采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化

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1、采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化　　摘要：采用以空间代替时间的方法，研究了采煤塌陷区复垦后土壤自然演替状况下先锋植物根际微生物数量和组成的变化，探讨不同先锋植物根际微生物变化的特征和规律。结果表明，不同先锋植物其根际微生物的数量不同，其中，复垦1年后的土壤，狗尾草的根际细菌、真菌和放线菌数量及微生物总量均大于刺儿菜的根际微生物数量，复垦3年后则相反；两种先锋植物根际微生物的数量均随着复垦年限的延长而显著增加，其中，细菌和放线茵数量增加的较快，因此，细菌所占微生物总量的比例随着复垦年限延长而增加，而真菌的比

2、例降低。复垦后土壤上的先锋植物根际效应十分明显，从微生物类群来看，根际效应是真菌>放线茵>细菌，从植物类别来看，复垦1年后的土壤上，先锋植物狗尾草的根际效应大于刺儿菜，但复垦3年后则相反，说明随着物种和时间的变化，根际效应也发生变化。　　关键词：采煤塌陷区；复垦地；先锋植物；根际微生物　　矿产资源的开发利用为社会进步及经济发展做出了巨大贡献，但同时也严重破坏了矿区的生态环境，如煤炭井工开采引起大面积地表塌陷，从而造成地质结构破坏，并产生一系列的生态环境问题和社会问题。因此，中国在《土地复垦规定》的基础上于2011年

3、又颁布了《土地复垦条例》，以期提高复垦土地的社会效益、经济效益和生态效益。7　　在塌陷区土地复垦过程中，土壤质量和植被的恢复是受损生态系统恢复的关键。而在土壤一植被的复杂关系中，土壤微生物起着非常重要的作用。一方面，土壤微生物将有机养分转化成无机养分，以利于植物吸收利用；另一方面，植物通过其根际分泌物为微生物提供重要的能量物质，影响着土壤微生物的群落结构和代谢活性。有关采煤塌陷复垦区土壤微生物的研究大多集中在土壤微生物与土壤性质的关系、不同复垦模式及年限对土壤微生物的影响、不同施肥对土壤微生物的影响以及微生物在土壤

4、修复中的应用等方面，对工程复垦后土壤自然恢复状况下先锋植物根际微生物的研究较少。　　土壤微生物与植物根际微环境进行着复杂频繁的相互作用，不同植物根分泌物的种类和数量不同，因此对根际微生物的影响不同。采煤塌陷区复垦土壤上种植的先锋植物的根系分泌物为微生物提供重要的能量物质，其成分和数量影响着微生物的种类和数量。因此，本试验采用以空间代替时间的方法，对塌陷区复垦后土壤自然演替状况下先锋植物根际微生物群落结构和数量进行研究，探讨不同先锋植物根际微生物变化的特征和规律，对讨论自然环境状态下土壤发育过程有着重要意义。同时探索

5、塌陷复垦区先锋植物根际微生物的变化特征及植物与微生物的关系，对选择适合当地环境的乡土先锋植物以及矿区生态恢复中人工利用有益微生物具有重要的理论与现实意义。　　1.材料与方法　　1.1试验区概况　　试验区位于中国六大无烟煤生产基地之一――河南省永城采煤区范围内，介于东经115°58′-116°39′、北纬33°42′-34°18′，平均海拔33m，属暖温带半湿润半干旱的大陆性季风气候，年均气温14.3℃7，年降雨量874mm，年均日照时间2318h。区内土壤类型简单，主要分布有潮土和砂浆黑土2个土类，土壤有机质含量低

6、，呈弱碱性或中性（pH7.0-8.5）。采煤塌陷后的区域采用“挖深垫浅”的方法进行工程复垦，工程复垦后的土壤质量较低，因此，复垦初期大部分土地处在撂荒状态。　　1.2土壤样品采集与处理　　在研究区选取复垦工艺相同但复垦年限不同的复垦区（复垦年限分别是1年和3年）进行采样，并以附近未受影响的正常农田作为对照。在不同复垦年限区和农田内分别选取3个采样点，每个采样点内分别选取生长健壮的先锋植物狗尾草和刺儿菜3株，按物种采用抖动法采集根际土壤，土壤混合均匀作为一个样品。将土壤分别置于无菌自封袋中，带回实验室，放入冰箱4℃保

7、存待用。　　1.3土壤微生物数量测定　　细菌、真菌、放线菌计数采用平板稀释涂布法。细菌培养用牛肉膏蛋白胨培养基、真菌用马丁氏培养基、放线菌用改良高氏1号培养基分别进行培养，具体测定方法参考文献。　　1.4数据处理与分析　　数据主要采用方差分析的方法进行统计分析，数据和图表采用软件SPSS19.0和Excel2010完成。　　2.结果与分析　　2.1不同先锋植物根际微生物数量和组成的变化7　　不同先锋植物其根际微生物的数量不同。由表1可知，复垦1年后的土壤，其先锋植物狗尾草的根际细菌和放线菌数量均显著大于刺儿菜的根际

8、微生物数量，由于细菌占微生物总量的绝大部分，因此，狗尾草的根际微生物总量也显著大于刺儿菜的根际微生物总量，分别为31.2×104CFU/g和20.9×104CFU/g；相反，复垦3年后的土壤，狗尾草的根际细菌和放线菌数量均小于刺儿菜的根际微生物数量，相应地，其根际微生物总量也显著小于刺儿菜的根际微生物总量，分别为67.7×104CFU/g和96.9×104C