采煤塌陷復(fù)墾區(qū)先鋒植物根際微生物數(shù)量的變化

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1、采煤塌陷復(fù)墾區(qū)先鋒植物根際微生物數(shù)量的變化　　摘要：采用以空間代替時(shí)間的方法，研究了采煤塌陷區(qū)復(fù)墾后土壤自然演替狀況下先鋒植物根際微生物數(shù)量和組成的變化，探討不同先鋒植物根際微生物變化的特征和規(guī)律。結(jié)果表明，不同先鋒植物其根際微生物的數(shù)量不同，其中，復(fù)墾1年后的土壤，狗尾草的根際細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量及微生物總量均大于刺兒菜的根際微生物數(shù)量，復(fù)墾3年后則相反；兩種先鋒植物根際微生物的數(shù)量均隨著復(fù)墾年限的延長(zhǎng)而顯著增加，其中，細(xì)菌和放線茵數(shù)量增加的較快，因此，細(xì)菌所占微生物總量的比例隨著復(fù)墾年限延長(zhǎng)而增加，而真菌的比

2、例降低。復(fù)墾后土壤上的先鋒植物根際效應(yīng)十分明顯，從微生物類群來看，根際效應(yīng)是真菌>放線茵>細(xì)菌，從植物類別來看，復(fù)墾1年后的土壤上，先鋒植物狗尾草的根際效應(yīng)大于刺兒菜，但復(fù)墾3年后則相反，說明隨著物種和時(shí)間的變化，根際效應(yīng)也發(fā)生變化。　　關(guān)鍵詞：采煤塌陷區(qū)；復(fù)墾地；先鋒植物；根際微生物　　礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用為社會(huì)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但同時(shí)也嚴(yán)重破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，如煤炭井工開采引起大面積地表塌陷，從而造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞，并產(chǎn)生一系列的生態(tài)環(huán)境問題和社會(huì)問題。因此，中國在《土地復(fù)墾規(guī)定》的基礎(chǔ)上于2011年

3、又頒布了《土地復(fù)墾條例》，以期提高復(fù)墾土地的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。7　　在塌陷區(qū)土地復(fù)墾過程中，土壤質(zhì)量和植被的恢復(fù)是受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵。而在土壤一植被的復(fù)雜關(guān)系中，土壤微生物起著非常重要的作用。一方面，土壤微生物將有機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化成無機(jī)養(yǎng)分，以利于植物吸收利用；另一方面，植物通過其根際分泌物為微生物提供重要的能量物質(zhì)，影響著土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和代謝活性。有關(guān)采煤塌陷復(fù)墾區(qū)土壤微生物的研究大多集中在土壤微生物與土壤性質(zhì)的關(guān)系、不同復(fù)墾模式及年限對(duì)土壤微生物的影響、不同施肥對(duì)土壤微生物的影響以及微生物在土壤

4、修復(fù)中的應(yīng)用等方面，對(duì)工程復(fù)墾后土壤自然恢復(fù)狀況下先鋒植物根際微生物的研究較少?！　⊥寥牢⑸锱c植物根際微環(huán)境進(jìn)行著復(fù)雜頻繁的相互作用，不同植物根分泌物的種類和數(shù)量不同，因此對(duì)根際微生物的影響不同。采煤塌陷區(qū)復(fù)墾土壤上種植的先鋒植物的根系分泌物為微生物提供重要的能量物質(zhì)，其成分和數(shù)量影響著微生物的種類和數(shù)量。因此，本試驗(yàn)采用以空間代替時(shí)間的方法，對(duì)塌陷區(qū)復(fù)墾后土壤自然演替狀況下先鋒植物根際微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量進(jìn)行研究，探討不同先鋒植物根際微生物變化的特征和規(guī)律，對(duì)討論自然環(huán)境狀態(tài)下土壤發(fā)育過程有著重要意義。同時(shí)探索

5、塌陷復(fù)墾區(qū)先鋒植物根際微生物的變化特征及植物與微生物的關(guān)系，對(duì)選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的鄉(xiāng)土先鋒植物以及礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)中人工利用有益微生物具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義?！　?.材料與方法　　1.1試驗(yàn)區(qū)概況　　試驗(yàn)區(qū)位于中國六大無煙煤生產(chǎn)基地之一――河南省永城采煤區(qū)范圍內(nèi)，介于東經(jīng)115°58′-116°39′、北緯33°42′-34°18′，平均海拔33m，屬暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱的大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫14.3℃7，年降雨量874mm，年均日照時(shí)間2318h。區(qū)內(nèi)土壤類型簡(jiǎn)單，主要分布有潮土和砂漿黑土2個(gè)土類，土壤有機(jī)質(zhì)含量低

6、，呈弱堿性或中性（pH7.0-8.5）。采煤塌陷后的區(qū)域采用“挖深墊淺”的方法進(jìn)行工程復(fù)墾，工程復(fù)墾后的土壤質(zhì)量較低，因此，復(fù)墾初期大部分土地處在撂荒狀態(tài)?！　?.2土壤樣品采集與處理　　在研究區(qū)選取復(fù)墾工藝相同但復(fù)墾年限不同的復(fù)墾區(qū)（復(fù)墾年限分別是1年和3年）進(jìn)行采樣，并以附近未受影響的正常農(nóng)田作為對(duì)照。在不同復(fù)墾年限區(qū)和農(nóng)田內(nèi)分別選取3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)分別選取生長(zhǎng)健壯的先鋒植物狗尾草和刺兒菜3株，按物種采用抖動(dòng)法采集根際土壤，土壤混合均勻作為一個(gè)樣品。將土壤分別置于無菌自封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室，放入冰箱4℃保

7、存待用?！　?.3土壤微生物數(shù)量測(cè)定　　細(xì)菌、真菌、放線菌計(jì)數(shù)采用平板稀釋涂布法。細(xì)菌培養(yǎng)用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、真菌用馬丁氏培養(yǎng)基、放線菌用改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基分別進(jìn)行培養(yǎng)，具體測(cè)定方法參考文獻(xiàn)?！　?.4數(shù)據(jù)處理與分析　　數(shù)據(jù)主要采用方差分析的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)和圖表采用軟件SPSS19.0和Excel2010完成?！　?.結(jié)果與分析　　2.1不同先鋒植物根際微生物數(shù)量和組成的變化7　　不同先鋒植物其根際微生物的數(shù)量不同。由表1可知，復(fù)墾1年后的土壤，其先鋒植物狗尾草的根際細(xì)菌和放線菌數(shù)量均顯著大于刺兒菜的根際

8、微生物數(shù)量，由于細(xì)菌占微生物總量的絕大部分，因此，狗尾草的根際微生物總量也顯著大于刺兒菜的根際微生物總量，分別為31.2×104CFU/g和20.9×104CFU/g；相反，復(fù)墾3年后的土壤，狗尾草的根際細(xì)菌和放線菌數(shù)量均小于刺兒菜的根際微生物數(shù)量，相應(yīng)地，其根際微生物總量也顯著小于刺兒菜的根際微生物總量，分別為67.7×104CFU/g和96.9×104C