粒径配比、施肥量以及播量耦合对矿区煤矸石基质的改良效果

Effect of particle size ratio， fertilizer application amount， and seeding rate combinations coal gangue matrix properties in restoration of a mining area

摘要

煤矸石作为采矿活动产生的固体废弃物，物理结构差，所含养分不能被植物直接有效利用。因此，煤矸石的基质改良是矿区生态恢复过程中的首要任务。本试验采用L₉（3⁴）正交设计，研究煤矸石<7 mm粒径占比（A）、有机肥施用量（B）、缓释尿素施用量（C）和播量（D）4个因素组合对植被生长和土壤养分的影响，并通过TOPSIS综合分析优选出最佳改良模式。结果表明：不同处理的地上生物量和土壤养分随着试验年限的增加而减少，尤其是土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾含量极显著减少，而全钾含量则显著增加。极差分析结果显示，缓释尿素施用量和播量是影响地上生物量的关键因素，而<7 mm粒径占比和有机肥施用量是影响土壤养分含量的关键因素。结合地上生物量和土壤肥力指标进行TOPSIS综合分析得出，T₂（A₁B₂C₂D₂）处理（<7 mm粒径占比为0，有机肥施用量为羊板粪30 m³·hm^-2 +商品有机肥15 t·hm^-2，缓释尿素施用量为60 kg·hm^-2，播量为120 kg·hm^-2）时综合效果最好。该研究结果可为木里矿区生态修复提供参考依据。

Abstract

Coal gangue， a solid waste produced from mining activities， has a poor physical structure， making the nutrients it contains inaccessible to plants. Therefore， improving the matrix properties of coal gangue is crucial in the ecological restoration of mining areas. This study utilized an L₉（3⁴） orthogonal design to investigate the combined effects of： （A） coal gangue particle size ratio<7 mm （0%， 25% or 50%）， （B） organic fertilizer application amount （15+7.5， 30+15 or 45 m³·ha^-1+22.5 t·ha^-1 sheep manure+commercial organic fertilizer）， （C） slow-release urea application amount （30， 60 or 90 kg·ha^-1）， and （D） seeding rate （60， 120， or 180 kg·ha^-1）， on above-ground vegetation and soil nutrients. The optimal improvement model was selected using TOPSIS multivariate analysis. The findings revealed that over time， the above-ground biomass and soil nutrient levels decreased across different treatments. Specifically， soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， available nitrogen， available phosphorus， and available potassium decreased significantly， while total potassium showed a notable increase. Range analysis indicated that the application rate of slow-release urea and seeding rate were critical for above-ground biomass， whereas the particle size ratio<7 mm and organic fertilizer amount were key factors for soil nutrient content. A comprehensive TOPSIS analysis based on above-ground biomass and soil fertility indicators identified the T₂ （A₁B₂C₂D₂） treatment as the most effective， comprising 0% of coal gangue with a particle size ratio<7 mm， 30 m³·ha^-1 of sheep manure+15 t·ha^-1 of commercial organic fertilizer， 60 kg·ha^-1 of sustained-release urea， and a seeding rate of 120 kg·ha^-1. The results of this study offer valuable insights for ecological restoration in the Muli mining area.

Graphical abstract

关键词

煤矸石 / 基质改良 / 地上生物量 / 土壤养分 / 综合评价

Key words

coal gangue / substrate improvement / above-ground biomass / soil nutrients / comprehensive evaluation

煤矸石是采矿所产生的固体废弃物，其结构性和通透性差，保水、保肥能力差，缺乏植被生长所需的营养物质^［1］。由于常年的采矿活动，使得煤矸石逐渐成为我国排放及积存量最大的固体废弃物。煤矸石的大量积累，经过长期风化和雨水淋溶作用^［2］，会影响矿区的环境质量，包括地表与浅层地下水污染^［3］，重金属污染^［4］，煤矸石自燃^［5］，有毒污染物释放等^［6-7］。因此，综合治理煤矸石山已成为解决矿区生态环境的突出问题。

土壤重构以及植被重建是促进煤矸石山向土壤化演化、消除污染、提高土壤质量以及快速恢复生态的有效措施^［8-10］，土壤重构可在短时间内恢复和提高土壤肥力条件，是矿区生态系统恢复过程中的核心。土壤养分是评估土壤质量的重要指标，其含量大小可以直观地反映出土壤肥力的状况。煤矸石粒径可以影响土壤团聚体结构稳定性，改变煤矸石的粒径会显著影响土壤养分含量，尤其是有机碳和有效磷含量^［11］。施肥是最快且有效改善煤矸石山土壤理化性质的方式，对煤矸石进行施肥可以增加营养元素供给，能够保证植物正常生长以及群落的建立和发展^［9，12］。罗珂^［13］研究表明，在煤矸石种植区施肥，可以明显提高土壤养分含量，尤其是有机质、全氮、硝态氮、速效磷以及速效钾的含量。杨鑫光等^［14］研究也发现在煤矸石中进行适量施肥，能够显著提高土壤养分含量，有利于煤矸石山植被生长和土壤性质的改善。此外，植被重建是在土壤重构的基础上重建植物群落的稳定性，是矿区生态系统恢复过程中的保障^［15］，也在煤矸石的治理中起着重要的作用，在改良煤矸石基质的基础上进行植被重建，可以有效控制煤矸石产生的污染^［16］，并促进土壤养分的有效性^［17］。

虽然前人在煤矸石方面进行了相关研究，但针对粒径占比、肥料用量和播量耦合的研究较少。因此，本研究以青海省木里江仓矿区的煤矸石基质为对象，在青海大学农林科学院试验园区内开展了预试验，结合<7 mm粒径不同占比，混合添加有机肥和缓释尿素，并设置不同播量，分析了2021和2023年植被生长状况和土壤的养分变化情况。并通过TOPSIS综合评价分析，确定不同粒径、有机肥施用量、缓释尿素施用量、播量的合理配比。本研究结果可为矿区后续生态恢复提供一定的理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本研究使用的煤矸石基质取自青海省海北州刚察县木里煤田江仓矿区（99°35′ E，38°02′ N，图1），该区属于高原大陆性气候，海拔3800~4000 m，年平均气温-5.0~-4.0 ℃，最低气温可达-35 ℃，最高气温可达19.8 ℃，年平均降水量500 mm以上，5-9月占全年降水量的80%左右，年潜在蒸发量1500 mm左右。由于江仓矿区气候条件较为严峻，生长季较短，主要集中在6-9月。本研究于2021年4月在青海省西宁市城北区青海大学农林科学院试验园区内（101°40′ E，36°40′ N，图1）利用取自江仓矿区的煤矸石基质开展了预试验。该区属于典型的高原大陆性气候，海拔为2200~2280 m，年平均温度5.5 ℃，最低气温可达-18.9 ℃，最高气温可达34 ℃，年平均降水量350 mm，年潜在蒸发量1300 mm左右，年平均相对湿度56%，无霜期150 d。

1.2 试验设计与试验材料

该试验于2021年4月-2023年9月在西宁市开展，采取L₉（3⁴）正交试验设计（表1），共设置<7 mm粒径占比（A）、有机肥施用量（B）、缓释尿素施用量（C）和播量（D）4个因素，每个因素设置3个水平，共9个处理，每个处理重复3次，共27个微区。在试验地中挖取1.00 m×1.00 m×0.15 m的坑，铺入0.075 mm的尼龙网隔离周围土壤，然后将不同比例粒径的煤矸石基质填入微区，各微区间隔0.5 m。2021年4月15日按照试验设计对各小区进行处理后播种，草种主要有草地早熟禾（Poa pratensis）、冷地早熟禾（Poa crymophila）、中华羊茅（Festuca sinensis）和星星草（Puccinellia tenuiflora）（草种由青海大学畜牧兽医科学院提供），按草籽重量1∶1∶1∶1混合后播种，播种后覆盖无纺布，待全部出苗后揭下。2022和2023年试验期间不再对微区进行任何施肥。试验中的羊板粪（粉末状，处于半腐熟状态）由青海开泰农牧开发有限公司提供；有机肥由青海三夫农牧科技有限公司提供；缓释尿素由山东茂施生态肥料有限公司提供，含氮量为44%~45%。煤矸石、羊板粪和有机肥的化学性质详见表2。

1.3 样品采集、测定与指标计算

1.3.1 样品采集与测定

分别于2021年9月16日和2023年9月16日对地上生物量和土壤样品进行采集。地上植株采集：2021年9月16日在微区内随机选0.5 m×0.5 m的样方，2023年9月16日将微区内所有样方齐地面刈割，后将割取的地上部分装入纸袋，105 ℃杀青30 min，75 ℃烘干至恒重后称重计算地上生物量。土壤样品采集：分别于2021年9月16日和2023年9月16日在微区内采集煤矸石基质样品，去除石块、根系，带回实验室风干后备用。

地上生物量（above-ground biomass， AGB）采用烘干法测定、土壤全氮（total nitrogen， TN）采用凯氏定氮法测定、土壤全磷（total phosphorus， TP）采用碱熔法测定、土壤全钾（total potassium， TK）采用火焰光度计法测定、土壤碱解氮（available nitrogen， AN）采用碱解扩散法测定、土壤速效磷（available phosphorus， AP）采用比色法测定、土壤速效钾（available potassium， AK）采用火焰光度计法测定、土壤有机质（soil organic matter， SOM）采用重铬酸钾外加热法测定，以上均参照鲍士旦^［18］的方法。

1.3.2 土壤肥力综合指数（integrated fertility index， IFI）

根据模糊数学加乘法原则，计算综合土壤肥力指数（IFI），公式如下^［19］：

IFI={\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{f}_i{w}_i

式中：n为肥力指标数量，f_i 为第i项指标的隶属值，w_i 为第i项指标的权重值。其中，隶属值计算公式如下：

式中：x₂为某一指标最大值，x₁为某一指标最小值，x为指标测定值。本研究中，7项土壤养分指标含量在一定范围内越高，越有利于地上植被的生长，超出该范围则影响较小，因此采用戒上型隶属度函数^［19-21］。

权重值采用主成分分析，对各评价指标进行降维，计算各指标的公因子方差占公因子方差总和的百分数，赋以各指标0~1.0之间的权重数值^［22-24］。

1.3.3 TOPSIS综合评价指标计算

TOPSIS综合评价法是在归一化后的原始矩阵中找出最优方案和最劣方案（分别用最优向量和最劣向量表示），然后分别计算出评价对象与最优方案和最劣方案间的距离，获得该评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据。相对接近度越高时，评价方案越接近于最优方案^［25-26］。其相对接近度计算公式如下：

C_i=D_i^{-}/\left(D_i^{+}+D_i^{-}\right)

式中：C_i 为样本点到最优样本点的相对接近度，D_i⁺ 为评价方案到最优方案间的距离，D_i^- 为评价方案到最劣方案间的距离。其中，D_i⁺ 和D_i^- 的计算公式如下：

D_i^{+}=\sqrt[]{{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^m}{\left(z_{ij}-z_j^{+}\right)}^{\mathrm{2}}}

D_i^{-}=\sqrt[]{{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^m}{\left(z_{ij}-z_j^{-}\right)}^{\mathrm{2}}}

式中：m为评价指标个数（如果m个指标中有逆向指标，则需将其正向化），Z_ij 为标准化加权决策矩阵，表示第i个处理第j个指标的标准化加权结果。Z_j⁺ 和Z_j^- 分别代表第j项指标的正理想解和负理想解。

1.4 数据分析

使用Excel 2021对数据进行整理和基本统计，使用SPSS 27. 0进行多因素方差分析、多重比较以及显著性检验（Duncan，P<0.05时显著，P<0.01时极显著），使用SPSSAU进行TOPSIS法分析，使用Origin 2021作图。

2 结果与分析

2.1 粒径配比、施肥量以及播种量耦合对地上生物量的影响

2021和2023年间的地上生物量变化无显著差异（P>0.05），其中，随着试验年限的增加，T₁、T₃、T₄、T₅、T₇、T₈和T₉处理均呈下降的趋势，而T₂和T₆处理呈上升趋势。不同处理地上生物量在2021年差异不显著，在T₃处理下最高，为700.19 g·m^-2，在T₆处理下最低，为478.73 g·m^-2；2023年T₂处理地上生物量显著大于T₅处理，为639.5 g·m^-2，相比于T₅处理增加了46.35%，其他处理组间的地上生物量无显著性差异（图2a）。极差分析发现（表3），在2021年4个因素对地上生物量影响程度为C>D>B>A，在2023年4个因素对地上生物量影响程度为D>C>A>B。总体来看，影响地上生物量最关键的因素是缓释尿素施用量和播量，但地上生物量受各因素的影响不显著（P>0.05）。分析不同因素水平下地上生物量变化的正交效应曲线发现（图2b），相较于因素A和因素B，因素C和因素D的效应曲线变化幅度较大。2021年地上生物量随因素C的增加而增加，在C₃水平下达到最大，在因素D下D₃水平下达到最大。2023年地上生物量随因素C和因素D的增加而先增加后降低，在C₂和D₂水平下达到最大。

2.2 粒径配比、施肥量以及播种量耦合对土壤养分的影响

随着试验年限的增加，不同处理2023年有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均极显著低于2021年（P<0.001），而全钾含量显著高于2021年（P<0.05）。2021年，不同处理下土壤养分含量无显著性差异（除速效磷），但与初始值相比，均明显提高了土壤养分含量（除全钾外）。2023年，不同处理有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾含量均存在显著差异（P<0.05）。其中，T₆处理组有机质和全氮含量显著高于T₁，T₂、T₃和T₆处理组的全磷含量显著高于T₁，T₉处理组的碱解氮和速效磷含量分别显著高于T₁和T₇，而T₃、T₅、T₈和T₉处理组的速效钾含量显著高于T₁、T₄和T₇处理组（图3）。此外，2023年有机质和全钾含量均明显低于初始值。

极差分析发现（表4），在2021年，4种因素对有机质含量的影响大小表现为C>D>B>A，对全氮含量的影响大小表现为A>D>C>B，对全磷含量的影响大小表现为A>C>D>B，对全钾含量的影响大小表现为B>A>D>C，对碱解氮含量的影响大小表现为A>D>C>B，对速效磷含量的影响大小表现为A>C>D>B，对速效钾含量的影响大小表现为A>C>B>D。这说明在播种当年有机质含量主要受缓释尿素施用量的影响，而全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾含量主要受<7 mm粒径占比的影响。2023年对有机质含量的影响大小表现为B>A>C>D，对全氮含量的影响大小表现为B>A>D>C，对全磷含量的影响大小表现为B>D>A>C，对全钾含量的影响大小与2021年保持一致，也表现为B>A>D>C，对碱解氮含量的影响大小表现为B>C>A>D，对速效磷含量的影响大小表现为B>C>A>D，对速效钾含量的影响大小表现为B>A>D>C。这说明试验第3年土壤养分含量主要受有机肥施用量的影响（表4）。

分析不同因素水平下土壤养分含量变化的正交效应曲线发现（图4），相较于2021年，各因素下2023年土壤养分的效应曲线较为平稳。2021年有机质含量在C因素下变化幅度最大，在C₃水平下有机质含量最高；而土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾的效应曲线随A因素增加而增加，均在A₃水平下为最高。2023年土壤养分含量的效应曲线均在B因素下变化幅度最大。其中，有机质、全氮、全磷以及速效钾均在B₃水平下最高，碱解氮和速效磷在B₂水平下最高，而全钾则在B₁水平下最高。根据方差分析结果（表5），因素A显著影响2021年的速效磷含量，因素B显著影响2023年土壤养分含量（P<0.05）（除全钾外），而因素C和因素D对土壤养分的影响不显著。

2.3 煤矸石基质改良模式优选

本研究以试验第3年土壤养分测定结果作为土壤养分综合评价的参评数据，选取土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾7个指标作为土壤养分综合评价的参评因子，采用戒上型隶属度函数计算隶属度值，用主成分分析法计算各指标权重值（表6）后得出土壤肥力质量综合指数（IFI）。结果发现，在T₉处理下IFI最高，为0.8215，其次为T₅处理，而在T₁处理下IFI最低，为0.2411（表7）。这表明经T₉和T₅处理改良后的煤矸石基质肥力状况较优。

进一步以2023年地上生物量和土壤肥力指数作为TOPSIS综合分析的评价指标分析发现（表8），T₂处理相对接近度最高，为0.8765，其次为T₉处理组，相对接近度为0.6176。这表明在综合考虑土壤肥力状况以及地上植被生长状况时，认为T₂（A₁B₂C₂D₂）处理即<7 mm粒径占比为0，有机肥施用量为羊板粪30 m³·hm^-2+商品有机肥15 t·hm^-2，缓释尿素施用量为60 kg·hm^-2，播量为120 kg·hm^-2时综合效果最好，该组合在拥有较高土壤肥力的前提下，可以维持植被良好的生长，有利于地上生物量的积累。

3 讨论

煤矸石作为采矿活动产生的固体废弃物，机械组成不良，颗粒级配较差，速效养分元素含量较少，所含养分不能被植物直接有效利用^［27-28］。因此，为了让煤矸石形成满足植物所能生长的立地条件，需进行煤矸石的基质改良工作。通过煤矸石改良措施可提升其中的肥力水平，促进地上植物的生长发育，最终实现生态恢复的目的。已有研究表明在煤矸石基质改良过程中，改变煤矸石粒径、有机肥、化肥用量以及播量均会显著影响矿区复垦中地上植被的生长，尤其是生物量、株高和叶面积等指标^［29-31］。本研究探讨了煤矸石粒径配比、有机肥施用量、缓释尿素施用量以及结合播量对形成的煤矸石基质肥力和地上植被生长的影响，经过3年的微区试验发现，在试验第一年（2021年）各处理地上生物量差异不显著，但随着试验年限的增加，T₂与T₅处理地上生物量在2023年差异显著（P<0.05），且相比于2021年，2023年的地上生物量有所降低。这可能是因为随着试验年限的增加，土壤中的养分含量下降，植被在养分含量有限的情况下，会优先满足地下部分的生长，将更多的物质能量分配给根系，这就导致分配给地上部分的生物量降低^［32-33］。极差分析表明，在2021年4个因素对地上生物量影响由大到小表现为C（缓释尿素施用量）>D（播量）>B（有机肥施用量）>A（<7 mm粒径占比），在2023年4个因素对地上生物量影响由大到小表现为D（播量）>C（缓释尿素施用量）>A（<7 mm粒径占比）>B（有机肥施用量），这表明缓释尿素施用量和播量是影响植被生物量的关键因素，正交效应曲线也得出，相对于因素A（<7 mm粒径占比）和因素B（有机肥施用量），因素C（缓释尿素施用量）和因素D（播量）的效应曲线变化幅度较大，这可能是因为缓释尿素释放养分缓慢，肥效持续时间长，释放养分基本与植物吸收养分同步进行。此外，缓释尿素施入土壤后，可以减少一些生物、化学和物理作用对养分的固定，从而提高肥料利用率，促进地上部分生长^［34-36］，而播量是提高种群密度最重要的因素之一，播量的大小直接影响着地上生物量的累积^［37-39］。矿区重构土壤中，煤矸石粒径大小是影响植被生长的重要因素，已有研究表明煤矸石粒径在0~8 mm范围内越大，地上植被生长就越好^［40］，本研究也发现随着小于7 mm煤矸石粒径占比的增加地上生物量有所下降，2021和2023年地上生物量均在A₁（粒径<7 mm占比0%）水平下最高。

煤矸石改良的最终目的是提高肥力水平，以供植物生长所需。土壤养分可直观体现土壤肥力水平^［41］，因此本研究分析了煤矸石改良过程中土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷以及速效钾含量的变化情况，结果表明，在试验第1年（2021年）各处理除速效磷外的土壤养分含量之间并无显著性差异，但与初始值相比，除全钾含量外均有明显提升。随着试验年限的增加，各处理间除全钾含量外的土壤养分在2023年均出现显著性差异（P<0.05），这种现象可能是由于2021年试验在基质混匀过程产生的随机误差所导致的。2023年的全氮、全磷、有机质、碱解氮、速效磷以及速效钾含量均极显著低于2021年（P<0.01），而全钾含量却显著高于2021年（P<0.05），这与张亚鸽^［42］的研究结果一致。引起这种变化的主要原因可能是仅在试验第1年进行施肥，后续不再追施任何肥料，而种植的植被为多年生植物，其后续返青和生长过程中均需要消耗土壤中的养分，因此在本试验中土壤养分总体呈现下降的趋势。进一步对土壤养分进行极差分析发现，在试验第1年（2021年），影响有机质含量最关键的因素是缓释尿素施用量，其中的原因可能是缓释尿素施用后，土壤中微生物数量增加，活性增强，进而通过影响有机质的分解而影响有机质含量^［43］。对碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷含量影响最关键的因素均是<7 mm粒径占比，且土壤碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷含量随着<7 mm粒径占比的增加呈现上升的趋势，这与前人研究结果相一致^［44］，这主要是因为煤矸石粒径的大小影响着土壤养分的交换和迁移，煤矸石的粒径越小，比表面积越大，从煤矸石中释放进入到土壤中的养分含量也越多^［45］。在试验第3年（2023年），显著影响土壤养分含量的关键因素是有机肥施用量，这可能是因为有机肥在施入土壤后，需要经过微生物分解和转化，完成矿质化过程，才能被植物直接吸收利用。而这个过程可能需要一定时间，如果土壤中的微生物数量不足或活性较低时，分解速度也会变慢。因此，有机肥在施入土壤后可能需要一段较长的时间来完成这一过程。此外，即使施入土壤中的有机肥已分解，但因其肥效发挥作用的时间可能与作物的生长周期不匹配，也会影响有机肥的发挥^［46］。对比不同因素水平下土壤养分含量变化的正交效应曲线发现（图4），相较于2021年，各因素下2023年土壤养分的效应曲线较为平稳。原因在于随着试验年限的增加，植物对土壤养分的需求也逐渐趋于稳定，当土壤养分达到一个相对稳定的水平时，其变化幅度也会减小^［47］。

土壤肥力质量综合指数（IFI）可客观表征土壤肥力质量，因此，研究中常用土壤综合肥力指数评价法来量化土壤肥力，该方法可将土壤肥力量化为0~1之间的具体数值，数值越接近于1，表明土壤肥力水平越高，反之肥力水平越低^［48-49］。本研究将不同试验处理的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量通过土壤综合肥力指数评价法量化后发现，T₉（A₃B₃C₂D₁）处理的IFI最高，为0.8215，而T₁处理IFI最低，为0.2411。这表明经T₉处理即<7 mm粒径占比为50%，有机肥施用量为羊板粪45 m³·hm^-2+商品有机肥22.5 t·hm^-2，缓释尿素施用量为60 kg·hm^-2，播量为60 kg·hm^-2改良后的煤矸石基质肥力状况较优。进一步综合地上生物量和土壤肥力质量综合指数，经TOPSIS分析后，推荐最佳组合为T₂（A₁B₂C₂D₂）处理，即<7 mm粒径占比为0，有机肥施用量为羊板粪30 m³·hm^-2+商品有机肥15 t·hm^-2，缓释尿素施用量为60 kg·hm^-2，播量为120 kg·hm^-2。该处理能够同时兼顾植被生长和土壤肥力维持。

4 结论

本研究探讨了不同粒径配比、有机肥施用量、缓释尿素施用量以及播种量耦合处理下煤矸石基质地上生物量和土壤养分含量变化状况，并通过TOPSIS综合评价分析筛选出最佳配比。得出以下结论：

不同处理的地上生物量和土壤养分随着试验年限的增加而减少，尤其是土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾含量极显著减少，而全钾含量则显著增加。极差分析结果显示缓释尿素施用量和播量是影响地上生物量的关键因素，<7 mm粒径占比和缓释尿素施用量是影响2021年土壤养分含量的关键因素，而有机肥施用量是影响2023年土壤养分含量的关键因素。土壤综合肥力指数（IFI）得出，T₉（A₃B₃C₂D₁）处理的IFI最高，为0.8215。结合地上生物量和土壤肥力指标进行TOPSIS综合分析得出T₂（A₁B₂C₂D₂）处理即<7 mm粒径占比为0，有机肥施用量为羊板粪30 m³·hm^-2+商品有机肥15 t·hm^-2，缓释尿素施用量为60 kg·hm^-2，播量为120 kg·hm^-2时综合效果最好。该组合在拥有较高土壤肥力的前提下，可以维持植被良好的生长。

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基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFC3201605)

青海省自然科学基金青年项目(2023-ZJ-987Q)