆所測氮素含量之差值作圖，得出不同煤矸石處理水平下各處理與對照差值關(guān)系，如圖1所示。

圖1 對照與各處理間大豆中氮含量差值關(guān)系

由圖1可以看出，與對照相比，填充了煤矸石處理的盆栽大豆，其氮素含量皆低于空白值，差值變化在0.1%～0.3%。其中差值最大為混合式的填充方式，為處理4的0.28%；塾底式的填充方式盆栽的大豆氮含量值均高于混合式。由此說明，煤矸石以混合填充方式進(jìn)入土壤后，影響大豆對氮的吸收利用，以及對大豆固氮菌的程度要高于塾低式的填充方式。分析原因：一方面可能是因為煤矸石作為填充料時，其顆粒80%以上皆大于2mm，這種情況下與土壤混合后，造成了土壤中通氣孔增多，保肥保水能力下降。施入的肥料，如果沒有被大豆吸收，則很快就會在澆水量多時或者降雨大時，隨水流出盆外，從而影響了大豆在生長過程中對氮吸收的減少。而塾底式的處理方式則因為煤矸石沒有和土壤混合，土壤的結(jié)構(gòu)沒有受煤矸石的影響，所以土壤中養(yǎng)分的流失相對于混合式的就少；另一方面則與作物吸氮的特性有關(guān)。因為大豆中氮的吸收利用是通過固氮菌生成根瘤而發(fā)生的，在土壤中加入了煤矸石后，煤矸石的一些特性有可能影響到固氮菌的作用。由圖1可以看出，同一種填充方式，其大豆中氮素含量與空白值的差值隨著煤矸石配比濃度的增大而增大，特別是混合填充式更為明顯。是否可以認(rèn)為這樣的方式增加了根部與煤矸石的的接觸面積，造成了對固氮菌的影響加大，固氮能力下降，這需要做更進(jìn)一步的研究來證實。然后，就大面積煤矸石的施用，其施用方式混合式方式相對塾底式方式要方便，從這個角度講，混合式中20%的配比量是最好的；同時將氮肥分次施用，或許是解決土壤中因混入煤矸石后帶來的氮養(yǎng)分流失的方法之一。

2.2 煤矸石不同利用方式、不同填充量大豆籽粒中磷含量的影響 由表3可以看出，填充了煤矸石的盆栽大豆，其籽粒中磷素的含量與不加煤矸石的對照相比，無論是塾底式的還是混合式的都出現(xiàn)不同程度增加和降低的現(xiàn)象。以不同配比濃度處理的盆栽大豆中磷素含量的測定值與沒有填加煤矸石的空白對照盆栽大豆所測磷素含量之差作圖，即得不同煤矸石處理水平下各處理值與對照的差值關(guān)系，如圖2。由圖2可以看出：磷含量值增加所對應(yīng)的處理都在2種充填方式的處理2；增加幅度也基本上相同：塾底式的磷含量增加值為0.016%，而混合式的磷含量增加值為0.015%；其余的處理皆為降低，其中塾底式的處理4降低幅度最大為0.077%。從填充了煤矸石后盆栽的大豆中磷的含量變化分析，煤矸石的填充方式對其磷素的影響區(qū)別不大，對其影響的主是煤矸石在填充時的使用量。而實驗結(jié)果中煤矸石與土壤的配比為20%時，是大豆中磷素含量增加的原因?？赡苁沁@樣的比例更利于大豆對土壤磷養(yǎng)分的利用，同時因煤矸石中也含有一定量的磷養(yǎng)分，這樣的配比也有利于煤矸石的風(fēng)化，使其中的磷礦物活化并被大豆所吸收。因此，從磷養(yǎng)分的利用情況來看，煤矸石的量在20%時是比較適宜的配比。

圖2 對照與各處理間大豆中磷含量差值關(guān)系

2.3 煤矸石不同利用方式、不同填充量對大豆籽粒中鉀含量的影響 由表3可以看出，大豆中鉀素含量以對照與2種填充方式、4個不同水平處理的煤矸石配比相比，其含量有增加也有減少。用不同配比濃度處理分栽的大豆中鉀的測定值與沒有填充煤矸石的空白對照處理盆栽大豆所測鉀素含量之差作圖，得到不同煤矸石處理水平下，各處理鉀素含量值與對照值差值的關(guān)系，如圖3。由圖3可以看出，2種充填方式的低配比處理水平10%和20%上種值的大豆其鉀含量皆為增加，其中塾底式的處理2的增幅最大，為0.019%，而混合式的為處理1，其增量為0.013%；而高配比濃度的30%和40%處理，其鉀含量則同為下降，其中塾底式的降低的幅度最大，為0.092%。（下轉(zhuǎn)114頁）（上接70頁）由圖3還可以看出，2種填充方式上種植的大豆中鉀素含量增加和減少的趨勢有差異：塾底式的表現(xiàn)為隨著煤矸石配比濃度的增大，大豆中的鉀含量呈由低到高再降低的趨勢，配比濃度為20%的處理2，為最高點；而混合式的增量最大點在處理1，而后則隨著煤矸石配比濃度增大，大豆中鉀素的含量不斷下降。如此的變化，很大程度上是因為填充了煤矸石的土壤，其土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如前述給大豆吸收土壤中氮養(yǎng)分的影響，同樣也影響到大豆對土壤中的鉀素養(yǎng)分的吸收，造成大豆中鉀素含量的減少；只是和土壤中氮養(yǎng)分不同的是，因為煤矸石中含有大量的鉀元素，會在生物和環(huán)境的作用下釋放到土壤中去，使土壤中鉀的養(yǎng)分增多，使得大豆對鉀的吸收增多，大豆中鉀的含量就增大。當(dāng)然這2個方面的原因，只是根據(jù)結(jié)果的推測，究竟確切如何，還需做詳細(xì)的研究。通過比對可以認(rèn)為，20%左右煤矸石的配比是提供作物吸收利用土壤鉀素的最佳比例。

圖3 對照與各處理間大豆中鉀含量差值關(guān)系

3 結(jié)論

通過以大豆作為復(fù)墾土壤填充煤矸石處理后的盆栽試驗作物，對其籽粒中養(yǎng)分元素氮磷鉀含量測定，得到如下結(jié)論：

（1）以煤矸石作為復(fù)墾土壤填充材料時，作物對土壤中的氮素養(yǎng)分的吸收利用會因土壤填充了煤矸石后物理性能的改變而受到影響。其中，混合式的填充方式的影響大于塾底式的，煤矸石配比濃度高的，大于配比濃度低的。

（2）作物對土壤中的磷素和鉀素養(yǎng)分的吸收利用，因煤矸石中含有較多的磷和鉀的礦物質(zhì)，因此相比于氮要復(fù)雜，但總的來說是混合式的填充方式，煤矸石的配比濃度在20%有利于作物對這2種養(yǎng)分的吸收。

（3）綜上所述，煤矸石作為煤礦塌陷區(qū)土壤復(fù)墾材料使用時，從作物對氮磷鉀吸收利用和經(jīng)濟(jì)方便的角度出發(fā)，在旱地種植的情況下，混合式填充方式、煤矸的配比濃度以20%～30%為宜。

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（責(zé)編：張宏民）