2024, 51(5):1391-1404.DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240145CSTR: 32113.14.j.MC.240145
摘要:【背景】 煤炭作为重要的能源物质,在生产活动中需求量巨大,但长期的煤炭开采会对矿区生态环境带来极大破坏。微生物修复作为一种对环境友好、操作简单、经济成本低的修复方式,在煤矿区生态系统恢复中有广泛的应用前景。【目的】 利用微生物复合菌剂对煤矿区排土场地进行修复。通过微生物的代谢活动以及与植物根系的相互作用,实现修复煤矿破碎生态环境的目的。【方法】 借助16S rRNA基因高通量测序技术对修复场地微生物群落结构进行分析。通过监测试验场地土壤营养成分、重金属含量以及场地荞麦植株生长状况,评价了微生物修复效果,并初步探究了微生物所发挥的功能。【结果】 试验场地中存在有多种具有修复能力的菌种,微生物菌剂的加入降低了试验场地微生物多样性,但对土著微生物群落结构的影响较小。经过150 d的现场修复,场地有机质含量提高70%、总氮含量提升20%、总钾含量提升48.4%。速效氮、磷、钾也分别提升40%、26.8%和24.2%,土壤肥力得到显著恢复。场地有机质、速效磷和速效钾含量在修复期内呈现出增长趋势,表明功能微生物持续为植物生长提供高效的营养物质。场地砷含量降低49%,铜含量降低41%,表明微生物对场地(类)重金属起到了修复作用。微生物通过促进植株根系生长,提高了植株对营养物质的吸收和利用,场地荞麦株高提高30%,干重提升100%,粗蛋白含量提高22.4%。【结论】 微生物菌剂显著提高了试验场地的土壤肥力,抑制了土壤重金属毒害作用,并有效地促进了场地经济作物的生长。微生物修复在煤矿区破损生态系统的恢复上具有巨大的应用价值。