含水量隨覆土厚度的增大而 增加；當覆土厚度小于30cm時，在覆土層偏薄，煤矸石基質保水性能差等綜合因素的影響 下，土壤層水分更容易蒸發和滲漏，使得土壤含水量降低。
[0034] IV-VI號試驗田中，V號試驗田各土壤層含水量在監測初期和末期均具有最高 值，IV號試驗田平均土壤含水量最低，VI號試驗田平均土壤含水量次之。在50-60cm覆土 厚度條件下，以中粗顆粒級配煤矸石作為填充基質在一定時間范圍內能夠有效保持土壤水 分，而細顆粒級配煤矸石作為填充基質，其重構土壤壓實度較高，土壤孔隙較小，毛細管發 育良好，有助于土壤水分蒸發，不利于土壤水分的保持。
[0035] 將V號試驗田和II號試驗田進行橫向對比可知，50-60cm覆土厚度條件下不同粒 徑煤矸石（分選）充填復墾試驗小區土壤含水量高于自然矸石（未分選）充填復墾試驗小 區，說明將煤矸石進行簡易分選后再進行充填，其重構土壤具有較好的持水能力。
[0036]B、復墾試驗區重構土壤理化性質的檢測結果及分析
[0037] 利用靛酚藍比色法測定土壤中的速效氮平均含量，碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法 測定土壤中的速效磷平均含量，乙酸銨浸提-火焰光度法測定土壤中的速效鉀平均含量， 速效氮、速效磷和速效鉀的背景值參考《安徽省土壤環境背景值調查研究報告》，結果如下 表2所示：
[0038] 表2 :土壤理化性質檢測結果
[0039] i.
[0040] 表2中可知，I-III號試驗田中，覆土厚度為50cm(II號試驗田）的HI層土壤速效 氮、磷、鉀含量最高；H2層速效氮、磷含量隨著覆土厚度的減少而降低，H2層速效鉀含量隨 著覆土厚度的減少而增加。IV-VI號試驗田中，H1層土壤速效氮、鉀含量隨著粒徑<80mm煤 矸石所占比例的增加而增加，H1層土壤速效磷在中粗顆粒級配中最高；H2層土壤速效氮、 磷、鉀含量均隨著粒徑〈80_煤矸石所占比例的增加而增加。得出結論，自然煤矸石（未分 選）為填充基質條件下覆土厚度為50cm的復墾區域，以及覆土厚度為50-60cm條件下中粗 顆粒級配煤矸石作為填充基質的復墾區域能夠較好地保持重構土壤中的氮、磷、鉀元素。
[0041] C、復墾試驗區玉米生理生態特征監測結果及分析
[0042] 自玉米出芽期至玉米成熟收割期，在I、II、111號試驗田內各隨機抽取10株玉米， 在IV、V、VI號試驗田內各隨機抽取5株玉米作為采集樣本植株，選取玉米成熟收割期的 平均株高、玉米出芽期至玉米成熟收割期葉片平均葉綠素濃度（TYS-A型葉綠素測定儀測 定）、玉米產量作為玉米生理生態特性分析指標，結果如下表3所示：
[0043] 表3 :玉米生理生態特征監測結果
[0044]
[0046] 表3中可看出，平均株高方面，IV、V、VI號試驗田的玉米平均株高高于I、II、111 號試驗田，且V號試驗田玉米株高為6塊試驗田中最高；葉綠素含量方面，I和II號試驗田 玉米葉片葉綠素濃度比其它5塊試驗田低，IV、V和VI號試驗田玉米葉片葉綠素濃度與正 常農田玉米葉片葉綠素濃度無明顯差別，但平均值高于I、II和III號試驗田玉米葉片葉綠 素平均值，且V號試驗田玉米葉片葉綠素含量在IV-VI號試驗田中最高；產量方面，V、VI 號試驗田玉米產量較高，略小于正常農田玉米產量，II、IV號試驗田玉米產量次之，III號試 驗田玉米產量為6個試驗田中最低。得出結論，50cm覆土厚度為最佳覆土厚度，在覆土厚度 為50-60cm條件下，選擇顆粒級配為中粗等級的煤矸石作為填充基質進行充填復墾，能夠 獲得較高品質的玉米。
[0047] 4、煤矸石充填復墾地土壤質量評價
[0048] 將土壤含水量、速效氮、速效磷、速效鉀等指標的檢測值作為評判指標，對不同覆 土厚度條件下自然煤矸石充填復墾試驗田和最佳覆土厚土條件下不同顆粒級配煤矸石充 填復墾試驗田的土壤質量進行綜合有效的評價。利用模糊綜合評價法和各指標檢測值計算 能夠反映土壤質量的綜合指標值Q，計算公式如下：
[0049] Q=
[0050] 式中：Q為土壤質量綜合指標值；Wi為各項指標的權重；Ni為各項指標的隸屬度 值。通過檢測，可以得到不同顆粒級配試驗田各指標的平均值。
[0051] 得出結論，覆土厚度為50-60cm條件下，顆粒級配為中粗等級的煤矸石作為填充 基質進行充填復墾，其土壤質量綜合指數最高。
【主權項】
1. 一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，該方法以煤矸石作為填充基質，對采 煤沉陷區進行填充，然后在填充基質上覆土，其特征在于，所述填充基質中，粒徑小于80mm 的煤矸石所占比例為40 %以上。2. 根據權利要求1所述的一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，其特征在于， 所述粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為70% -95%。3. 根據權利要求1所述的一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，其特征在于， 所述覆土的厚度為30-70cm。4. 根據權利要求3所述的一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，其特征在于， 所述覆土的厚度為50-60cm。5. 根據權利要求1-4任一所述的一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，其特征 在于，對于采煤沉陷區的塌陷水域，所述充填復墾方法包括以下步驟： (1) 用未分選的自然狀態下的煤矸石填充塌陷水域； (2) 用粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為40%以上的煤矸石為填充基質繼續填充； (3) 覆土至填充區域與地表高度一致。6. 根據權利要求5所述的一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，其特征在于， 所述步驟（1)中，填充的高度為塌陷水域底部至地表以下1.5m。
【專利摘要】本發明公開了一種基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法，該方法以煤矸石作為填充基質，對采煤沉陷區進行填充，然后在填充基質上覆土，所述填充基質中，粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為40％以上。本發明的基于煤矸石的采煤沉陷區充填復墾方法利用不同顆粒級配比的煤矸石作為填充基質，相比于自然狀態下的煤矸石具有更好的保水保肥性和透氣性，尤其是以粒徑小于80mm的煤矸石所占比例為70％-95％的煤矸石作為填充基質，其重構土壤培育的農作物各生理生態特征均表現良好，說明本發明的充填方法獲得的重構土壤更利于農作物的生長。
【IPC分類】A01B79/00
【公開號】CN105165164
【申請號】
【發明人】徐良驥, 黃璨, 朱小美, 李青青, 宮傳剛, 嚴家平
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月14日