实用统计分析

1、污泥堆肥对菱白和黄菖蒲生物量的影响及评价摘要：为提高牧草生物量，现选淮南新庄孜矿为研究区域,分别进行芟白单播、 黄菖蒲单播以及芟白和黄菖蒲混播，后对每种播种方式进行施加不同的有机堆肥 （堆肥1、堆肥2、堆肥3和堆肥4），在当年牧草生长季结束后，分别对不同播 种方式的牧草的生物量进行测定。结果表明：施加堆肥单播芟白处理相比未施加 堆肥单播芟白处理牧草生物量增加了 159.42%，施加堆肥混播芟白和黄菖蒲处理 相比未施加堆肥混播处理牧草生物量增加了 140.87%；施加堆肥单播黄菖蒲处理 牧草株高显著高于未施加堆肥单播黄菖蒲处理（P0.05）。关键词：采煤沉陷区；生物量；污泥堆肥；Effect a

2、nd Evaluation of Sludge Compost on Biomass and RhizomaAbstract: In order to improve the biomass of paddy field, the Xinzhuangzi Mine in Huainan was selected as the study area. The monocotyledon, unicomm and monoculture, , Compost 2, compost 3 and compost 4）. After the end of the growing season of ri

3、ce fields, the biomass of paddy fields with different sowing methods was measured respectively. The results showed that the biomass of paddy field increased by 159.42% compared with that of unprocessed composted rice without applying compost, and the biomass of paddy field increased by 140.87% The p

4、lant height of composting unicomted yellow calamus was significantly higher than that of composting unicompanied with iris （P 0.05）.Keywords: coal mining subsidence area;biomass;organic compost;前言:我国的煤炭资源储量和开采量都较大，在我国东部平原矿区因采煤引起的地 表塌陷已造成大面积土地积水、受淹和盐碱化，使区内耕地面积急剧减少，加剧 了人一地矛盾1。为提高采煤沉陷区土地复垦率、缓解人地矛盾，政府和煤

5、炭 开采企业已采取多种复垦措施。煤砰石回填塌陷区表层覆土的复垦模式在我国东 部的煤矿沉陷区复垦中已得到广泛应用2。另外是目前我国种植面积最为广泛 的豆科植物之一 3。研究表明，种植牧草、施用有机肥或氮磷钾等不仅能够提 高贫瘠土壤的肥力，还能促进表层土壤的熟化4。淮南新庄孜矿区经过60多年的开采和长时间的沉降，塌陷区域已经基本稳 定。为提高塌陷区域的土地利用率，采用了煤砰石填充，表层复垦（覆土厚度为 60cm左右）。5和其他复垦矿区一样，淮南新庄孜矿区复垦土壤贫瘠，水土流 失严重。这些问题存在限制了新复垦矿区的土地利用效率。本研究以淮南新庄孜矿区为研究区域，研究在新复垦矿区播种茭白和黄菖蒲 并施

6、用堆肥处理，以期获得适合本研究区域的、效果显著、成本低廉的最优化的 牧草处理方式。1材料与方法1.1堆肥改良与牧草种植设计为提高新复垦矿区牧草的品质，采用土壤施加堆肥和稻米种类不同的播种方 式。所使用的堆肥为本课题组以黄菖蒲为主要原料堆制而成，依据堆肥过程中的 添加的辅料不同共分为4种类型，各类型堆肥中的养分含量见表1。堆肥CompostTotal-N(g/kg)Olsen-N(mg/kg)Total-P(g/kg)Olsen-P(mg/kg)堆肥12.4a25.34a0.77b4.22d堆肥21.1b23.23b0.49a26.43a堆肥31.4c8.21d0.77c16.19b堆肥41.7

7、b11.56c0.71b11.14c表1堆肥的氮、磷含量注：同列中不同小写字母表示存在显著差异（p0.05）对淮南新庄孜矿区进行前期实地调查，选择土壤地势平坦的复垦矿区进行播 种牧草差异性处理下品质的差异研究。将试验地按照随机区组试验设计划分为 15个处理小区，每处理试验小区面积为180 m2。其中的12个施堆肥小区按照每 亩2.5吨的施肥量施加堆肥；另外4个小区不施堆肥，其中Z、M、H分别为黄 菖蒲单播区、茭白单播区、黄菖蒲和茭白混播区。各小区翻耕完毕后播种黄菖蒲 和茭白，播种方式分为为单播和混播，具体设计见表2。处理 Treatment文中代堆肥类型播种量CKg/hmA2)Seeding

8、rate播种方式Sowingmethods码 Code Compost植物Plant黄菖蒲单播Z-黄菖蒲单播18撒播菱白单播M-菱白单播10撒播黄菖蒲和菱白混播H-黄菖蒲+菱白14(Z:M=9:5)间播黄菖蒲单播+堆肥1Z1堆肥1黄菖蒲单播18撒播黄菖蒲单播+堆肥2Z2堆肥2黄菖蒲单播18撒播黄菖蒲单播+堆肥3Z3堆肥3黄菖蒲单播18撒播黄菖蒲单播+堆肥4Z4堆肥4黄菖蒲单播18撒播菱白单播+堆肥1M1堆肥1菱白单播10撒播菱白单播+堆肥2M2堆肥2菱白单播10撒播菱白单播+堆肥3M3堆肥3菱白单播10撒播菱白单播+堆肥4M4堆肥4菱白单播10撒播黄菖蒲和菱白混播1H1堆肥1黄菖蒲+菱白14(

9、Z:M=9:5)间播黄菖蒲和菱白混播2H2堆肥2黄菖蒲+菱白14(Z:M=9:5)间播黄菖蒲和菱白混播3H3堆肥3黄菖蒲+菱白14(Z:M=9:5)间播黄菖蒲和菱白混播4H4堆肥4黄菖蒲+菱白14(Z:M=9:5)间播表2改良与种植实验设计注：黄菖蒲和菱白混播时，黄菖蒲采用穴播（株行距为30*50cm），菱白采用行播（行距为50cm）1.2样品采集及分析方法牧草生长季结束后，每个实验小区随机做3个1m*1m的样方，紧贴地面收 集样方内的全部植株，去掉杂草后带回实验室备用。牧草生物量的测定，将从试 验地采集的植物样品，105口杀青30min，而后于75口烘干至恒重，最后用电子天 平称重。牧草重金

10、属含量的测定，将研磨好的样品用三酸（浓硝酸、浓硫酸、高 氯酸）混合溶液进行消煮后，定容待用，铜、锌、铅、铭用原子火焰吸收光度仪 测定，镉用石墨炉测定5。1.3数据处理用R软件对数据进行单因素方差分析和差异显著性分析，差异显著水平（p0.05）。2结果与分析试验所测数据结果如下表3所示：样品编号Ph有机质TN硝氮氨氮速效磷速钾含水量容重30cm生物量Z18.48316.132190.0004.9934.10332.317598.52257.5982.777465.189Z28.56014.699183.3336.4045.01420.106537.57249.4572.812321.963Z38

11、.54016.160193.3334.5573.36221.592603.79271.8422.812646.203Z48.46015.267186.6675.5937.76020.852547.96245.9672.734590.059M18.49015.456186.6671.4976.30120.250560.63271.5812.9321244.180M28.40014.174183.3331.6276.84717.851469.46272.4392.958984.137M38.31316.795196.6672.3805.94922.463584.97276.8772.8851324

12、.782M48.34715.345190.0001.6265.54731.228572.09275.6833.0211306.174H18.41716.909196.6672.7526.79429.186572.68269.8182.8272119.696H28.45315.188183.3332.2525.85726.424544.92280.3292.8471960.682H38.40316.573193.3332.2107.19621.594590.02304.9072.9381951.518H48.35016.524193.3331.7108.02832.250634.42301.47

13、12.9922768.925Z8.53310.362166.6673.2116.25820.230391.34247.3702.818201.525M8.51011.142166.6671.3785.5206.133422.25238.4253.0151455.397H8.48011.141160.0003.5876.4566.759424.22255.9782.9921149.568CK8.48011.590173.3331.4593.9067.042510.15197.1343.0230.000本实验对不同实验区域生长的植物进行了基本含量的测定，由此分析施肥对 其生物量和其性质的影响。2.

14、1图表分析2.1.1施用堆肥对单播黄菖蒲生物量图1.黄菖蒲生物量700.000600.000500.000400.000300.000200.000100.0000.000由图1.可见，施用有机堆肥Z1、Z2、Z3、Z4与未施用堆肥的黄菖蒲相比较， 黄菖蒲的生物量均有所提高，且施用有机堆肥3与有机堆肥4黄菖蒲生物量显著 性增加（P0.05），其中施用有机堆肥3黄菖蒲生物量增加最大。2.1.2施用堆肥对单播菱白生物量的影响M3施肥编号由图2.可见，施用有机堆肥M1、M2、M3、M4与未施用堆肥的茭白相比较，只有施用机堆肥4茭白生物量增加，其余茭白的生物量均有所减少。图3.黄菖蒲生物量由图3.可见

15、，施用有机堆肥1、2、3、4与未施用堆肥的黄菖蒲相比较，施 用机堆肥1、3、4茭白生物量增加，施用堆肥2茭白的生物量减少。2.1.4施用堆肥对混播中菱白生物量的影响由图4.可见，施用有机堆肥1、2、3、4与未施用堆肥的茭白相比较，施用 有机堆肥的茭白生物量增加，其中施用有机堆肥4茭白的生物量显著增加(p0.05)。2.2方差分析由实验所测三组平行数据进行方差分析，各组数据的平均值及标准方差如下表4所示:Ph有机质TN硝氮氨氮速效磷速钾含水量容重30cmZ18.4816.13190.004.994.1032.32598.52257.602.78Z28.5614.70183.336.405.012

16、0.11537.57249.462.81Z38.5416.16193.334.563.3621.59603.79271.842.81Z48.4615.27186.675.597.7620.85547.96245.972.73平均值8.5115.56188.335.395.0623.72571.96256.222.78标准方差0.050.714.300.801.925.7734.0511.500.04Ph有机质TN硝氮氨氮速效磷速钾含水量容重30cmM18.4915.46186.671.506.3020.25560.63271.582.93M28.4014.17183.331.636.8517.

17、85469.46272.442.96M38.3116.80196.672.385.9522.46584.97276.882.89M48.3515.34190.001.635.5531.23572.09275.683.02平均值8.3915.44189.171.786.1622.95546.79274.152.95标准方差0.081.075.690.400.555.8352.502.540.06Ph有机质TN硝氮氨氮速效磷速钾含水量容重30cmH18.4216.91196.672.756.7929.19572.68269.822.83H28.4515.19183.332.255.8626.425

18、44.92280.332.85H38.4016.57193.332.217.2021.59590.02304.912.94H48.3516.52193.331.718.0332.25634.42301.472.99平均值8.4116.30191.672.236.9727.36585.51289.132.90标准方差0.040.765.770.430.904.5237.5316.850.08标准方差0.040.654.790.260.894.3736.6011.330.06由表4数据可知：各组数据的pH，有机质，硝氮，氨氮和容重的偏差较小， 均在1以下，可用于平行组进行数据分析。2.3相关性分析

19、Ph有机质TN硝氮氨氮速效磷速钾含水量容重30cm生物量Ph1.000有机质-0.4571.000TN-0.5200.9711.000硝氮0.5090.1230.0601.000氨氮-0.4840.1510.095-0.2161.000速效磷-0.4280.7680.7910.1280.1701.000速钾-0.4300.9230.9120.104-0.0240.7161.000含水量-0.5430.6840.607-0.1640.4840.6320.5291.000容重-0.356-0.331-0.311-0.7810.080-0.393-0.210-0.0141.00030cm生物量-0.

20、6080.4680.378-0.4860.5930.3880.3810.7980.3051.000由表2可知，在土壤中，Ph与硝氮存在极显著正相关(P0. 01),相关系数 分别为0. 509； Ph与有机质，氨氮，速效磷，速钾，含水量，容重，生物量存 在负相关(P0. 01)，相关系数为-0.457, -0.520，-0.484，-0.428， -0.430 -0.543, -0.356，-0.608，有机质与容重存在显著负相关(P0. 05)，相关系数为一 0. 331， 与其他则都存在显著正相关。土壤中中，总氮与速钾，速效磷极显著正相关 (P0. 01)，相关系数为0. 912, 0.7

21、91，硝氮与容重显著负相关(P0. 05)，相关 系数为-0. 781 ；速钾与速效钾极显著相关(P0. 01)，相关系数为0. 716，速钾 与含水量显著相关(P0. 05)，相关系数分别为0.529。而含水量与生物量之间的 相关性分析结果显示，存在显著相关(P0. 05)，相关系数为0. 798，其他各数 据之间间都没有显著的相关性。2.4牧草安全性评价处理Zn mg/kgPb mg/kgCu mg/kg Cr mg/kg Cd mg/kgZ32.840.992.990.317.090.510.450.230.130.02Z126.573.232.060.427.521.890.640.1

22、40.120.02Z229.290.842.550.147.680.011.290.960.140.00Z331.834.062.850.3510.231.030.690.080.140.01Z430.850.842.900.179.210.270.720.200.140.00HZ26.942.843.240.197.080.970.520.030.130.01HZ126.631.772.800.228.281.030.390.020.120.01HZ227.214.123.100.068.300.542.483.180.150.03HZ323.922.633.040.118.140.450.

23、610.220.120.01HZ425.322.553.330.309.660.690.580.030.140.01M25.267.492.900.213.600.010.520.320.110.02M122.180.622.780.123.590.780.600.020.150.01M218.320.682.940.083.140.440.790.140.140.03M323.224.963.090.163.450.520.580.140.120.01M419.274.192.480.193.450.260.450.070.100.01HM27.423.813.110.203.740.511

24、.712.120.130.01HM123.702.353.230.224.041.190.840.230.150.01HM230.072.043.090.134.640.270.530.080.140.01HM333.3913.383.641.124.050.910.530.300.130.01HM424.580.932.860.214.200.690.430.160.110.00饲料标准250525100.5表6 牧草重金属含量(n=3, meanstd)表6为黄菖蒲和茭白重金属含量，从上表可以看出，施用堆肥和未施用堆肥处理，黄菖蒲和茭白植株内重金属含量水平为安全等级，可用于饲养家畜。3讨论

25、徐艳丽等6研究表明，随有机肥的增加牧草生物量均值越高，可能是施用有 机肥能改善土壤环境，提高牧草的存活密度，从而显著提高产量。刘艳等研究结果 表明，产量与施肥量是密切相关的,随施肥量的增加而逐渐升高,1500kg/hm2时最 高,之后有所下降。本研究结果表明，施用堆肥能显著提高黄菖蒲和混播黄菖蒲和 茭白的生物量，对茭白的生物量影响不显著。目前，不同播种方式对牧草产量和品 质的影响己有诸多研究7-9。何丽等10研究表明，从牧草产量的角度来看，黄菖 蒲更适合单播，冰草更适合混播;从黄菖蒲品质的角度来看,黄菖蒲和冰草都更适 合单播。本研究结果表明，施用堆肥处理混播两种牧草生物量高于单播黄菖蒲和 单播茭白:未施用堆肥处理，混播两种牧草和单播黄菖蒲与单播茭白生物量没有显 著影响。这可能是由于土壤样品采集时，本试验中豆科黄菖蒲和禾本科茭白是混 播种植的第一个生长季，两种牧草在养分、水分、光照和空等资源方面存在竞争 关系，其在隔行混播体系中存在的对氮的互补利用优势还没有显现出来。4结论采煤沉陷区土壤贫瘠，养分匮乏，农作物产量偏低。经过种植牧草并施用堆 肥处理，在当年牧草生长季结束后，施用有