平果铝土矿复垦技术研究

平果铝土矿复垦技术研究

张文敏马彦卿孟娜李小平

（北京矿冶研究总院．北京西直门外文兴街ｌ号，１０００４４）

冯道永程运材冯杰黄三江

（平果铝业公司，广西平果县．５３１４００）

捕耍：概述丁平果铝矿复垦技术研究项目的主要研究内容及研究方法。重点介绍了工程复垦与生物复垦技术开发与应用效果。该项技术在我国工矿企业废弃地复垦中有推广应用价值。

关键词：矿区复垦生态恢复工程复垦生物复垦

１矿区自然生态环境调查与评价

１．１矿区位置、地形、地貌与交通

平果铝矿现正开发的那豆矿区位于平果县城西北，距县城２～１５ｋｍ，东南距南宁市１４２ｋｍ，西北距百色市１１２ｋｍ。水陆交通十分方便。

那豆矿区分布于右江与布见河之间的１２０平方公里范围内。本项目试区在那豆矿区的那塘矿段，居于峰林谷地与峰林平原之间，标高１１０～２７０ｍ。

１．２矿区自然生态环境

气温：平果铝矿位于北纬２３。１８。３０”～２３。３８７１３”，属高温多雨的亚热带季风气候区。全年平均气温２１．５＂Ｃ．农作物生长季节的积温高，总热量丰富。无霜期３００３５０天，灾害性天气出现在秋、春两季。

降水和蒸发：矿区处于挟绥崇左少雨区与百色田东少雨区之间，年平均降水量为ｔ３２４．６ｍｍ，蒸发量为１５３１．９ｍｍ，但降水量的季节和年际分布不均，６－－８月降雨量达全年５３％。春秋两头旱的情况年年有不同程度出现，据统计３～４月间春旱发生频率６１％，秋早在９月柬至ｌＯ月间发生频率３１％。

相对湿度：年内平均相对湿度８０％以上。

植被资源：矿区原生植被类型为过渡性热带季节性雨林、热带石山季节性雨林。但受人为破坏，只零星残存，多已发育成次生草本乔灌丛、灌木丛和灌草丛。

平果铝矿区自然生态环境基本昆好，为矿山生态建设提供了较为充分的光热资源和水资源等必要条件。然而，水土流失和频发的旱、涝、低温寒害等自然灾害，是重建生态系统工作中必须十分重视的因素。

２平果铝矿复垦区立地条件

平果铝矿床是茅口阶古风化壳再沉积的岩溶堆积型铝土矿床，规模大、埋藏浅，多直接出露地表。矿石品位高、质量好，水文地质和开采技术条件简单。

２．１矿体特征及对采矿和复垦工程的影响．１２０．

Ｃ

Ｃ（１）那豆矿区含矿面积约２０平方公里，呈平面展布。采矿作业水平推进速度十分快，占地速率很高，平均每开采一万吨成品矿石用地面积为０．３公顷（４．４６亩）。Ｉ、ＩＩ、Ⅲ期平均年复垦面积分别为２０、４０、和６６．７公顷（３００、６００和１０００亩）。（２）矿体产状受喀斯特底扳地形控制，呈不连续似层状。采矿场分散．数量多，矿体形态复杂，倾向多变。相应出现了既要能适应采空区特征，又要有各种不同用途的复垦地及相应的复垦施工方法。（３）各矿块铝硅比变化大，为满足氧化铝生产对均衡供矿品位的要求，为了缩短工业用地时间，必须对每个矿体编制出采矿与复垦的进度计划。（４）平果铝矿平均剥采比０．０２４，采矿剥离物不能满足复垦场地对复垦材料的需求。（５）平果铝矿区周围农耕地少，熟土层薄．荒山荒地中多是裸石和极薄的土岩盖层，平果铝矿复垦地更无客土来源。２．２矿山复垦场的立地条件特点采矿作业结束后形成的采空区是即将成为复垦场地的基底，该复垦场的立地条件与矿区农田的立地条件相比较，质量更差。其自然环境困子特征为：（１）采空区的地貌复杂多变，陡峭、坑洼，有直壁也有长坡，易受地表水的冲刷，易导致严重的水土流失。（２）复垦区高程比周围农田的海拔高，各地块间均存在着数十甚至百米的相对高差，复垦工程条件复杂、难度大。（３）复垦地覆盖土层薄，土壤结构性极差，为植物提供的营养空间差。３采后土地复垦类型的确定３．１复垦目标平果铝矿的矿山复垦目标是——经过一系列必要的工程治理和完善的综合生物措施，使经过工业利用的土地，重又建设为具有农、林、牧业生产能力，有水土保持能力，又能够形成为人与动物、植物、昆虫、微生物共存的一个重建的，既有显著经济效益，又有巨大社会效益和生态效益的人工复合生态系统。为平果地区社会经济可持续发展提供可靠生态资源的保证。３．２复垦类型确定从必要性原则判定：按平果县土地利用规划精神，平果铝矿复垦土地的用途必须是以农业用地为主，以生产粮食和经济作物为根本。

从采矿后的地形、土壤条件、水分和温度条件来看，应正视适宜性原则对复垦类型的限制，按照宜农则农、宜林则林和宜牧则牧的原则．把不能用于耕作的复垦地作为林业或牧业生产用地．并有效控制水土流失。

４工程复垦技术研究

工程性复垦是根据采矿活动形成废弃地的新地形、地貌现状，按照新建复垦地利用方向的要求，进行回填、堆垒和整治．并进行必要的防洪、排涝及环保治理的一系列工程措．１２１．

施。工程性复垦是为生物性复垦的要求而设计和施工．它将给生物性复垦阶段创造良好前提。

４．１工程复垦基本原则・

（１）组成采矿一复垦联合工艺系统，实现边采矿边复垦，达到采矿生产用地周期和复垦周期最短，复垦成本最低和复垦效果晟好。

（２）以恢复农业用地为主，优先恢复耕地，力争耕地面积达到征地前耕地面积，维持矿区人均耕地占有水平。

（３）局部陡坡地治理为缓坡地，重建植被，达到原有绿地覆盖度水平。

４．２复星地几何参数确定

（１）平台地的地表坡度

《土地复垦技术标准》规定：废弃露天采矿场覆土后场地地面坡度一般不超过５。。考虑在施工结束初期尚存在一定的沉降。因此，将平台地作成边缘抬高的“反坡”形状，坡度≤４。。既能保证平台地具有蓄水保墒能力，避免形成泾流冲刷边坡，又不致造成平台地遭受雨水侵蚀和发生不均匀沉降。

当受采场地形限制，其坡度超过４。时，应将平台划分成标高不同的两段以上，呈梯田状。

（２）覆土层厚度

根据平果铝矿具体情况，按照我国土地复垦技术标准，再造耕层覆土厚度设计为０．３ｍ，（３）缓坡地坡度和坡长

缓坡地应恢复为与社区坡地绿色环境相协调且符台植被生长要求的绿地，《土地复垦坡面长度是影响地表泾流和植被成功与否的关键因素，一般坡长控制在２０ｍ以内为流。并且在坡面上沿垂直等高线方向，以１．¨１．５ｍ的间距，作出若干条平行于等高线的小台阶，这有利于水分的渗透和蓄存，紊乱和改变边坡泾流方向，缓解泾流强度。同时在此小台阶上易于施肥、播种，为植被生长创造良好的微域条件。

（１）剥离土：矿层上部现有土壤分别为农田土、地表土和紧靠矿层的项板土，统称为田耕作土，可望成为复垦地再造耕层的最理想复垦材料。

（２）底板土：底板土为紫红色胶状粘土，呈强酸性．塑性指数高，遇水易膨胀，干后复垦地底层或作为耕层材料的可行性高。

（３）尾矿泥：洗矿作业过程中产生的以红色粉质粘土为主的工业废弃物，铝矿Ｉ期每．１２２－；．１ｏ计入松散系数，施工时铺撤的覆土层厚度为Ｏ．３，－＋０．５ｍ。技术标准》明确．复垦地用作林牧业时坡度不能超过２５。。平果铝矿处于潮湿多雨地区．在复垦试验中已多次得到验证：当复垦区坡度超过２２。时植被成活率明显降低且植株长势差，有时还需反复补种，生物复垦难度高，植被工程量大，经济上不合理。好，当坡长受地形条件限制，超过２０ｍ时，应建立永久性的分水沟用于阻截与疏导坡面泾４．３复垦地新耕层土壤筛选４．３．１可供铝矿复垦利用的备类土壤材料性状＿ｃ厨查（表ｌ、表２）表土层。表土层是采矿作业中的剥离物，又称之为剥离土。剥离土的理化性状比较接近农极易板结。矿床直接底扳为粘土者接近５００，６左右，底板土在数量上高于顶板土，用其作为

●

●

●年产生尾矿泥干量１１５．８万吨。洗矿作业中使用了助凝药剂，其主要成分为聚丙烯酰铵和碱式氯化铝，是偏碱性无毒药剂。尾矿泥可以考虑用作回填石灰岩底板采空区或复垦地基底层材料。表ｌ平果铝矿现有各土壤物理性状＼代换量机械，组成（％）土类名称＼＼＼项目｛毫克当量／ｌＯＯｇ土）ＰＨ值＜０．００１０．００１－０．０ｌ０．Ｏｌ－０．０５０．０５—１＿０＞１．０（ｍ）（Ⅲ【Ⅱ）（∞）（∞）（Ⅲｍ）农田土１８．４１６．０４３０．９３１６．４９１８．５６３２．７７１．２５地表土２０．７０６．２０６２．４６１２．４９２．０９２２．１ｌ０．８５项板土１６．７７５．２０７８．６６１２．４ｌ４．１５４．３２０．４６底板土１４．９８４．７０５０．９９２６．５３１６．３２５．４７０．６９尾矿泥１０．６２６．３０２４．３１ｌＯ．１３６．０８５８．４３１．０５粉煤灰１３．２４９．０８４．０２１２．０８２６．１５５６．９６０．７９表２平果铝矿现有各土壤普分含量＼＼项目＼有机质全氮全磷全钾碱解氮速效磷速效钾（Ｎ）（Ｐ２０５）（Ｋ）（Ｎ）（Ｐ２０５）（Ｋ）土类名称＼＼＼％％％％ｍｇ／ｋｇｍｇ／ｋｇｍｇ／ｋｇ农田土２．９４２．１１０．２０５Ｏ．６１１６３２４．２１１６地表土３．９９０．２８５０．０５６Ｏ．９１１４８．４４．８２１５３顶板土０．７９３０．１５２０．０６６１．１２４８．３６．５０１６．０底板土０．１７６１．１８０．０３５Ｏ．６ｌ３ｌ－２３．８０３２．０尾矿泥０．５８９１．０５０．１００Ｏ．５８４２．４１４．２１０６粉煤灰１．６６０．３１４０．０９５２．００１４．１４３．０３８．０（４）粉煤灰：铝业公司自备火电厂排弃的废物。Ｉ期年产粉煤灰２５万１１１３。粉煤灰质地属沙性并呈强碱性。考虑将其作为复垦地再造耕层的添加材料，将有助于改善新耕层土壤的理化性质，降低土壤酸性和粘性，增加土壤的通透性。４．３．２矿区土壤农业性状试验试验目的：通过实验室试验观察植物对铝矿现有不同土壤的反应，调查其农业性状趋势，初步筛选出可用的复垦材料，为复垦区选择经济有效的疆土材料提供依据。试验方法：试验共设６个处理，其中以１００％地表土作对照。其余分别设计为全顶板土、

全底板土、全尾矿泥，和尾矿泥混有底板土、顶板土混有地表土的五个处理。参试植物禾本科与豆科交叉布置。按盆栽试验规定播种，常规管理。

试验结论：

（１）通过对植物出苗、成苗、日增长速度、植物鲜重及根量等几个项目进行综合分析发现：鹰撼±ａ＆照甩往复垦地｛髓赘层照最基！ｌｌｌ；挝拱。但同时也发现，底板土在盆栽试验中出现了严重板结现象，鏖掭越：：：疟Ｅ＆例艘删挝进行馥眭处望。

（２）后期考察项目中，暴露出底版土“营养不足”，故用作复垦地耕层材料时需重点．１２３．

进行土壤培肥工作。。。！’。磐：燃罡竺差誊±地理～￡攥越剥随土的组成１．杰现地是，证明剥离±曩以直撬曝趣复垦她的新拱屋．材糙。……………８挥歪宜佳煎复垦地费啾屋鳆±攘￡圳。（４）尾矿泥或尾矿泥和底板土混台的处理组，植株生长势与鲜重指标均差。证明尾矿……４．３．３新耕层土壤室内配土模型试验

试验目的：为了改良底板土的物理化学性状，又分别按不同配比掺入添加材料，做出配土模型，进行盆栽试验。添加材料选择为粉煤灰和尾矿泥。耪煤灰用于提高土壤化学养分值、降低酸性和改善土壤机械组成。设计尾矿泥作为添加材料，以求再次判断尾矿泥有否可能用于耕作层，最终判定是否只能用作空区的回填材料。

试验方法：本试验共设４个处理，以处理１用１００％底板土作对照，其余以不同材料及比率的掺入量构成另外三个处理，禾本科与豆科植物交叉布置。

试验结论：通过对生长势及根部发育状况等项目进行综合分析，得出如下结论：

（Ｉ）加厶粉煤捌Ｉ墨寞嚏扳结捧》鞠赢魔馥肇，羞】ｉ＆｛骟．腿．值：

（２）投蠛灰蚤加量为．．耻２§朝｜最ｉｔ理想，此配比中多数挺扬垒长势悬好；

（３）大多数适宜在弱酸性或中性土壤生长的作物．在添加粉煤灰的处理组中生长势比在单纯底扳土中好，证明是土壤理化性状有了改善；

（４）

（５）再次证明孱矿堑隰能删＃为复垦区照回填材牲一不熊作为新搬屠舯材牲使用：宽＿叶雀稚是蓐酸艟办最强艘植ｌ物，银台欢和太翼亘适酸能杰鸯核强。在复垦场试验目的与方法：将两次实验室试验结果放大到田间试验小区，接受气候及立地条件对播种的夏大豆、玉米生长势分别进行了综合考核统计（表３、表４）

＼项目表３试验小区夏插大豆生长势统计

区号＼株高植株鲜重根鲜重幢）根瘤数根癯重＠单株荚数

（ｅｒａ）（ｅｒａ）（个）（个）

Ａ（对照）５１．５１１５．０６．９７０．７３＿８８７．０Ｂ５１．８１１７．０８．６５４．３４．５７０．６Ｃ５５．８１１８．５１４．１１１２．５１４，０９９，８

表４试验小区春播玉米生长势与产量差异

株高穗位高穗鲜重穗长穗周长穗行数行粒数穗鲜粒重计算产量

（ｃｍ）（ｅｒａ）（ｇ）ｋｍ）“ｍ１（ｇ）（１【矿亩）

州对照）１．５０Ｏ．７３２２１．７５１８．３０ｌ，．３１２２３３５１４３．Ｓ０１６２４３Ｂ１．５４０．６８２０３．５９１７．９ｔ．１５．７１３２４．２２１１３．２１１２８．１０Ｃ２．１４１．２８２８７．６０１９．２４１７．０１４３０．００１８０．９５２３４．０８．１２４．ｊ、的坡地上是可以用作首选的先锋植物。４．３．４新耕层土壤田问小区模拟试验等多项环境因子的考核。设计在复垦地田间选三块相邻的地块，将其０．３ｍ厚的耕层土壤分别配换成：Ａ一１００％底板土，作为对照；Ｂ一８０９６底板土－ｂ２０％尾矿泥；ｃ一８０％底板土＋２吣粉煤灰。９６年５月施工。泌

●

●（１）９７年在Ｃ试区备考核项目均高于对照及其它试区，作物地下部分优势尤其显著．汪明此配比土壤材料适宜作物根系发育，是比较理想的耕作土壤。（２）９８年春季在小区内又播种了玉米，继续用同法进行考核，Ｃ试区经济学产量比对照提高４４．ｉＩ％，再次验证了实验室试验结论的正确性。４．４工程复垦设计及施工４．４．１工程复垦设计设计原则：（１）符合矿区复垦总体规划要求，以提高复田率为目标，尽量多恢复农业用地：（２）设计应遵循挖填方工程量平衡的原则，合理确定平台数目和标高、缓坡地段高和坡度，尽量减少施工工程总量。（３）耕作层土壤应优先采用临近采矿场的剥离物，按要求进行铺撒，不足时以底板土为主体材料混合添加物料进行土质改良．彤成人工再造耕层：（４）工程施工时间安排在秋冬旱季进行．绝对避开雨天施工。４．４．２工程复曼施工程序（１）建设缓坡地及平台基底层在整平过程中，经重载设备的反复碾压，基底层土壤窖重大干１．７∥ｃｍ３。（２）铺撒覆盖土形成耕作层剥离土的采集、堆存及运输，由采矿生产计划统一编制。为要使复垦地具有农业生产能力．其土壤容重应控制在１．４９／ｅｒａ３以下。（３）坡面整治平台基底层施工结束后，推土机立即转入边坡的整治工作。施工要求坡面平整，横向和纵向不得有凸凹，坡面角控制在２２。咀内。人力在坡面上沿垂直等高线方向，以１．Ｏｍ的间距做出平行于等高线的若干条小台阶。＋（４）建设防排洪系统复垦地有必要的蓄水能力，还必须有可靠的防澳排涝系统。复垦地工程施工中必须预先构筑完整的防排洪系统：平台眉线设埂，用于阻截平台泾流水漫坡；靠近每个平台坡底线处设置排水沟，用于疏导平台汇水及上部边坡的泾流水，各排水沟均连通至矿区泄洪系统；边坡斜长超过２０ｍ时，在坡面中间位置横向设置截洪沟。５生物复垦技术研究生物复垦技术研究的目标是为建立、调控和加速复垦区生态演替的变化过程提供全套生物技术措施。它是把采矿这～单纯开发自然资源（矿产）的过程．拓展为继续开发利用多项自然资源的生态恢复过程。因此，生物复垦阶段在矿山复垦工程中具有极其重要的作用。平台地生物复垦任务是：迅速改变新耕层的养分状况和土壤结拘。增加蓄水、保水、

保肥能力，增加微生物量．降低土壤酸性和紧实度。创造适合农作物正常生长发育的土壤环境，为复垦地迅速恢复原农业生产能力提供条件。

缓坡地生物复垦的任务是：视其不同的立地条件，首先建立旱生型的草．灌群落，尽早形成植被垂直郁闭，实现复垦区与周围自然景观相和谐的生态环境，最大程度地控制水土流失。

５．１先锋植被品种筛选

矿山新复垦地土质差、土层薄、微生物活性差。然而又必须在当年内迅速形成植被覆．１２５．

篓：，孝野这暨难的重军措施之～，就是要细致谨慎地选择抗逆能力强、速生性能好的先锋植被品种，利用这些植物尽早地形成人工植被覆盖层，再经野生植被的自然进入，就可以较快地发展成为长期稳定的复合植被系统。

植被品种筛选的研究方法是：首先广泛进行适宜的植被品种资源调查，然后选择可行’性好的品种在实验室作抗逆性能筛选：中选者参加田间小区模拟试验；表现最好的进入生物复垦工业试验。

５．１．１实验室筛选试验

缓坡地植被的筛选原则：先锋植物品种应该是具有抗逆性强、速生能力好、根系发达、力学强度大和网络性好的为首选品种。

（１）适土性筛选试验初步筛选出适生能力较好的候选植被品种有：

乔灌木４个品种（银合欢、金合欢、任豆、木豆）：多年生豆科牧草６个品种（小叶银合欢、大翼豆、距瓣豆、帝纳鲁黄大豆、紫花圆叶舞草、柱花草）；多年生汞本科牧草４个品种（宽叶雀稗、苇状羊茅、黑麦草、无芒雀麦）；一年生绿肥护坡的豆科作物４个品砷（田菁、台萌、豌豆、竹豆）。

（２）植物耐酸性土壤能力排序：

禾本科品种：宽叶雀稗对强酸性土壤最适应。狗牙根比苇状羊茅耐酸性能也好，无芒雀麦最差。

多年生豆科植物：以大翼豆、任豆最强，小叶银合欢和紫花圊叶舞草的耐酸能力较其它作物也强。银台欢对酸性、弱酸性土反应都好。

一年生豆科作物中，除当地竹豆适酸性壤能力强以外，田菁也育很好的适应能力。

（３）植物根系试验按表现最优排序：银合欢、任豆、距瓣豆、术豆、金合欢、帝纳鲁黄大豆。

５．Ｌ２田阅小区模拟缔选试验

利用建设的简易苗圃及新出现的采空区复垦地作为田间试验小区，对植被进行矿区立地条件和环境气象条件等多项生态因子的适应性考核。结果如下：

（１）缓坡地上最宜选用的先锋植被品种排序：

禾本科多年生牧草：宽叶雀稗、糖蜜草、苇状羊茅（热地型品种）、狗牙根；

豆科多年生牧草：小叶银合欢、紫花圆叶舞草、柱花草；

乔木（灌木）：银合欢、任豆、金合欢、木豆；

一年生豆科牧草：田菁、合萌、竹豆。

（２）速生品种：糖蜜草、苇状羊茅、紫花圆叶舞草、小叶银合欢、田菁、合萌和竹豆。

（３）根系发育、网络性好或力学强度大、覆盖度高的品种有宽叶雀稗、银合欢、木豆和狗牙根。

（４）几种植物的特殊适应条件：距瓣豆、大翼豆、铺地木兰覆盖能力强，喜欢软厚土层，耐瘠能力差；糖蜜草侵占力强、生长速度快、覆盖能力高．豆科作物与之混播时，宜先育苗，以保证豆科作物有充分光照。它好管理．用种量少．也是临时复垦场地的最首选品种；狗牙根是爬根草，匍匐茎的蔓延十分迅速，靠近耕地处不宜使用；金台欢是十分理想的复垦地的生物围栏，茎千和枝条上荆棘丛生。当土层具有一定肥力及厚度时，能迅速生长．根系强大，覆盖度商。

５．１．３复蔓平台绿眶作柏品种筛选

抗瘠薄、抗旱能力强、覆盖好、肥效快、管理容易、经济性好的一年生或越年生作物一１２６．

●为是首选品种。本次试验中成功地筛选出大豆、田菁和多花黑麦草三个品种，可以在一年内的不同季节配合应用，也可单独使用。筛选到的禾本科绿肥作物多花黑麦草，是复垦地培肥中十分需要的品种，由于它能与豆科绿肥轮作，所以能在迅速培肥生士的同时，达到养地和预防因单纯使用豆科绿肥而导致发生病虫害的可能。有耐旱、越冬能力强的特性，是优秀的冬季填闲绿肥。５．１．４平台耕地作钧品种饰遣试验筛选是针对放弃农家种改用新选育的优势杂交良种方向进行工作。以玉米为例，广西壮族自治区近十年育种攻关，杂交、选育成顶交、单交、三交等十几种玉米新品种。我们选择参试品种的原则是：抗瘠薄能力强，抗旱能力强，抗病能力强，抗倒伏能力强和生育期短。其次是产量表现和根系发育程度，争取选中的品种具有较好的保持水土能力。田问试验以农家种为对照。试验结果：

（１）各参试品种均具有一定的耐瘠和耐旱能力，可以适合平果铝矿复垦地的土壤与立地条件。其产量表现普遍高于对照。

（２）各三交种桂三５号、桂三６号、及南三５号均表现了较好的产量，最高的增产达１５．６％和２１＿６８％，显示了优于农家种和单交种的特性。

（３）桂三５号、桂三６号、和花单２０号具有较好的抗倒伏能力，是在标高大和顺主风向平台上的优选品种。

（４）参试备品种都具有一定的抗病害能力。

（５）试验中，恰遇前早后涝和大风天气，矿区周围农田普遍遭减产的冲击。但本试验获得的产量均接近当地同类型农田较好年景的产量水平。可见本次筛选的桂三５号、桂三６号和南三５号是较理想的玉米优良品种。

５．２植被工艺研究

矿区复垦地立地条件的特征和可筛选作物的生物学特性，都决定了它对～定的植被工艺有相应的依赖性。因为有正确合理的植被工艺可以降低对矿区脆弱生态环境的敏感性，提高对来自自然干扰因素的承受能力。

课题组在植被工艺方面的研究主要针对新复垦地蓄水保墒、生土熟化和固土封坡的特殊要求，研究成果主要归纳为三个方面：

（１）抗旱技术措施试验成果

为了能够适应平果地区亚热带酷热高温和春旱、秋早频繁发生的气候特点，投入抗旱（１．１１筛选热地型和抗旱、耐瘠的作物品种；

（Ｉ．２）浸种催芽使播种作物抢在春早或秋早前形成壮苗，利用其已经建立的较深根系，形成抗旱能力；

ｒ１．３）在土层薄、土壤质地差的复垦区应用保水剂，是十分有效的抗旱措施：

（１．∞适时抢墒早播和提墒播种，底墒顺利上升，得到了苗齐和苗壮的显著效果．为（１．５１平台地用横向垄作方法，提高耕作区地表粗糙度，仓ｑ造拦截雨水和蓄积雨水条件，提高抗旱能力。．１２７．●技术是在平果矿区成功建立人工植被的关键措施，主要包括：奄抵御当年４～５月发生的旱情创造了前提；

（１＿６）坡地小台阶植被法，有利于种子的“着床”、萌发和迅速生长，植被紊乱了泾流方向，使坡地增加了蓄水能力。

（２）种子处理技术成果

应用种子予处理技术，为以最快速度、大面积建立植被的目标提供可能。

（２－１）本课题试验了适合矿山应用的简易处理技术，例如不同品种分别适用的’温汤缦种、机械摩擦、变温和酸处理等破除种子休眠的方法。

（２．２）试验证明，丸衣化种子可以提高植株抗旱能力、节省肥料和提高肥效。正确选用丸衣种子的分散荆材料，能减轻酸性土壤对种子或菌肥的损伤。它在土层极薄的坡地上，增加了极微小颗粒的种子重量．改善了浅层播种时的种子流失效果明显。

（３）在缓坡地营造混交植物群落成功

试验证明：在经过整治的缓坡地上．应用营造混交植物群落的植被工艺．可以迅速建立人工植被。主要技术方法是：

（３．１）选择混合型的混变类型．由乔灌革混交，构成多层结构和异龄年龄的结构，在坡面上能垂直郁闭，在地表下形成浅层与深层根系共同网络土体的能力．

（３．２）确定混交方式方法，是以复垦区立地条件的特点和所选择植物品种的栽培要求为依据。

①选择以直播方式为主。适当加大种子用量，能够简化对播种技术的要求，建植速度快。

②以条播方式为主。在缓坡的小台阶地上，拉出条沟手播，并踩踏提墒．

＠播种深度要“宁浅勿深”

④根据植物种子要求的播种深度不同，根据小台阶平台宽度．适当选择条间混播或条内混播方法。一般当坡度低于２２。时选用条间混播方法，对苗期生长更为有利。

⑤令一年生豆科牧草与多年生护坡植物混搔，弥补多年生植物早期生长慢的不足，并为多年生作物的苗期提供荫域条件，和改善土壤条件。是提高坡地植被覆盖度的重要措施。

５．３土壤墙肥技术研究

土壤培肥是采用综台培肥措施，加速自然土壤转化的生土熟化过程．该项工作的质量和速度．直接决定着复垦地的农业生产能力和复垦周期的长短．

根据复垦地土壤的实际情况，在采取了有利于土壤培肥的各项工程措旌的同时，又采取了化学和生物多种措施：

５．３．１合理使用化肥

（１）正确选用化肥品种

按照复垦地土壤化学普分含量与酸性状况．针对其严重缺少有机质和土壤质地粘重、板结的情况．复垦地生土培肥选用化肥的原则是避开酸性肥料和容易引起土壤板结的肥料。特别是经过对平果县化肥生产与供货市场的调查．选择本县生产的半有机三元复混肥料为主，并配合采用碳酸氢铵、尿素、氯化钾和钙镁磷肥。

（２）施肥制度与施肥方法研究

以半有机复混肥、氯化钾、钙镁磷肥作为基肥。化肥施用与深耕结合。

施用种肥是为满足幼苗阶段需肥临界期对养分的需要。以磷肥为例，在处理种子时，均匀拌上钙镁磷肥。

缓坡地上施用基肥与施用种肥合并进行，条施深埋．减少养分流失一提高肥效・．１２８－

●根据作物营养最大效率期的原则，分别采用根际土和根外追肥的方法。（３）施用微肥，弥补强酸性红壤中微量元素含量低的不足。对底板土的化学分析结果显示了，土壤严重缺硼、锰、锌元素。本次试验在绿肥作物培肥的地块布置了施用微量元素肥料的小区。观察到微肥小区作物苗期开始至压青全生长期内，叶片绿度大，分枝多，株高大，生物量高。５．３．２有机肥的施用有机肥料能够显著地改善土壤的养分与结构状况，提高土壤对酸、碱的缓冲能力及保肥、供肥能力。但是平果铝矿缺少有机肥源，必须研究广开各种有机肥源。我们试验了以下三个途径：（１）购买价格低廉的有机肥原料，如附近农村的塘泥、油厂废渣，塘厂蔗渣等，加入桐麸一起堆沤。

（２）随着矿山复垦地种植面积的不断扩大，粮食作物的秸杆和种植坡地上的牧草刈（３）新采场剥离土是堆制有机肥的基本材料，所沤制的有机肥作为基肥施＾土壤中，种植绿肥作物取得了生物学产量高、肥效大、用工少、成本低等优点，增加了土壤中（１）复垦地平台一年内连续三次压青，经过ｌ～２年，土壤理化指标得到改善，为复（２）在复垦区缓坡地这非常狭窄的空间内，对瘠薄土层施足底肥是不可能的。我们应用微生物肥料加快生土熟化过程，是培肥矿区土壤的重要技术途径。复垦地新耕作（１）接种根瘤菌技术

根据目前复垦地播种的品种种类多而数量不多，我们选择了人工拌种的接种方法。利效果观测发现，由于接种了根瘤菌．柱花草、银合欢长势好，根系旋育好，并有根瘤（２）禾本科植物接种菌肥技术应用研究

本课题利用了现代农业开始应用的向禾本科作物人工接种非自生固氮菌、磷细菌与钾

．１２９．●割后部是很好的沤制有机肥的原料。肥田效果很好。５．３．３绿肥的使甩有机质和有效养分的数量。尤其能够降低土壤容重、酸度和活性铝含量。垦地具有稳定持久的农业生产能力奠定基础。采取了在播种多年生护坡植物的同时，混播了一年生豆科肥田作物，利用其当年生长期内根部所固定的氨，来增加土壤含氮量．用其腐根与茎叶增加有机质和疏松紧实的土层，改善植物生长环境。●５．３．４微生物培肥技术开发与应用层的主要土壤是没有经过生物作用和腐植化过程的自然土。构成中的另一组分剥离士中只有极少数是腐植土。由于机械化剥离作业，已极严重地破坏了微生物生存和繁衍的条件。所以复垦地的剥离土中能够存活的微生物不多。但是，土壤微生物的种类和数量是反映土壤性质和土壤熟化程度的重要标志。所以本课题应用了在现代农业技术中施用细菌肥料的方法，通过接种土壤微生物，利用植物根际微生物的生命活动，挖掘土壤的潜在肥力，加速自然土壤向农业土壤的转化过程。用所形成的“丸衣”，使排除酸性土的毒性．保护根瘤菌的存活率，提高成功接瘤的机率。出现；大豆接种了根瘤菌，植物长势优于未接种根瘤菌剂的作物；在复垦地土壤中添加过粉煤灰和剥离土的试区，由于土壤ＰＨ值提高到５以上，菌剂接种的试验效果更为显著。细菌的新技术。进行了对玉米接种自生固氮菌、磷细菌和钾细菌的田间试验。观察发现：细菌肥料各处理的苗势均明显优于对照ｃｌ（，出苗早，提前６天进入抽雄期。接种磷钾和氮

钾细菌的产量增率为８．２７％｝Ｄ９．８２％，接种氮磷菌的产量与对照持平。初步证明，平果铝矿复垦地的新耕层土壤对钾细菌肥料有较强的依赖性，钾细菌肥料与氯化钾的配合施用效果更好。

（３）内生（ＶＡ）真菌菌种筛选与菌根技术应用研究

自然界多数植物都存在着对内生（ｖＡ）真菌的依赖性，几乎９０％有花植物的根系部与其相适应的（ＶＡ）真菌结合形成共生和互利的复台体——菌根。菌根能起到促进植物根的生长、扩大植物根吸收面积；能吸收分解土壤中有机体所产生的各种形态氮转给植物：能改善植物对矿质营养元素的吸收：菌根能提高植物抗旱和抗涝能力：能在其周围形成无害的微生物相，增加植物抗病能力。

采矿作业严重扰动和破坏了原来大量存在于熟土中的ｖＡ真菌繁殖体及其生存条件。往往在矿山复垦中表现为重建的植被长势很差，复垦周期被拖长，就有真菌群被摧毁这个原因。

本课题组受国家自然科学基金的资助，在我国首先开展了ｖＡ菌根技术应用于矿山复垦的研究，本次在平果铝矿取得的主要研究成果有：

（】）为平果铝矿筛选到优势土著ｖＡ真菌菌种——Ｅｔｕｎｌｃａｔｕｍ的三个优势菌株Ｅ¨、Ｅｌｆ和Ｅ２【ｌ；

｛２）初步筛选到适合平果铝矿区生态务件的两个引进的广幅适生ｖＡ真菌菌株Ｍｏｓｓｅａｅ

９３：

（３）引入的鹄。、地。菌株都能与当地土著Ｅ菌种的三个优势菌株Ｅ。Ｅｌ。和Ｅ２０有协同作用：

（４）筛选的优势菌株对矿区复垦的先锋植物——大豆、玉米、银合欢、宽叶雀稗等有较强的侵染能力；

（ｊ）通过效果试验看到了玉米可增产１４’３０＊的前景。多年生作物侵染率高，生长势好。以上研究结果证明：将ｖＡ真菌菌根技术应用于矿山复垦工程中，有充分的可行性和必要性。它能够提高生物复垦工程质量，增加重建植被群落的生长速度，它在充分挖掘土壤潜能的同时，又是～种无污染的绿色长效肥料。可以预言现代微生物技术将发展成为矿区复垦工程中的重要技术支柱之一。

６科学复垦技术效果观测

复垦试验区实现了９３．３０％的复垦率，采矿前曾是荒坡地，复垦后新造耕地占复垦面积５０％。复垦周期缩短至１．５～２年。重建的人工植被群落，极有效地控制了风蚀和水力侵蚀．迅速恢复了矿区擐观，改善并提高了矿区生态环境质量。以上各项主要指标，都达到了国外复垦技术先进的美国和前苏联的矿区土地复垦验收标准的规定。

以种植绿肥作物为主。合理施用化肥。因地制宜地施用沤制的有机肥。一年内由豆科与禾本科绿肥三茬轮作，实行“强化”培肥，速度快、质量好，效果十分显著。

纯底板土作耕层的试区，经过２年培肥后，有机质含量提高２．５倍－速效氮增加３倍，速效磷增长近６倍。ＰＨ值由５．０３提高到７．０左右。耕层土壤容重值从１．４１∥ｃｍｌ降到１．０５－１３０．９ｌ和Ｍｏｓｓｅａｅ展示了平果铝矿可以走菌根化育苗的技术途径，有望实现果树、材林和水保林的低成本栽培，并获得较高经济效益和生态效益。

●抗干旱的能力，生土迅速熟化，！一．２４∥…ｃｍ３零譬情翠得到较大改善。土层变疏松，开始形成蓄积大气降水的能力，增加了抵剥离土作新耕层土的试区，只经ｌ～１．５年培肥，土壤的理化性能指标都己等同于纯底板土试区两年培肥的效果。复垦地耕层土壤微生物量增加。植物根际环境良好（表５）。表５复垦地耕层土壤微生物分布状况调查单位：（菌数腕干土）ｌ采样地点细菌总数放线菌数ｌ真菌总数ｌ备注ｋ１。复垦区新复垦地生土４．０×ｌ伊０１０丘程复垦施工后，在覆盖的土层取样ＩＩ４复垦区培肥～年后４．９×１旷Ｉ．４ＸＩｏ。ｆ６．３Ｘｉ０４１９９６．３’ｔ９９７．１０种植过三茬作绿肥作物６．２复垦耕地生产能力与增产效果统计本项目田间试验区在采矿前是未经利用过的荒坡地。试验期间，把空区整治恢复成可供农牧业应用的土地１．６公顷。其中新建造早柞耕地共０．８公顷。由十块面积不等、标高不同的小块平台耕地组成，分布在山麓坡脚下。它们的立地条件和耕作条件与那塘村的山坡早地近似。本项目立足于精心设计的耕层剖面和覆盖土合理构成，在生物措施方面引入了一整套的品种筛选、抗旱技术、科学旋肥和新植被工艺等等。根据矿区附近农田粗放耕作的实际表６复垦地与当地农田玉米实际产量统计比较调查地点覆盖土类型培肥情况作物品名实际产量备注（ｋｇ／亩）ｕ。复垦地南段纯底板土（红粘填）为主经二年种植４茬绿肥南三５号１６６．８８早造春玉米，Ｈ。复＾试区纯底板土经二年种植４茬绿肥南三５号１６２．４３出现较严重矿垦地Ｂ试区底扳土添加尾矿泥经二年种植４茬绿肥南三５号ｔ２８．ｔＯ耐伏，影响产南段Ｃ试区底板土添加粉煤灰经二年种植４茬绿肥南三５号２３４．０８量２～３成山儿４复垦地中段纯底扳土经二年种植４茬绿肥桂三６号２１７．８３５４复垦区Ｄ３剥离土经一年种植３茬绿肥ｔ９９．１７早造春玉米，复１剿离土经一年种植３茬绿肥楂三５号２５７．８６鼠害虫害严５一复剜２剥离土经一年种植３茬绿肥南三５号２７Ｌ３３重．影响产垦区Ｄ１３剥离土经一年种植３茬绿肥挂单２０号２２２．０９量４剥离土经一年种植３茬绿肥农家种（花单）２２２．０９区５：复垦区现剥离土经一年半种植３茬绿肥挂三５号６号１０３．６５晚造秋玉米５４刿接种Ｍ。剥离土经一年半种植３茬绿肥桂三６号１５５垦圆接种Ｅ剥离土经一年半种植３茬绿肥挂三６号ｉ２９Ｄ。１ｃＫ剽离土经一年半种植３茬绿肥桂三６号１１３

农民多年种植熟她山坡旱地．熟土．土层薄靠冬闲歇地桂单２０号１３６晚造秋玉米的同年产量熟土．土层厚，水早怍物轮作靠冬闲歇地桂单２０号２５２．３早造春玉米那塘村一股好地＿平熟土．土层厚．水旱作物轮作靠冬闻戢地挂单２０号１８０‘２２５早造春玉米均产量

．１３１．

————“’‘。“。’。－。。＿●●－●●●＿●＿●●－＿－＿■－■＿＿－＿●＿Ｎ●ｌ＿＿＿－－＿－＿‘－－＿＿＿●’＿一…一

情况ｒ试验区耕作由农民承包。由剥离土作出的耕层经１．５年，由底板粘土构成耕层土壤的试区，经过２年都已经形成农业生产能力，试种玉米产量都已经接近或达到当地同类型耕地的单产水平（表６）。

６．３人工植被控制水土流失效果显著

工程复垦与生物复垦综台措施达到了理想的控制平台耕地水土流失的目的．整个复垦区对大气降水形成了层层阻截．保护了居于其下部的坡地水保工程。

缓坡地新建设的多层次的乔灌木——牧草混交植被群落，已经形成垂直郁闭，实现了人工植被的快速和高质量覆盖（表７）．其覆盖度达到和超过采矿前原荒坡地水平，极大地减轻了水蚀、风蚀强度．从根本上杜绝了在采空区普遍存在的危害环境最严重的水土流失的发生。

表７复垦区缓坡地植被覆盖度统计

坡地名称５４复垦区１１４复垦区

及编号ＰＩＰ，其它ＩＩＩＩＩＩⅣ坡面平均坡崖（。）２Ｉ．８６２６．３８１６１—２０．Ｉ１６５Ｉｇ．８２３．２２８６植被覆播后半年８０４０—６０６０－７０４０８０７０＊５０＊

播后一年＞ｇＯ６０—８０９５６Ｄ一７０＊９５９０＋＾６０—８０＋十注：标｝者调查时间为一年半，标＋十者调查时间为二年

平果铝矿通过复垦工程，矿区水土流失已从剧烈侵蚀强度级，迅速转变为轻度侵蚀级或微度侵蚀级。复垦技术在控制矿区水土流失中发挥着极大作用。

科学复垦技术试验研究的成果已迅速在平果铝矿推广应用，产生了显著的经济效益、环境效益与社会效益，复垦技术研究项目为企业及该地区的经济可持续发展作出了巨大贡献。．１３２．【盖度％

平果铝土矿复垦技术研究

作者：

作者单位：

被引用次数：张文敏， 马彦卿， 孟娜， 李小平， 冯道永， 程运材， 冯杰， 黄三江张文敏,马彦卿,孟娜,李小平(北京矿冶研究总院)， 冯道永,程运材,冯杰,黄三江(平果铝业公司(平果))3次

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引用本文格式：张文敏.马彦卿.孟娜.李小平.冯道永.程运材.冯杰.黄三江 平果铝土矿复垦技术研究[会议论文] 2001