針對我國礦區(qū)土壤侵占嚴(yán)重、質(zhì)量惡化的局面，研發(fā)有效的礦區(qū)土壤修復(fù)技術(shù)成為國內(nèi)外研究熱點之一。菌根技術(shù)由于其具有高效低耗、簡單易行、生態(tài)效益顯著、促進(jìn)生態(tài)平衡的特點，在礦區(qū)土壤修復(fù)中受到了廣泛的關(guān)注。但對于菌根技術(shù)修復(fù)礦區(qū)土壤的效果以及土壤修復(fù)過程中微生態(tài)特征變化等方面的研究較少，菌根對礦區(qū)土壤有機碳積累的影響鮮有報道。因此，本論文利用菌根技術(shù)，以活性污泥添加構(gòu)成的礦區(qū)復(fù)合基質(zhì)為修復(fù)對象，在優(yōu)化復(fù)合基質(zhì)配比的基礎(chǔ)上，對礦區(qū)復(fù)墾土壤的修復(fù)效應(yīng)、土壤修復(fù)過程中微生態(tài)變化規(guī)律以及修復(fù)土壤有機碳累積性能的變化等做了系統(tǒng)的研究，獲得的主要研究結(jié)論如下： 盆栽試驗研究獲得礦區(qū)復(fù)合基質(zhì)的較優(yōu)配比：培養(yǎng)60d后，20%-40%污泥添加量的復(fù)合基質(zhì)pH值為5.5～7.5，基質(zhì)中有機質(zhì)、全氮、速效磷等養(yǎng)分指標(biāo)均處于較豐富或豐富的營養(yǎng)等級，適于三葉草生長，為礦區(qū)復(fù)墾的較優(yōu)配比�？蓪崿F(xiàn)礦區(qū)免施化肥復(fù)墾。 復(fù)合基質(zhì)-AMF （arbuscular mycorrhizal fungi）組合的試驗結(jié)果表明，污泥添加量為20%、30%的A2、A3配比基質(zhì)中種植黑麥草接種摩西球囊霉菌（Glomusmosseae，簡稱G.m）盆栽實驗2年后，其基質(zhì)容重和孔隙度、有機質(zhì)及氮磷鉀元素的變化量均高于污泥添加量為10%的A1配比，黑麥草的菌根侵染率與菌根依賴性均相對較高。因此，A2-G.m、A3-G.m為礦區(qū)復(fù)墾技術(shù)的較優(yōu)組合。 A3復(fù)合基質(zhì)-G.m組合修復(fù)的現(xiàn)場試驗表明，礦區(qū)復(fù)墾土壤的容重、孔隙度及持水量等和有機質(zhì)均隨時間而逐漸改善；礦區(qū)復(fù)墾土壤酶活性隨時間而逐漸提高，且接種處理的變化量均顯著高于未接種對照（p0.05）。 礦區(qū)復(fù)墾土壤微生物群落和功能多樣性的Biolog微平板法分析表明，添加污泥處理的AWCD值增長較快，Biolog微平板培養(yǎng)60h的微生物群落Shannon多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)和McIntosh指數(shù)顯著高于其它處理(p0.05)，污泥的添加顯著提高礦區(qū)復(fù)墾土壤中微生物的豐富度和常見物種種類，且可達(dá)到群落組成均一。礦區(qū)復(fù)墾1年和2年的土壤微生物群落和功能多樣性均高于復(fù)墾前土壤，表明礦區(qū)的復(fù)墾過程對于增強土壤微生物活性意義重大。 礦區(qū)復(fù)墾土壤SOC的動態(tài)變化分析表明，不同處理復(fù)合基質(zhì)中SOC含量均有所升高。AMF分泌的球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（Glomalin-related Soil Protein，GRSP）隨復(fù)墾時間逐漸增加，土壤有機碳與TG及EEG之間存在極顯著的正相關(guān)（p0.01），說明AMF所分泌的GRSP對礦區(qū)復(fù)墾土壤有機碳積累具有直接作用。AMF及其分泌的GRSP對土壤有機碳積累的作用機理為通過增加植物固碳量、促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成保護(hù)土壤有機碳、改變土壤微生境增加土壤有機碳等方式促進(jìn)土壤有機碳的積累。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：S156;TD88
【部分圖文】：

礦區(qū)復(fù)墾土壤菌根修復(fù)效應(yīng)的現(xiàn)場試驗場試驗選址于徐州龐莊礦區(qū)，時間為 2009 年 7 月底至 2011 年 7 月。根據(jù)室內(nèi)驗的結(jié)果，選擇菌根效應(yīng)較好的摩西球囊霉菌 Glomus mosseae（G.m）為供試黑麥草作為供試植物。煤矸石取自龐莊煤礦煤矸石山經(jīng)破碎的粒徑為 1-5cm 的；污泥取自徐州姚莊污水處理廠，污泥質(zhì)量含水率為 70%；粉煤灰取自礦區(qū)電區(qū)電站循環(huán)流化床鍋爐低溫煅燒使其具有水泥熟料性質(zhì)，其中產(chǎn)生的粉煤灰與站的粉煤灰不同，故本試驗中粉煤灰的添加量有所減少。驗設(shè)接種和未接種對照（分別為 15m2區(qū)域），接種和未接種之間有隔離帶。將域（30 m2）分六部分小區(qū)域，小區(qū)域之間用 20cm 寬帶隔開，每塊小區(qū)域面積2，其中三塊（Ga，F(xiàn)a，Sa）接種 AMF，另外三塊（Gb，F(xiàn)b，Sb）為未接種對 2-1）。Ga 和 Gb 為混有煤矸石的礦區(qū)土， Fa 和 Fb 為粉煤灰和煤矸石（煤矸為 1-5cm）質(zhì)量比為 20：80 混合均勻的復(fù)合基質(zhì)，Sa 和 Sb 為粉煤灰、煤矸石質(zhì)量比為 10：60：30 混合均勻的復(fù)合基質(zhì)，覆土厚度為 15cm。接種處理菌根種量為 0.5 kg/m2。

3 5.77 5.11 4.45 3.75 3.22 2.61 159.34 140.07 120.80 102.37 81.32 6258 247.05 239.52 231.99 224.47 216.94 209 豐富 豐富 豐富 豐富 較豐富 較豐同配比對三葉草出苗率的影響（Influence ound Substates on Emergence Rate of White C度上反映植物種子對土壤環(huán)境包括土壤 pH 值、溫度性等的適應(yīng)情況，植株出苗率高說明土壤條件適宜種條件不適宜種子出苗。因此，通過考察不同配比基質(zhì)同生長環(huán)境的適應(yīng)能力。和 7 天時的出苗情況見圖 3-1。00播種3天 播種7天

0A1B1 A1B2 A1B3 A2B1 A2B2 A2B3 A3B1 A3B2 A3B3不同組合處理圖 4-1 黑麥草生長 100 天時的菌根侵染率e 4-1 Mycorrhizal Infection Rate of Ryegrass in 100d in Different Treatments草生物量和根冠比分析生長 12 個月的生物量以及根冠比見表 4-1。由表可知，黑麥草種植均發(fā)育良好。接種處理的地上部生物量和地下部生物量均高于未接接種 AMF 促進(jìn)黑麥草地上植株和地下根系的生長發(fā)育。對比于不，接種 G.m (B2 處理)黑麥草生長較好，其中 A1B2、A2B2、A3B2 地上部生物量分別為 14.33×10-2g/cm2、14.51×10-2g/cm2、13.28×1部生物量分別為 1.12×10-2g/cm2、1.24×10-2g/cm2、1.11×10-2g/cm2表 4-1 黑麥草生長 12 個月的生物量及根冠比Table 4-1 Biomass and Root-shoot Ratio of Ryegrass處理 地上部生物量(g/cm2) 地下部生物量（g/cm2) 根冠比（%）B1 11.57±1.33b 0.66±0.08b 5.70±0.69b

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方輝;王翠紅;辛?xí)栽?張洪滿;劉其彬;;平朔安太堡礦區(qū)復(fù)墾地土壤微生物與土壤性質(zhì)關(guān)系的研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2007年06期

2 鄭偉文,宋亞娜;VA菌根真菌和根瘤菌對翼豆生長、固氮的影響[J];福建農(nóng)業(yè)學(xué)報;2000年02期

3 畢銀麗,李曉林,丁保健;水分脅迫條件下接種菌根對玉米抗旱性的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2003年02期

4 黃京華;駱世明;曾任森;董登峰;;磷脅迫下AM F對玉米生長的影響[J];廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué);2006年04期

5 盧彥琦;賀學(xué)禮;;AM真菌與施N量對白術(shù)幼苗化學(xué)成分和生物產(chǎn)量的影響[J];河北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年06期

6 王潔,周躍;礦區(qū)廢棄地的恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究[J];安全與環(huán)境工程;2005年01期

7 孫永強;李富平;崔少東;;應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)治理礦區(qū)生態(tài)環(huán)境[J];礦業(yè)快報;2006年03期

8 黎煒;陳龍乾;周天建;;張集礦區(qū)復(fù)墾土壤養(yǎng)分變化研究及評價[J];現(xiàn)代礦業(yè);2011年02期

9 馬彥卿,李小平,馮杰,羅秀光;粉煤灰在礦山復(fù)墾中用于土壤改良的試驗研究[J];礦冶;2000年03期

10 姚斌;尚鶴;劉成志;谷雪景;;廢棄柴河鉛鋅礦區(qū)土壤微生物特征調(diào)查研究[J];林業(yè)科學(xué)研究;2006年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 蔡艷;青海高原（東部）土壤放線菌資源及應(yīng)用研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2002年

2 何小燕;工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染的微生物—植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)初探[D];中南林學(xué)院;2005年

3 時亞南;不同施肥處理對水稻土微生物生態(tài)特性的影響[D];浙江大學(xué);2007年

本文編號：2821510