CN105669331A - 一种矿区土地修复剂及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿区土地修复剂及修复方法，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质60％-70％、氮肥1％-3％、磷肥1％-3％、钾肥0.5％-2％、腐殖酸15％-20％、矿物质粉10％-15％、保水剂10％-15％；该修复方法为：对矿区土地进行深耕，并将土地耕透、耙碎及平整；向土壤中施加保水剂；向土壤中施加矿区土地修复剂；将苜蓿种子播种到土壤中，出苗后进行管理。本发明提供的矿区土地修复剂可快速修复土地，不会对土壤造成二次污染，充分补充土壤中植物的必需元素，增强土壤活性；该方法大大降低土壤修复的成本，经济环保，修复效率高，易于推广。

Description

一种矿区土地修复剂及修复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体而言，涉及一种矿区土地修复剂及修复方法。

背景技术

土壤污染作为一个制约人类社会可持续发展的问题正日益受到世界各国的广泛关注，尤其是矿区土地，治理更加困难。最近几十年，由于全球工业化，致使大量具有潜在毒性的物质排放到生物圈，其中就包括重金属，这些重金属可以通过各种途径进入土壤、河流、地下水中。重金属是很难控制的污染物，其潜伏期长、危害呈慢性积累，不易被人们察觉，而且具有不可降解性，一旦进入环境中将产生持久的、一系列的污染，不易被除去。但矿区土壤的难修复性并不是因为重金属的问题，主要原因是因为采矿之后，回填的土壤结构发生了变化，土壤中营养物质比较匮乏，微生物含量比较少，不适宜种植，因此大面积的矿区土地因此而荒废。

目前，国内外对土壤修复技术进行了一系列的研究，一般有物理化学修复技术和生物修复技术，物理化学修复技术一般包括客土、翻土、土壤淋洗等传统的技术，这种修复技术虽然直接、快速，但是持效性差，使用方法或用量不当，不仅达不到修复效果，反而容易有可能造成对土壤的二次污染；生物修复一般为植物修复，这种修复技术效果好、投资省、费用低、易于管理和操作、不产生二次污染等，被公认为是生态友好型原位绿色修复技术，但是这种生物修复技术修复周期较长，一旦植物种类选择不恰当，将很难修复，而且这些修复方法均为普通的针对一般土壤的修复方法，这种修复方法并不完全适用于矿区土地修复，国内外对矿区土地修复的有效案例较少，尤其在土壤处理、植物种植种类选择及植物修复机制研究上还缺乏伸入系统的研究。

针对矿区土地存在的严重问题，经过长期调查发现，矿区土壤质地偏沙质，土壤容重偏高，通气性差，严重影响到土壤肥力的发挥和作物的生长，此外，矿区土地中严重缺乏有机质和氮养分含量，同时土壤中土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的严重下降，这些因素的存在都会严重制约着复垦土壤的生态恢复，为矿区土地的修复增加了困难，短时间内将难以恢复。为此，人们急需一种切合实际、持效性好的针对矿区土地修复的方法。

发明内容

为解决现有技术中的土壤修复方法并不适用于矿区土地修复，而且矿区土地存在严重制约土壤修复的因素，为矿区土地的修复增加了困难等问题，本发明的目的在于提供一种矿区土地修复剂及修复方法。

为达到上述目的，本发明实施例中提供了一种矿区土地修复剂，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质60％-70％、氮肥1％-3％、磷肥1％-3％、钾肥0.5％-2％、腐殖酸15％-20％、矿物质粉10％-15％、保水剂10％-15％。

本发明为矿区待修复土壤补充了氮磷钾元素，为植物生长提供必需的无机化合物，更加有利于土壤修复；矿物质粉可以明显的改善土壤的结构，促进土壤团粒结构的形成，降低土壤容重，提高阳离子代换量，调节土壤酸碱度。保水剂可以使土壤快速吸收水分，使土壤中保持充足的水分。此外，本发明中的腐殖酸具有如下作用：①腐植酸中的芳香核、羟基、羧基等酸性官能团能够与氮元素产生反应，形成很稳定的新的离子团，也叫络合物，这些络合物在土壤中的存留时间比较长，逐渐分解释放氮元素，让植物慢慢地吸收，可以使肥效更持久；②腐植酸中官能团能和磷元素反应，使其成为可溶性磷，增加了磷元素的活性，容易被植物吸收；③腐植酸中的官能团还可以吸收储存钾离子，既可防止钾离子在沙土中随水流失，又可防止粘性土壤的钾的固定，可以提高钾肥利用率；④腐植酸与土壤中的钙离子相互作用形成絮状沉淀的凝胶体，它能把土壤胶结在一起，使土壤颗粒变为一个保水保肥的小水库和肥料库，增加了土壤空隙，从而提高了土壤保水、保肥能力；⑤腐植酸可以促进土壤团粒结构的形成，降低土壤容重，提高阳离子代换量，调节土壤酸碱度，从而有助于提高土壤的保水、保肥、保温和通气能力。此外，腐植酸是高分子有机物，施入土壤后可以为土壤微生物提供充足的碳源和氮源，促进微生物代谢及繁殖，从而增加土壤微生物的保有量，增强土壤微生物活性，改善土壤微环境，同时，腐植酸可提高种子发芽率和发芽势，刺激作物根系生长，增加植物体内代谢酶活性，提高作物的抗逆性，提高光合作用效率。

土壤中有机质主要为土壤中来源于生命的物质，包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。

此外，本发明中提供的各成分的质量百分比是提供了一个最优质量配比，在该配比组成的修复剂达到的土壤修复的效果最好。

进一步的，该修复剂还包括活菌总数为2.41×10⁶cfu/g的微生物菌。

本技术方案中，微生物菌进入土壤生长繁殖后，产生大量的胞外酶分解土壤中的有机质，给作物直接提供营养，微生物菌代谢产物不仅可以刺激作物生长，而且还能起到防治病虫害的作用，大量的有益微生物在作物根际生态区系统占据优势，对有害微生物起到竞争抑制的作用，帮助作为健壮生长。

进一步的，微生物菌由地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌、黑化链霉菌、哈茨木霉菌混合组成，各成分的活菌数占活菌总数的百分比为：地衣芽孢杆菌8％、酵母菌10％、枯草芽孢杆菌20％、草酸青霉菌10％、黑化10％、哈茨木霉菌42％。

本技术方案中，地衣芽孢杆菌通过菌体的生长分解木质素，提高土壤有机质的含量，促进其它微生物的生长；酵母菌通过菌体生长分泌物分解有机物，提高环境中微生物生长可利用的有效成分，增加环境中微生物的种类和数量；枯草芽孢杆菌通过具体的生长和分泌代谢产物降解纤维素、半纤维素等大分子物质，增加微生物生长可利用的有效成分，促进环境中微生物的生长；草酸青霉菌通过菌体的分泌物，改良土壤的酸碱环境，提高土壤中微生物的多态性，增加有机质的含量；黑化链霉菌：通过菌体的生长和代谢分泌物，可以有效地分解纤维素，促进土壤微生物种类和数量的增加，提高有机质的含量；哈茨木霉菌抑制土传病原菌的生长，增加有机质的含量，促进土壤团菌体的形成，有利于提高土壤中的微生物多样性。

进一步的，矿物质粉包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾及氧化铁，各成分在矿物质粉中的质量百分比为：二氧化硅60％-70％、三氧化二铝10％-15％、氧化钾1％-5％、氧化铁1％-5％。矿物质粉除了用于调节土壤容重和酸碱度外，还可以促进土壤微生物种类和数量的增加，提高土壤中的微生物多样性，提高有机质的含量，还可以提高作物的抗逆能力，为土壤复垦提供基础。

进一步的，保水剂包括以下重量百分含量的组分：聚丙烯酸钠80％-90％、交联剂0.5％-1.0％、其余为水。

本技术方案中，矿区土地存在水分不足，吸收量和储存水量较少，保水剂具有吸水倍率高，吸水速度快，比较适合干旱的土壤中，此外，由于保水剂具有很强的吸水效果，能够最大程度的将雨水吸附，为植物的生长提高较多的水分，有利于复垦土地中的植物生存，为土壤修复提供了基础，保证了土壤修复的顺利实施。同时，交联剂是保水剂中的一种成分，交联剂的作用是将线型分子(如聚丙烯酸钠)相互连在一起，形成网状结构，从而使保水剂发挥保水作用。

本发明实施例中还提供了一种应用所述矿区土地修复剂的修复方法，该修复方法包括以下步骤：

S101、对矿区待修复的土地进行深耕，并将土地耕透、耙碎及平整；

S102、向步骤S101的土壤中施加保水剂；

S103、向步骤S102的土壤中施加矿区土地修复剂；

S104、将苜蓿种子播种到步骤S103处理后的土壤中，出苗后进行田间管理。

本技术方案中，土壤深耕，增加土地的松散度，便于土壤充分吸收保水剂和土壤修复剂，为土壤内的活性菌提供更好的生存环境，便于植物生长。在土壤中施加保水剂，增强了土壤的吸水效果，能够最大程度的将雨水吸附进入土壤中，保证了土壤中的水分，防止土壤水分流失，为植物的生长提高较多的水分，便于植物生长。此外，通过在土壤中增加修复剂，不仅增加了土壤中的氮磷钾元素，为植物生长提供必需的无机化合物，同时更加有利于土壤修复，修复剂中的腐殖酸充分发挥功效，提高了土壤活性，增加土壤肥力，在具体操作时可施加一些复合肥，增肥效果更加明显，土壤的修复速率更快。同时，在本技术方案中，在待修复的土壤中种植苜蓿种子，苜蓿种子不仅产草量高、富含蛋白质、适口性好、环境适应性强、具有极高的生命力，而且其根系发达、茎叶繁茂，不会使表土受到大风的侵蚀，可以阻挡雨水对土壤的物理冲刷和地面径流，能够吸收土壤中深层的水分，抗旱能力强，因此选择使用苜蓿种子可以有效缓解和修复土壤，修复效果明显，经济成本低。

进一步的，步骤S102中，保水剂的用量为5公斤/亩。本发明通过大量实验得到保水剂在施加量为5公斤/亩的情况下，可以满足土壤需求，保证了土壤水分，保水剂用量高则容易增加成本，保水剂用量较少则起不到保水的效果。

进一步的，步骤S103中，矿区土地修复剂的用量为30公斤/亩。通过大量实验证明，在该施加量的条件下，完全可以满足土壤的修复效果，修复剂较多容易增加成本，较少则修复效果不明显。

进一步的，步骤S104中，苜蓿种子的播种方法包括：①将苜蓿种子撒播在步骤S103处理后的土壤中；②播种后，对土地进行覆土，苜蓿种子的播种深度为1-2厘米，其播种量为1公斤/亩。本发明进一步细致的限定了苜蓿种子的种植方法。

本发明的有益效果为：本发明提供的修复剂和修复方法能够帮助矿区土壤形成良好的生物圈，起到降解矿区重金属、活化土壤，改善土壤结构、保水、保肥、提高肥效的作用，同时增加土壤腐殖酸和活性微生物菌，提高作物存活率，大大降低了土壤修复的成本，修复速度快，不会对土壤造成二次污染，便于大面积推广。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：本发明实施例提供了一种矿区土地修复剂，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质60％、氮肥1％、磷肥1％、钾肥0.5％、腐殖酸15％、矿物质粉10％、保水剂10％。

本技术方案中，进一步的所述的该修复剂还包括活菌总数为2.41×10⁶cfu/g的微生物菌。本技术方案中，进一步的所述的微生物菌由地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌、黑化链霉菌、哈茨木霉菌混合组成，各成分的活菌数占活菌总数的百分比为：地衣芽孢杆菌8％、酵母菌10％、枯草芽孢杆菌20％、草酸青霉菌10％、黑化10％、哈茨木霉菌42％。本技术方案中，进一步的所述的矿物质粉包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾及氧化铁，各成分在矿物质粉中的质量百分比为：二氧化硅60％、三氧化二铝10％、氧化钾1％、氧化铁1％。本技术方案中，进一步的所述的保水剂包括以下重量百分含量的组分：聚丙烯酸钠80％、交联剂0.5％、其余为水。

实施例2：本发明实施例提供了一种矿区土地修复剂，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质65％、氮肥1.91％、磷肥1.7％、钾肥0.95％、腐殖酸16.5％、矿物质粉13％、保水剂13％。

本技术方案中，进一步的所述的该修复剂还包括活菌总数为2.41×10⁶cfu/g的微生物菌。本技术方案中，进一步的所述的微生物菌由地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌、黑化链霉菌、哈茨木霉菌混合组成，各成分的活菌数占活菌总数的百分比为：地衣芽孢杆菌8％、酵母菌10％、枯草芽孢杆菌20％、草酸青霉菌10％、黑化10％、哈茨木霉菌42％。本技术方案中，进一步的所述的矿物质粉包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾及氧化铁，各成分在矿物质粉中的质量百分比为：二氧化硅65％、三氧化二铝13％、氧化钾3％、氧化铁3％。本技术方案中，进一步的所述的保水剂包括以下重量百分含量的组分：聚丙烯酸钠88％、交联剂0.7％、其余为水。

实施例3：本发明实施例提供了一种矿区土地修复剂，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质70％、氮肥3％、磷肥3％、钾肥2％、腐殖酸20％、矿物质粉15％、保水剂15％。

本技术方案中，进一步的所述的该修复剂还包括活菌总数为2.41×10⁶cfu/g的微生物菌。本技术方案中，进一步的所述的微生物菌由地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌、黑化链霉菌、哈茨木霉菌混合组成，各成分的活菌数占活菌总数的百分比为：地衣芽孢杆菌8％、酵母菌10％、枯草芽孢杆菌20％、草酸青霉菌10％、黑化10％、哈茨木霉菌42％。本技术方案中，进一步的所述的矿物质粉包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾及氧化铁，各成分在矿物质粉中的质量百分比为：二氧化硅70％、三氧化二铝15％、氧化钾5％、氧化铁5％。本技术方案中，进一步的所述的保水剂包括以下重量百分含量的组分：聚丙烯酸钠90％、交联剂1.0％、其余为水。

实验1：选择面积相等的5块矿区土地，并对5块土地进行编号为1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地及5^#号地，应用实施例1-3提供的矿区土地修复剂对5块矿区土地的修复方法的步骤如下：

S101、分别对5块矿区待修复的土地进行深耕，并将土地耕透、耙碎及平整。

S102、分别向5块步骤S101的土壤中施加保水剂，保水剂的用量为5公斤/亩。

S103、向经过步骤S102处理过的1#号地中施加现有技术中常用的复合肥，复合肥中N+P₂O₅+K₂O≥40％(N:P₂O₅:K₂O比例约为22:11:7)，施加量为30公斤/亩；向经过步骤S102处理过的2^#号地中施加本发明实施例1-3中提供的矿区土地修复剂,施加量为30公斤/亩；向经过步骤S102处理过的3^#号地中施加现有技术中常用的有机肥，有机肥中包括：有机质≥40％、黄棕腐植酸钾≥15％、Fe+Zn+Mn+B≥10％、保水剂≥5％、微生物菌≥0.5亿个/克，施加量为30公斤/亩；向经过步骤S102处理过的4^#号地中施加本发明实施例1-3中提供的矿区土地修复剂和现有技术中的复合肥，复合肥中N+P₂O₅+K₂O≥40％(N:P₂O₅:K₂O比例约为22:11:7)，施加量为30公斤/亩；向经过步骤S102处理过的5^#号地中不施加肥料，作为空白对比。

S104、将苜蓿种子分别播种到步骤S103处理后的5块土壤中，出苗后进行田间管理；苜蓿种子的播种方法包括：①将苜蓿种子分别撒播在步骤S103处理后的5块土壤中；②播种后，对土地进行覆土，苜蓿种子的播种深度为1-2厘米，其播种量为1公斤/亩。

土壤样品检测：分别对上述5块土壤在不同阶段进行采样，采样包括两个阶段：

第一个阶段是在施肥后播种前，分别在5块土地的土壤中采集样品，每块土地的土壤中均采集5个点，每个地块的5个点共采集1kg土样，充分混合后，装入布袋，一部分置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对酶活性、微生物数量和种类等指标进行测定，另一部分自然风干，用于土壤养分测定。

第二个阶段是在播种后第33天、第73天和第110天分别在5块土地的土壤中采集样品，每块土地的土壤中均采集5个点，每个地块5个点共采集1kg土样，充分混合后，装入布袋，一部分置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对酶活性、微生物数量和种类等指标进行测定，另一部分自然风干，用于土壤养分测定。

通过对采集后的样品检测分别得到以下5块土地检测得到的数据：

(1)土壤养分测定：分别将5块土地中采集的土壤样品自然风干，用瓷研钵研磨过100目土壤筛，用于土壤养分测定。土壤有机质的测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用重铬酸钾氧化-分光光度法测定土壤有机质。

全氮测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用半微量凯氏法测定土壤中的全氮含量。

碱解氮：分别将5块土地中采集的土壤样品采用碱解扩散法测定土壤中的碱解氮含量。

5块土地中采集的土壤样品经上述检测后，其测定结果如以下表1、表2和表3所示。

表1不同处理土壤有机质含量(g/kg)

表2不同处理土壤全氮含量(g/kg)

表3不同处理土壤碱解氮含量(mg/kg)

综上所述，由表1、表2和表3的数据可得到5块不同处理土壤养分含量的变化趋势，有数据表得知，在播种前，空白对照第5#地的土壤中有机质的含量为5.05，属于6级土壤(﹤6.0mg/g)，播种苜蓿种子之后，空白对照第5^#地的土壤中有机质的含量提高到5级土壤(6-10mg/g)，而1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地处理的土壤中有机质的含量提高到4级土壤(10-20mg/g)；在播种前5块地的土壤中全氮的含量为0.38，属于6级土壤(﹤0.5g/kg)，播种苜蓿之后，1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地全氮的含量都在逐渐增加，并且四块处理土壤中全氮的含量都提高到5级土壤(0.5-0.7g/kg)；在播种前土壤中碱解氮的含量为51.52，属于5级土壤(30-60mg/kg)，播种苜蓿之后，空白对照第5^#地的土壤中碱解氮的含量提高到4级土壤(60-90mg/kg)，而1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地处理的土壤中碱解氮的含量就提高到3级土壤(90-120mg/kg)。

由上述实验数据分析可得，在播种苜蓿之后，有机质、全氮和碱解氮的含量，在不同的时间段，四块不同处理的土壤中含量都高于空白对照。随着时间的推移，2^#号地和4^#号地有机质的含量都在逐渐增加，而1^#号地和3^#号地都呈现先增加后减少的趋势；2^#号地和4^#号地全氮的增长幅度大于1^#号地和3^#号地；碱解氮的含量均在逐渐降低，但是2^#号地和4^#号地比1^#号地和3^#号地降低的幅度要小。

(2)土壤酶活性测定：分别将5块土地中采集的土壤置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对酶活性、微生物数量和种类等指标进行测定。

脲酶活性测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用高锰酸钾滴定法测定脲酶活性。

磷酸酶活性测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用对硝基苯磷酸盐法测定磷酸酶活性。

蔗糖酶活性测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性。脲酶活性单位为37℃条件下，每克干土24h分解尿素生成NH₃-N的量(mg)；磷酸酶活性指37℃条件下，每克干土24h分解苯磷酸二钠而生成苯酚的量(mg)；蔗糖酶活性指每克干土24h内分解蔗糖而生成葡萄糖的量(mg)。

5块土地中采集的土壤样品经上述检测后，其测定结果如以下表4、表5和表6所示。

表4不同处理土壤脲酶活性mg(氨)/(24h·g)

表5不同处理土壤蔗糖酶活性mg(葡萄糖)/(24h·g)

表6不同处理土壤磷酸酶活性mg(酚)/(24h·g)

综上所述，由表4、表5和表6的数据可得到5块不同处理土壤酶活性的变化趋势，由以上表数据分析可知，在播种前，5块土地的土壤脲酶的活性为0.36低于裸荒地土壤(0.7mg(氨)/(24h·g))，在播种苜蓿种子之后，空白对照第5^#地的土壤脲酶的活性为0.36依然低于裸荒地土壤(0.7mg(氨)/(24h·g))，而1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤脲酶的活性相当于林业用地2年以上的土壤(1.03mg(氨)/(24h·g))；在播种前，5块土地的土壤蔗糖酶的活性为0.24低于裸荒地土壤(0.44mg(葡萄糖)/(24h·g))，在播种苜蓿种子之后，1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤蔗糖酶的活性相当于林业用地2年以上的土壤(1.21mg(葡萄糖)/(24h·g))；在播种苜蓿种子之后，5块土地的土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性都有所提高，在不同的时间段，1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤中的酶活性都高于第5^#号地，而4^#号地的土壤中的酶活性都高于1^#号地、2^#号地、3^#号地，由此得之，通过使用本发明提供的修复剂与复合肥可大大提高酶活性。

(3)土壤可培养微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的测定：分别将5块土地中采集的土壤置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对可培养细菌数量进行测定。

可培养细菌数量的测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用牛肉膏蛋白胨培养基进行可培养细菌数量的测定。

可培养真菌数量的测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用马丁氏培养基进行可培养真菌数量的测定。

可培养放线菌数量的测定：分别将5块土地中采集的土壤样品采用改良高氏一号培养基进行可培养放线菌数量的测定。

5块土地中采集的土壤样品经上述检测后，其测定结果如以下表7、表8和表9所示。

表7不同处理土壤中细菌的数量(10⁶CFU·g^-1)

表8不同处理土壤中放线菌的数量(10⁴CFU·g^-1)

表9不同处理土壤中真菌的数量(10³CFU·g^-1)

综上所述，由表7、表8和表9的数据可得到5块不同处理土壤可培养微生物数量的变化趋势，由以上表数据分析可知，在播种前，5块土地的土壤中细菌的数量为0.05低于裸荒地土壤(1.93×106CFU·g-1)，在播种苜蓿种子之后，1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤中细菌的数量相当于林业用地2年以上的土壤(2.78×106CFU·g-1)；在播种前，5块土地的土壤中放线菌的数量为0.04远低于裸荒地土壤(4.8×104CFU·g-1)，在播种苜蓿种子之后，5块土地的土壤中放线菌的数量相当于林业用地2年的土壤(44.0×104CFU·g-1)。

在播种苜蓿种子之后，5块土地的土壤中细菌、放线菌和真菌的数量都有所增加。在不同的时间段，1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤中细菌、放线菌和真菌的数量都高于5^#号地，而4^#号地的土壤中细菌、放线菌的数量高于1^#号地、2^#号地、3^#号地，由此得之，通过使用本发明提供的修复剂与复合肥可大大提高活性菌种数量。

上述实验总结：土壤酶活性的结果分析表明：1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤的酶活性已经相当于林业用地2年以上的土壤。另外，在土壤中施用不同的肥料都能够提高土壤中的酶活性，但本发明提供的修复剂和复合肥混施，更加有利于提高土壤中的酶活性。土壤养分的结果分析表明：1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤养分现在已经达到了5级以上土壤的标准。另外，在土壤中施用不同的肥料都有益于土壤养分的增加，而本发明提供的修复剂和复合肥混施更加高效、稳定和持久。土壤可培养微生物数量结果分析表明：1^#号地、2^#号地、3^#号地、4^#号地的土壤中微生物的数量已经相当于林业用地2年以上的土壤标准。另外，在土壤中施用不同的肥料都有助于增加土壤中微生物的数量，但本发明提供的修复剂和复合肥混施更加有利于增加土壤中的细菌和放线菌的数量。

综上所述，本发明提供的修复剂单施或修复剂和复合肥混施对于矿山土地的复垦效果较为理想，可以在较短时间内快速提高目标土壤的肥力水平。

实验2：将本发明提供的修复剂与复合肥混施至试验田中，检测试验田中土壤修复情况，对实验田的修复方法具体步骤如下：

S101、对实验田待修复的土地进行深耕，并将土地耕透、耙碎及平整。

S102、向实验田土壤中施加保水剂，保水剂的用量为5公斤/亩。

S103、向实验田土壤中施加本发明提供的修复剂与复合肥，复合肥中N+P₂O₅+K₂O≥40％(N:P₂O₅:K₂O比例约为22:11:7)。

S104、将苜蓿种子播种到实验田的土壤中，出苗后进行田间管理；苜蓿种子的播种方法包括：①将苜蓿种子分别撒播在步骤S103处理后的5块土壤中；②播种后，对土地进行覆土，苜蓿种子的播种深度为1-2厘米，其播种量为1公斤/亩。

对实验田土壤在不同阶段进行采样，采样包括两个阶段：

第一个阶段是在施肥后播种前，在实验田土壤中采集样品，在该实验田中采集5个点，5个点共采集1kg土样，充分混合后，装入布袋，一部分置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对酶活性、微生物数量和种类等指标进行测定，另一部分自然风干，用于土壤养分测定。

第二个阶段是在播种后第33天、第73天和第110天在实验田的土壤中采集样品，在该实验田中采集5个点，5个点共采集1kg土样，充分混合后，装入布袋，一部分置于冰上，迅速运回实验室保存于4℃冰箱，并尽快对酶活性、微生物数量和种类等指标进行测定，另一部分自然风干，用于土壤养分测定。(具体检测方法同实验1)

经检测后，其测定结果如以下表10所示：

表10实验田土壤中各分析指标值

综上所述，由表10的数据可得到实验田土壤中各分析指标值的变化趋势，由以上表数据分析可知，在播种前，实验田土壤中有机质的含量为5.05，属于6级土壤(﹤6.0mg/g)；播种苜蓿种子1个月之后，土壤中有机质的含量提高到5级土壤(6-10mg/g)；播种苜蓿种子2个月之后，土壤中有机质的含量提高到4级土壤(10-20mg/g)。在播种前，实验田土壤中全氮的含量为0.38，属于6级土壤(﹤0.5g/kg)。播种苜蓿种子1个月之后，实验田土壤全氮的含量在逐渐增加，播种苜蓿种子2个月之后，土壤中全氮的含量提高到5级土壤(0.5-0.7g/kg)。在播种前，实验田土壤中碱解氮的含量为51.52，属于5级土壤(30-60mg/kg)，播种苜蓿种子之后，实验田土壤中碱解氮的含量提高到4级土壤(60-90mg/kg)。土壤养分的结果分析表明：在播种苜蓿种子之后，随着时间的推移，土壤有机质和全氮的含量都在逐渐增加。碱解氮的含量在播种苜蓿种子2个月之后含量有所降低，但是含量比播种前还是有所增加，实验田的土壤养分现在已经达到了5级以上土壤的标准。

在播种前，实验田土壤脲酶的活性为0.36低于裸荒地土壤(0.7mg(氨)/(24h·g))，在播种苜蓿之后，实验田土壤脲酶的活性逐渐提高，现在已经已经接近林业用地2年的土壤(1.03mg(氨)/(24h·g))；在播种前，实验田土壤蔗糖酶的活性为0.24低于裸荒地土壤(0.44mg(葡萄糖)/(24h·g))，在播种苜蓿种子之后，实验田土壤蔗糖酶的活性逐渐提高，现在已经相当于林业用地2年以上的土壤(1.21mg(葡萄糖)/(24h·g))。土壤酶活性的结果分析表明：在播种苜蓿之后，实验田土壤中脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性都有所提高，实验田土壤的酶活性已经相当于林业用地2年的土壤。

在播种前，实验田土壤中细菌的数量为0.05低于裸荒地土壤(1.93×106CFU·g-1)，在播种苜蓿种子之后，实验田土壤中细菌的数量比播种前有了很大的提高，相当于林业用地2年以上的土壤(2.78×106CFU·g-1)。在播种前，实验田土壤中放线菌的数量为0.04×10⁴CFU·g^-1远低于裸荒地土壤(4.8×10⁴CFU·g^-1)，在播种苜蓿种子之后，土壤中放线菌的数量比播种前也有了很大的提高，相当于林业用地2年的土壤(44.0×10⁴CFU·g^-1)。土壤可培养微生物数量结果分析表明：在播种苜蓿种子之后，实验田土壤中细菌、放线菌和真菌的数量都有所增加，实验田土壤中微生物的数量已经相当于林业用地2年以上的土壤标准。

综上所述，由上述实验表明：本发明提供的修复剂单施或修复剂和复合肥混施对于矿山土地的复垦效果较为理想，可以在较短时间内快速提高目标土壤的肥力水平，可以进行大面积推广应用。。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种矿区土地修复剂，其特征在于，该修复剂包括有机质、氮肥、磷肥、钾肥、腐殖酸、矿物质粉及保水剂，各成分在修复剂中的质量百分比为：有机质60％-70％、氮肥1％-3％、磷肥1％-3％、钾肥0.5％-2％、腐殖酸15％-20％、矿物质粉10％-15％、保水剂10％-15％。

2.根据权利要求1所述的矿区土地修复剂，其特征在于，该修复剂还包括活菌总数为2.41×10⁶cfu/g的微生物菌。

3.根据权利要求2所述的矿区土地修复剂，其特征在于，微生物菌由地衣芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、草酸青霉菌、黑化链霉菌、哈茨木霉菌混合组成，各成分的活菌数占活菌总数的百分比为：地衣芽孢杆菌8％、酵母菌10％、枯草芽孢杆菌20％、草酸青霉菌10％、黑化10％、哈茨木霉菌42％。

4.根据权利要求1所述的矿区土地修复剂，其特征在于，矿物质粉包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾及氧化铁，各成分在矿物质粉中的质量百分比为：二氧化硅60％-70％、三氧化二铝10％-15％、氧化钾1％-5％、氧化铁1％-5％。

5.根据权利要求1所述的矿区土地修复剂，其特征在于，保水剂包括以下重量百分含量的组分：聚丙烯酸钠80％-90％、交联剂0.5％-1.0％、其余为水。

6.一种应用权利要求1所述矿区土地修复剂的修复方法，其特征在于，该修复方法包括以下步骤：

S101、对矿区待修复的土地进行深耕，并将土地耕透、耙碎及平整；

S102、向步骤S101的土壤中施加保水剂；

S103、向步骤S102的土壤中施加矿区土地修复剂；

S104、将苜蓿种子播种到步骤S103处理后的土壤中，出苗后进行田间管理。

7.根据权利要求6所述的矿区土地修复方法，其特征在于，步骤S102中，保水剂的用量为5公斤/亩。

8.根据权利要求6所述的矿区土地修复方法，其特征在于，步骤S103中，矿区土地修复剂的用量为30公斤/亩。

9.根据权利要求6所述的矿区土地修复方法，其特征在于，步骤S104中，苜蓿种子的播种方法包括：①将苜蓿种子撒播在步骤S103处理后的土壤中；②播种后，对土地进行覆土，苜蓿种子的播种深度为1-2厘米，其播种量为1公斤/亩。