不同草坪草对矿区中水灌溉及土壤改良措施的适应性评价研究

摘要

针对神东矿区所处地理位置、自然条件以及近年来中心美化区草坪建植工作中所遇到的问题，以中水草坪灌溉区为对象，采用取样调查的方法，详细调查分析了典型污水处理厂处理前后原水与处理后水水质，比较了草坪区与地被区土壤盐碱化效应，全面分析了草坪中水灌溉的风险，并从草坪草混播的设计、中水处理与利用、土壤改良与复壮研究入手，通过评价不同混播方案、不同水质、不同土壤基质草坪草的适应性表现，分析混播思路的可行性，并结合水质指标、土壤指标分析中水处理及土壤改良效果。得出如下主要结论:
　　1.从矿区水质来看，污水处理厂对矿井水和生活污水盐分的去除率均很低，几乎没有除盐的功效。对典型污水厂水质长期监测显示，活鸡兔矿井水处理厂中水总的含盐量为1300～2800mg/L，电导率值为1800～4000μs/cm，pH值为7.3～8.6。黑炭沟生活污水处理厂中水总的含盐量为800～1500mg/L，电导率值为1000～1600μs/cm，pH值为7.06～8.77。经污水厂处理后中水含盐仍较高。
　　2.对中水灌溉区土壤取样分析表明，草坪和地被土壤全盐量和碱化度(ESP)均显著高于其对照区，这种差异在草坪中更加显著。中水灌溉草坪与地被土壤全盐量较对照分别上升了84.2％和26％;碱化度上升幅度为145.8％和64.5％。土壤中离子以K++Na+和SO42-为主，这与中水中较高浓度的K++Na+与SO42-相符合。中水灌溉使土壤发生不同程度的盐碱化，中水长期且不合理的灌溉是草坪草枯黄和死亡的主要原因，中水用于草坪灌溉风险不容忽视。
　　3.在矿区中水灌溉条件下进行绿化，时应兼顾植物适应性同时首先选择较耐盐植物，确保在中水长期灌溉下盐分的累积不会对植物造成胁迫危害，以延长植物的利用年限。中水灌溉条件下适宜植物种的选择是矿区成功绿化的关键。草坪草耐盐性试验结果得出，草地早熟禾“新哥来德”、“黑宝”、“奖品”，高羊茅“凌志”，多年生黑麦草“首相”耐盐性较强;对种而言，多年生黑麦草＞高羊茅＞草地早熟禾。
　　4.速生型保护种+核心种的草坪草混播选种思路适合于指导高盐中水灌溉下建坪时草种的选择。保护种应保持一定播量，以确保该草种迅速覆盖地面。多年生黑麦草为保护种时，与草地早熟禾混播可建高质量观赏草坪，可作为矿区主城区公园、医院、学校等公共场所作观赏草坪，多年生黑麦草播种比例在20％～40％;高羊茅为保护种时，可作为矿区只要求绿化、不要求观赏的大片空地或斜坡的建植材料，其播种比例应不低于30％。
　　5.矿井中水经反渗透系统深度除盐后效果较为理想，经反渗透膜处理的中水水质完全满足灌溉用水的标准，平均去除率可达到90％以上，特别是Ca2+和CO32-的去除率几乎达到了100％。处理后的含盐量平均在250 mg/L，大大优于1000 mg/L灌溉用水标准。矿井中水与反渗透水混合有效降低了矿井中水的矿化度，同时矿井中水富含植物生长的营养物质，能促进种子萌发和植物的生长。将该水用于草坪灌溉草坪草表现出较强的生长和生理优势。采用矿井中水与反渗透水1∶1相混合的方法，既可以减少对反渗透设备的消耗，又不违背满足绿化用水的要求，在一定程度上起到了源头控制的目的。
　　6.土壤改良措施中，污泥改良增加有机质、全氮、全磷，可会带来盐分增加;污泥短时间内增加速氮、速磷供应;碳粉稳定的增加速磷含量。增施石膏能稳定增加土壤中Ca2+、Mg2+离子含量，进而有效降低HCO3-离子含量、pH值和碱化度，尤其在清水灌溉配合下碱化度降幅更大。石膏改良有效促进草坪草种子的萌发、幼苗的生长，进而加快草坪草出苗与成坪，提高了草坪质量，在矿井中水与反渗透水1∶1混合灌溉或直接反渗透水灌溉草坪草表现更好。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 中水概述

1．1．1 中水概念

1．1．2 中水特点

1．1．3 中水回用的意义

1．2 中水回用历史

1．2．1 国外中水回用历史

1．2．2 国内中水回用历史

1．2．3 神东矿区中水回用历史

1．3 中水灌溉研究进展

1．3．1 中水灌溉对土壤的影响

1．3．2 中水灌溉对植物的影响

1．4 中水草坪灌溉研究现状

1．5 神东矿区中水利用现状

1．6 研究目的与意义

2 研究区概况

2．1 地理位置

2．2 气候条件

2．3 土壤特征

2．4 植被特征

2．5 水资源特点

3 研究内容与方法

3．1 草坪灌区典型水处理厂水质监测与分析

3．2 中水灌溉区土壤盐碱化调查及风险分析

3．3 草坪草耐盐性评价及中水灌溉下混播适应性研究

3．4 草坪草对中水灌溉的响应及适应性评价

3．5 草坪草对不同土壤改良措施的适应性及土壤改良效果分析

3．6 草坪草种子萌发和幼苗生长在中水灌溉及土壤改良下的响应

4 草坪灌区典型水处理厂水质监测与分析

4．1 研究概况

4．2 测定项目与方法

4．3 结果与分析

4．3．1 中水处理前后Cl-分析

4．3．2 中水处理前后CO32-分析

4．3．3 中水处理前后HCO3-分析

4．3．4 中水处理前后Ca2+分析

4．3．5 中水处理前后Mg2+分析

4．3．6 中水处理前后SO42-分析

4．3．7 中水处理前后K++Na+分析

4．3．8 中水处理前后全盐量分析

4．3．9 中水处理前后电导率分析

4．3．10 中水处理前后pH值分析

4．4 小结

5 中水灌溉区土壤盐碱化调查及风险分析

5．1 研究区概况与研究方法

5．1．1 试验地概况

5．1．2 测试指标与方法

5．2 结果与分析

5．2．1 中水灌溉区土壤全盐量变化

5．2．2 中水灌溉区土壤阳离子变化

5．2．3 中水灌溉区土壤阴离子变化

5．2．4 中水灌溉区土壤碱化度及pH值变化

5．2．5 中水草坪灌溉风险分析

5．3 小结

6 草坪草耐盐性评价及中水灌溉下混播适应性研究

6．1 材料与方法

6．1．1 试验材料

6．1．2 实验方法

6．2 结果与分析

6．2．1 草坪草耐盐性发芽试验结果与分析

6．2．2 中水灌溉下草坪草单播和混播试验结果与分析

6．3 讨论

6．4 小结

7 草坪草对中水灌溉的响应及适应性评价

7．1 材料与方法

7．1．1 试验材料

7．1．2 试验设计与方法

7．1．3 测定液制备

7．1．4 测定指标与方法

7．1．5 数据处理

7．2 结果与分析

7．2．1 基质盐分的变化

7．2．2 不同水质灌溉对草坪草外部感官的影响

7．2．3 不同水质灌溉对草坪草生长的影响

7．2．4 不同水质灌溉对草坪草生理指标的影响

7．3 讨论

7．3．1 盐分对草坪的影响

7．3．2 中水灌溉对植物的影响

7．4 小结

8 草坪草对不同土壤改良措施的适应性及土壤改良效果分析

8．1 试验材料和方法

8．1．1 试验材料

8．1．2 试验设计

8．1．3 指标测定与方法

8．1．4 数据处理

8．2 结果与分析

8．2．1 改良材料分析

8．2．2 土壤有机质变化

8．2．3 土壤养分变化

8．2．4 土壤碱化程度变化

8．2．5 土壤盐化程度变化

8．2．6 草坪草出苗和成坪比较

8．2．7 草坪质量比较

8．2．8 不同处理的关联度分析

8．3 讨论

8．4 小结

9 草坪草种子萌发和幼苗生长对中水灌溉及土壤改良的响应

9．1 材料与方法

9．1．1 试验材料

9．1．2 试验设计

9．1．3 指标测定与方法

9．1．4 数据处理与分析

9．2 结果与分析

9．2．1 中水处理对草地早熟禾种子萌发的影响

9．2．2 中水处理对草地早熟禾幼苗生长的影响

9．2．3 不同处理对草地早熟禾种子萌发的影响

9．2．4 不同处理对草地早熟禾幼苗生长的影响

9．2．5 不同处理的关联度分析

9．3 讨论

9．4 小结

10 结论

11 论文创新点

12 存在问题和后续展望

致谢

参考文献

附录

作者简介