摘要：為提高木里礦區(qū)人工草地土壤肥力，促進(jìn)礦區(qū)可持續(xù)修復(fù)，在青海木里礦區(qū)修復(fù)時(shí)進(jìn)行了商品有機(jī)肥、羊板糞、商品有機(jī)肥+羊板糞3種施肥處理，以未施有機(jī)肥為對照，分析生長2年的植被、土壤肥力和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：施肥顯著（Plt;0.05）提高了植被高度、蓋度和生物量，并改善了土壤肥力，且以兩種肥料混施效果最好。3種處理均顯著提高了土壤細(xì)菌豐富度（Plt;0.05），但對土壤真菌多樣性無影響。3種處理均提高了變形菌門（Proteobacteria）和子囊菌門（Ascomycota）相對豐度，降低了擔(dān)子菌門（Basidiomycota）相對豐度。相關(guān)性分析表明，植被情況與土壤肥力、土壤微生物存在顯著相關(guān)性，有機(jī)肥通過增加土壤肥力和改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)促進(jìn)植被生長。因此，高寒礦區(qū)生態(tài)修復(fù)時(shí)施有機(jī)肥有利于人工植被生長，改善土壤肥力和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，且以商品有機(jī)肥+羊板糞混施效果更好。

關(guān)鍵詞：高寒礦區(qū)；人工草地；商品有機(jī)肥；羊板糞；土壤微生物；土壤肥力

中圖分類號：S154.1""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"""" 文章編號：1007-0435（2024）08-2659-11

The Effects of Commercial Organic Fertilizer and Semi Decomposed Sheep

Manure on Artificial Grassland and Soil Characteristics in Alpine Mining Area

QIAO Qian-luo1， WU Yan-ru1， LI Qing-yao1， ZHANG Yang-can1， KOU Wei-liang1，

HE Xin-ting2， LI Xi-lai3， KOU Jian-cun1， YANG Wen-quan2*

（1. College of Grassland Agriculture， Northwest Aamp;F University， Yangling， Shaanxi Province 712100， China;

2. College of Life Sciences， Northwest Aamp;F University， Yangling， Shaanxi Province 712100， China; 3. College of Agriculture

and Animal Husbandry， Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810016， China）

Abstract：In order to improve the soil fertility of the artificial grassland and to promote the sustainable plant restoration in the alpine mining area，three fertilization treatments including commercial organic fertilizer，semi decomposed sheep manure，and mixture of commercial organic fertilizer and semi decomposed sheep manure were applied during the restoration and grass planting in the Muli mining area，Qinghai. The plots without organic fertilizer was taken as the control. The vegetation，the soil fertility，and the microbial community structure were determined after 2 years of growth. The results showed that the fertilizer application significantly （Plt;0.05） increased the height，the coverage，and the aboveground biomass，and improved the soil fertility. The best effect was achieved by the mixed application of the commercial organic fertilizer and the semi decomposed sheep manure. All three treatments significantly increased the richness of soil bacteria （Plt;0.05），but had no effect on soil fungal diversity. All three treatments could increase the relative abundance of Proteobacteria and Ascomycota，while reduced the relative abundance of Basidiomycota. Correlation analysis showed that the vegetation characteristics were significantly correlated with the fertility and microorganisms of the soil. The organic fertilizer can promote vegetation growth by increasing the soil fertility and changing the soil microbial community structure. Therefore，the application of the organic fertilizer was beneficial to the growth of vegetation and the improvement of the soil fertility and microbial community structure during the ecosystem restoration in alpine mining areas. And the mixed application of the commercial organic fertilizer and the semi decomposed sheep manure has better effect.

Key words：Alpine mining area;Artificial grassland;Commercial organic fertilizer;Semi decomposed sheep manure;Soil microorganisms;Soil fertility

青海省木里煤礦區(qū)位于祁連山南麓腹地，背靠祁連山國家公園，是黃河重要支流大通河的源頭，同時(shí)，該地區(qū)也是我國西北重要的地理分界線和生態(tài)安全屏障的重要組成部分，其生態(tài)地位和水源涵養(yǎng)功能都十分重要［1-2］。多年來的煤礦開采活動(dòng)使得木里礦區(qū)原有的高寒草地生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞［3］，引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，如地形地貌破壞、水源涵養(yǎng)功能喪失、植物多樣性減少等［4-5］，因此礦區(qū)生態(tài)急需進(jìn)行修復(fù)。目前，國內(nèi)外礦區(qū)修復(fù)常用的方法是表層覆蓋“客土”后進(jìn)行人工植被建植［6］，但木里礦區(qū)地處偏遠(yuǎn)，沒有“客土”來源，只能將礦渣粉碎后作為基質(zhì)種草［7］。由于礦渣養(yǎng)分有限，渣土上直接種草植物生長受限，加之該地區(qū)海拔為4 000 m左右的高寒地區(qū)，生態(tài)條件嚴(yán)酷，植物生長期短，因此建植的植被很容易退化，很難實(shí)現(xiàn)恢復(fù)的可持續(xù)性［8］。

施肥是礦區(qū)恢復(fù)時(shí)最常用的技術(shù)措施［9］，現(xiàn)有的研究表明，施肥不僅能提高人工植被的蓋度、高度、生物量，還可以提高植物群落多樣性［10-11］，激活土壤種子庫［12］等，同時(shí)，施肥還能改善礦區(qū)土壤肥力［13］和土壤酶活性［14］，增加土壤微生物多樣性、改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等［15］。與化學(xué)肥料相比，有機(jī)肥不僅營養(yǎng)全面，釋放緩慢，而且對環(huán)境的污染相對較少，因此更適合在礦區(qū)修復(fù)時(shí)使用［16-17］。同時(shí)，木里礦區(qū)地處牧區(qū)，周邊有大量的羊板糞（牧區(qū)羊圈中堆積的半腐熟的羊糞）資源，由于地理位置偏遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本較高而不能被有效利用。如果羊板糞能部分或全部替代商品有機(jī)肥在礦區(qū)生態(tài)修復(fù)時(shí)作為有機(jī)肥使用，不僅可以節(jié)約修復(fù)的成本，而且可以使廢棄物資源獲得利用，一舉兩得，但這一方面的研究缺乏。因此，本研究擬在木里礦區(qū)生態(tài)修復(fù)種草時(shí)，通過在渣土中單施商品有機(jī)肥、羊板糞以及混施商品有機(jī)肥+羊板糞后，研究人工植被的生長情況、土壤肥力和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，為高寒礦區(qū)的植被及土壤恢復(fù)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于青海省剛察縣境內(nèi)的木里煤田江倉礦區(qū)（38°02′～38°03′N，99°27′～99°35′ E）。該地區(qū)年最高氣溫19.8℃，最低氣溫-36℃，年平均氣溫-5.1℃～-4.2℃。年平均降水量500 mm，蒸發(fā)量1 418 mm，降水主要集中在7—9月，降雪集中在1～5月。礦區(qū)四季多風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)，冬季盛行西北風(fēng)，年平均大風(fēng)日數(shù)30 d。海拔3800～4000 m。周邊主要為高寒沼澤濕地和高寒草甸，屬于多年凍土區(qū)，優(yōu)勢種為藏嵩草（Koeleria tibetica）、青藏薹草（Carex moorcroftii）等［18］。長時(shí)間、大規(guī)模的煤礦開采嚴(yán)重破壞了高寒濕地和草甸，造成生態(tài)系統(tǒng)失衡、地下水污染等環(huán)境問題。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)地選擇在木里煤田江倉礦區(qū)4號井排土場，對由煤矸石、凍土、巖石等廢料堆積形成的渣山進(jìn)行削坡卸載、機(jī)械整平、耙平表層，將大塊巖石、礫石和煤矸石移出種植區(qū)以形成供試驗(yàn)的平臺區(qū)。2021年6月初，在平臺區(qū)設(shè)置試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理（表1），M為商品有機(jī)肥：青海祥禾農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的“錦土”牌顆粒有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥5%；F為羊板糞：來自周邊牧區(qū)羊圈，N 2.1%，P2O5 0.4%，有機(jī)質(zhì)15.8%；MF為商品有機(jī)肥+羊板糞。根據(jù)課題組前期研究結(jié)果［19］，選用適應(yīng)高寒環(huán)境的當(dāng)?shù)夭莘N：同德短芒披堿草（Elymus breviaristatus ‘Tongde’）、同德小花堿茅（Puccinellia tenuiflora ‘Tongde’）、青海中華羊茅（Festuca sinensis ‘Qinghai’）、青海冷地早熟禾（Poa crymophila ‘Qinghai’）、青海草地早熟禾（P. pratensis ‘Qinghai’）。牧草種子總播量為22.5 g·m-2，比例（重量比）為1∶1∶1∶1∶1，與牧草專用肥（NPK復(fù)合肥，總養(yǎng)分≥35%，N 18%，P2O5 12%，K2O 5%）混合后人工撒播，牧草專用肥用量25.5 g·m-2。輕耙耱平，使種子埋入表層土壤中。以30 cm渣土上僅施牧草專用肥種草的作為對照（CK）。覆蓋無紡布進(jìn)行保溫促發(fā)芽。小區(qū)面積4 m×5 m，每個(gè)處理3個(gè)小區(qū)，共計(jì)12個(gè)。小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組分布。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 植物樣品 2022年8月中旬，測定植物群落的相關(guān)指標(biāo)。在每個(gè)小區(qū)設(shè)3個(gè)1 m×1 m的樣方，測定植物高度、蓋度、生物量。植物高度為草層高度，用卷尺隨機(jī)測定20株；蓋度采用針刺法；生物量采用刈割法，齊地面剪取樣方內(nèi)的地上部分，帶回實(shí)驗(yàn)室，65℃烘干稱重。每個(gè)小區(qū)的平均值作為相應(yīng)處理的1次重復(fù)值。

1.3.2 土壤樣品 在上面測量植物樣品的樣方內(nèi)，用土鉆采集 0～15 cm 的土壤，隨機(jī)取4鉆土樣混合作為一個(gè)重復(fù)，每個(gè)樣方為一次重復(fù)。取少量混合的土壤放入凍存管中，立即轉(zhuǎn)入低溫儲(chǔ)存箱中保存，用于微生物測定。其余土樣帶回實(shí)驗(yàn)室陰干后用于土壤肥力測定。有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法；全氮采用濃硫酸消煮-蒸餾法測定；全磷采用HClO4-H2SO4 消煮后，分光光度法測定；全鉀采用HF-HClO4消煮后，火焰光度法測定；NH+4-N和NO-3-N采用1 mol·L-1 KCl 浸提、連續(xù)流動(dòng)注射分析儀測定；速效磷采用NaHCO3 浸提后，分光光度法測定；速效鉀采用NH4OAc 浸提后，火焰光度法測定［20］。

1.3.3 土壤微生物 土壤送上海派森諾生物科技有限公司進(jìn)行測序分析。對細(xì)菌16S rRNA的V3-V4區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，引物序列為ACTCCTACGGGAGGCAGCA，GGACTACHVGGGTWTCTAAT；真菌ITS rDNA的V1區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，引物序列為GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG，GCTGCGT TCTTCATCGATGC。

對土壤細(xì)菌和真菌的OTUs（Observed species）、Chao1豐富度估計(jì)指數(shù)（The Chao1 estimator）和Shannon多樣性指數(shù)（Shannon diversity index）和物種相對豐度的測定與分析。α多樣性計(jì)算公式［21］：

C=1-n1/N

其中，C為OTUs，n1=只含有一條序列的OTU的數(shù)目，N=抽樣中出現(xiàn)的總的序列數(shù)目。

SChao1=Sobs+n1（n1-1）/2（n2+1）

其中，SChao1為估計(jì)的OTU數(shù)，Sobs為觀測到的OTU數(shù)，n1為只有1條序列的OTU數(shù)目，n2為只有2條序列的OTU數(shù)目。

H=-ΣPi×log2（Pi）

其中，H為Shannon指數(shù)，Σ為求和符號，Pi為每個(gè)物種的相對數(shù)量（即物種多樣性指數(shù)）。log2（Pi）的作用是將物種數(shù)量從0到1進(jìn)行映射，使得H的值在0到1之間。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；對植被特征、土壤理化性質(zhì)、OTUs、Chao1豐富度估計(jì)指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)用SPSS 22.0進(jìn)行One-way ANOVA方差分析。用R語言對植被特征、土壤理化性質(zhì)及微生物α多樣性進(jìn)行Mantel相關(guān)分析并作圖。采用Pearson相關(guān)性法分析確定土壤理化因子、確定細(xì)菌門和真菌門的相對豐度。

2" 結(jié)果與分析

2.1 施用不同有機(jī)肥對人工植被的影響

人工植被生長兩年后，CK的草層高度最低，為14.05 cm，而3種處理的草層高度均在40 cm以上，顯著高于CK（Plt;0.05），但不同處理間差異不顯著（圖1a）。同時(shí)，CK的植被蓋度僅為6.80%，而3種處理的植被蓋度均大于50%，其中，MF蓋度最高，達(dá)91.91%，各處理間植被蓋度呈 MFgt;Fgt;M，且差異顯著（Plt;0.05）（圖1b）。此外，與CK相比，3種處理的植被地上生物量均顯著升高（Plt;0.05），且MF的地上生物量顯著高于M和F（Plt;0.05），達(dá)到284.48 g·m-2（圖1c）。

2.2 施用不同有機(jī)肥對人工草地土壤養(yǎng)分的影響

3種處理土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮及速效磷含量均顯著（Plt;0.05）提高，其中，土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、速效磷表現(xiàn)為MFgt;Fgt;Mgt;CK，且各處理間及各處理與CK間均差異顯著（Plt;0.05）（圖2a，2c，2g）。而MF的全氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量均在3種處理中最高，分別達(dá)到了5.28，28.01和3.66 mg·kg-1，均顯著高于M和F（Plt;0.05），但M和F間差異不顯著，但又均顯著高于CK（圖2b，2e，2f）。土壤速效鉀含量呈MFgt;Fgt;M，CK，且各處理間差異顯著（Plt;0.05），但CK與M間無顯著差異（圖2h）。土壤全鉀含量除M達(dá)到19.34 g·kg-1，較CK顯著升高（Plt;0.05）外，其余處理均與CK無顯著差異（圖2d）。

2.3 不同有機(jī)肥處理對人工草地土壤微生物多樣性的影響

2.3.1 不同有機(jī)肥處理對土壤細(xì)菌豐富度及多樣性的影響 與CK相比，3種有機(jī)肥處理均可顯著提升（Plt;0.05）土壤細(xì)菌的OTUs，OTUs表現(xiàn)為MF，F(xiàn)gt;Mgt;CK，其中MF最高，為4049.27（圖3a）。3種有機(jī)肥處理均可顯著（Plt;0.05）提升土壤細(xì)菌的Chao1指數(shù)，Chao1指數(shù)表現(xiàn)為MF，F(xiàn)gt;Mgt;CK，其中MF最高，為4962.47（圖3b）。F和MF均顯著（Plt;0.05）提高了土壤細(xì)菌的Shannon指數(shù)，但CK與M，F(xiàn)和MF間差異不顯著（圖3c）。

2.3.2 不同有機(jī)肥處理對土壤真菌豐富度及多樣性的影響 與CK相比，M的真菌OTUs指數(shù)最低，為256.83，顯著低于F與MF（Plt;0.05），而F和MF間差異不顯著（圖4a）。3種處理對土壤真菌的Chao1指數(shù)無顯著影響，但是在3種處理間，M的Chao1指數(shù)最低，為261.43，顯著低于MF（Plt;0.05），而F和MF間差異不顯著（圖4b）。3種處理下土壤真菌的Shannon指數(shù)均無顯著差異（圖4c）。

2.4 不同有機(jī)肥處理對土壤細(xì)菌及真菌群落結(jié)構(gòu)組成的影響

2.4.1 不同有機(jī)肥處理對土壤細(xì)菌門水平群落結(jié)構(gòu)組成的影響 在不同有機(jī)肥處理下，土壤細(xì)菌群落相對豐度排名前5的門分別是放線菌門（Actinobacteria）、變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）和擬桿菌門（Bacteroidetes）（圖5）。其中，F(xiàn)和MF土壤放線菌門的相對豐度較CK顯著下降（Plt;0.05），分別下降了34.37%和37.19%，但M和CK之間無顯著差異。3種處理下，土壤變形菌門的相對豐度較均CK顯著升高（Plt;0.05），其中，M，F(xiàn)，MF土壤變形菌門的相對豐度分別是CK的1.41，1.31和1.37倍。施用有機(jī)肥后，土壤酸桿菌門的相對豐度均顯著降低，表現(xiàn)為Fgt;MF，M（Plt;0.05）。土壤的綠彎菌門以M的相對豐度最低，顯著低于CK（Plt;0.05），較CK下降了58.59%，而F相對豐度顯著高于CK，MF與CK間無顯著差異。擬桿菌門以M的相對豐度最高，顯著高于F（Plt;0.05），但F和MF與CK之間均無顯著差異（表2）。

2.4.2 不同有機(jī)肥處理對土壤真菌門水平群落結(jié)構(gòu)組成的影響 在不同有機(jī)肥處理下，土壤真菌群落相對豐度排名前5的門分別是子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）、鞭毛菌門（Mortierellomycota）、壺菌門（Chytridiomycota）和油壺菌門（Olpidiomycota）（圖6）。M和MF土壤的子囊菌門相對豐度較CK顯著升高（Plt;0.05），分別升高了31.89%和38.58%。3種處理顯著降低了土壤中擔(dān)子菌門的相對豐度（Plt;0.05），但3種處理對土壤中鞭毛菌門、壺菌門和油壺菌門相對豐度均無顯著影響（表3）。

2.5 植物群落特征和土壤因子的相關(guān)性分析

對植物群落特征和土壤肥力指標(biāo)及微生物α多樣性進(jìn)行Mantel相關(guān)性分析（圖7）。人工植被的草層高度與土壤細(xì)菌的OTUs、Chao1指數(shù)、土壤全磷、硝態(tài)氮呈極顯著相關(guān)性（Plt;0.01），與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤速效磷、速效鉀呈顯著相關(guān)性（Plt;0.05）。植物群落的蓋度與土壤細(xì)菌的OTUs，Chao1指數(shù)、土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、硝態(tài)氮呈極顯著相關(guān)（Plt;0.01），與土壤銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀呈顯著相關(guān)性（Plt;0.05）。植物群落的地上生物量與土壤細(xì)菌的OTUs，Chao1指數(shù)、土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、硝態(tài)氮、速效磷呈極顯著相關(guān)（Plt;0.01），與土壤銨態(tài)氮、速效鉀呈顯著相關(guān)性（Plt;0.05）。

3 討論

3.1 不同有機(jī)肥處理對礦區(qū)人工植被和土壤肥力的影響

影響植物生長的外界因素很多，如水分、溫度、光照、土壤肥力、土壤酸堿度等，每一個(gè)因素如果太高或太低，都會(huì)導(dǎo)致植物無法正常生長發(fā)育［22］。由于木里礦區(qū)種草時(shí)只能以礦渣作為種草基質(zhì)。但礦渣能被植物吸收的養(yǎng)分含量很低，所以土壤肥力是影響礦區(qū)植被生長最主要的因素［23］?；示哂蟹市Э?、易吸收等特點(diǎn)，對一些生育期較短的作物可能效果更好［24］。而礦區(qū)修復(fù)是一個(gè)持久的過程，需要土壤有持久的肥力供應(yīng)能力，因此有機(jī)肥是較好的選擇［25］。張玉芳等［26］在高寒礦區(qū)人工植被恢復(fù)研究中發(fā)現(xiàn)施有機(jī)肥能顯著提高植被的高度、蓋度、地上生物量；王佟等［27］在對高寒礦區(qū)渣土改良的研究中發(fā)現(xiàn)，添加羊板糞能有效改善植被的生長狀況。本試驗(yàn)中，施商品有機(jī)肥和羊板糞均能顯著提高人工植被的高度、蓋度、地上生物量，綜合來看，與施商品有機(jī)肥的處理相比，施羊板糞的處理對于植被的生長效果更好，尤其對植被蓋度方面的提升更為顯著。而有機(jī)肥+羊板糞的混合處理對于植被的蓋度、地上生物量的恢復(fù)起著更加顯著的作用，這可能是因?yàn)橄噍^商品有機(jī)肥，羊板糞除可以為恢復(fù)植被提供全面的養(yǎng)分外，更重要的可能是還可以改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，起到透氣、保濕、保肥的作用［28］，從而更有益于人工植被的生長。與其他兩種處理相比，有機(jī)肥+羊板糞混合處理添加的養(yǎng)分更多，能更好的滿足人工植被的生長需求，因此效果最好。

有機(jī)肥施入土壤后，不僅其所含的氮、磷、鉀元素在微生物和根系分泌物的作用下，逐漸釋放到了土壤中，直接提高土壤的養(yǎng)分含量［29］，更重要的是有機(jī)肥釋放的營養(yǎng)，使一些與肥力周轉(zhuǎn)相關(guān)的微生物如溶磷菌、固氮菌等快速生長和繁殖［30］；同時(shí)，這些營養(yǎng)也是土壤酶合成的重要營養(yǎng)源，而土壤酶又能催化土壤的養(yǎng)分循環(huán)過程，包括土壤 C（如β-葡萄糖苷酶）、N（如脲酶）、P（如磷酸酶）等的循環(huán)，從而進(jìn)一步提高了土壤的養(yǎng)分含量［31］。本試驗(yàn)研究也表明，施有機(jī)肥后，礦區(qū)土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量多數(shù)顯著升高。但是，施有機(jī)肥對土壤全鉀的含量影響不明顯，這可能是因?yàn)榇蟛糠肘浽乇恢参锔邓眨挥泻苄∫徊糠肘浽乇还潭ㄔ谕寥乐?，所以施有機(jī)肥對土壤全鉀含量的影響不顯著［32］。綜合對土壤養(yǎng)分含量影響水平的判斷，3種有機(jī)肥的恢復(fù)效果由高到低排序?yàn)镸Fgt;Fgt;M。對植物特征和土壤因子的相關(guān)性分析也表明，植物群落的生長特征與土壤全磷、硝態(tài)氮含量存在極顯著相關(guān)關(guān)系，與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀等呈顯著相關(guān)性，這與Feng等［33］的研究結(jié)果一致，表明施肥對高寒礦區(qū)人工修復(fù)草地有著顯著的作用。但是在低海拔地區(qū)，無論是礦區(qū)修復(fù)還是農(nóng)田耕作時(shí)，商品有機(jī)肥和羊板糞只需使用一種，即可取得不錯(cuò)的肥力效果［34］，如果兩種有機(jī)肥同時(shí)使用則會(huì)燒苗［35］。但在高寒地區(qū)，一方面因?yàn)橥寥牢⑸锷?，另一方面溫度低，微生物活?dòng)微弱，羊板糞的腐熟和商品有機(jī)肥的吸收都更加緩慢，不僅不燒苗，也為植物提供了持續(xù)而穩(wěn)定的養(yǎng)分［36］。

3.2 不同有機(jī)肥處理對礦區(qū)土壤微生物的影響

土壤微生物具有固碳、維持土壤肥力和養(yǎng)分循環(huán)等作用［37-38］。在高寒礦區(qū)，由于土壤貧瘠、氣溫低、輻射強(qiáng)等原因，土壤微生物的數(shù)量和種類十分有限［26］。有機(jī)肥的使用可以改變土壤的營養(yǎng)狀況，使一些對營養(yǎng)有偏好（要求）的微生物能迅速繁殖，從而可以改變土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)［39］，本試驗(yàn)的研究也表明，渣土中施有機(jī)肥可以改變土壤細(xì)菌的豐富度和多樣性。但不同有機(jī)肥對土壤微生物的影響不同，單施羊板糞與兩種有機(jī)肥混施的土壤細(xì)菌的豐富度及多樣性多數(shù)顯著高于單施商品有機(jī)肥及CK，而兩種有機(jī)肥混施與單施羊板糞的土壤細(xì)菌豐富度與多樣性之間沒有顯著差異，這可能是因?yàn)檠虬寮S不僅可以給土壤微生物提供營養(yǎng)，促進(jìn)微生物的快速繁殖，而且具有更好的保水性能與透氣性能，能改善土壤物理性質(zhì)，為細(xì)菌提供更好的生存環(huán)境［18］。同時(shí)，羊板糞本身攜帶著大量的細(xì)菌［40-41］，從而可以改變土壤細(xì)菌的多樣性和豐富度。但是，施用有機(jī)肥后，土壤的真菌多樣性及豐富度并無顯著變化，龍健等［42］在對我國南方紅壤礦區(qū)復(fù)墾土壤微生物的研究中發(fā)現(xiàn)，真菌更易在低養(yǎng)分環(huán)境下存活，所以施有機(jī)肥后并沒有明顯引起土壤真菌豐富度及多樣性的改變。

不同有機(jī)肥處理對土壤細(xì)菌及真菌群落結(jié)構(gòu)組成影響不同。Deng等［43］在研究露天鐵礦區(qū)恢復(fù)過程中微生物變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤變形菌門、擬桿菌門的相對豐度隨著土壤養(yǎng)分和植被恢復(fù)而上升，放線菌門、酸桿菌門的相對豐度隨著土壤養(yǎng)分和植被恢復(fù)而下降，這可能是因?yàn)樽冃尉T為富營養(yǎng)菌，其相對豐度常與土壤的養(yǎng)分呈正相關(guān)關(guān)系［44］，而酸桿菌門的細(xì)菌大多是寡營養(yǎng)菌，因此當(dāng)土壤養(yǎng)分較好時(shí)，其相對豐度反而會(huì)下降［29］。本研究中，細(xì)菌變形菌門的相對豐度在各施肥處理下顯著升高，酸桿菌門的相對豐度在各處理下顯著降低，這與前人的研究結(jié)果一致［43］。但本試驗(yàn)中，施商品有機(jī)肥后土壤的放線菌門與CK的相對豐度差異不顯著，施羊板糞后土壤放線菌門相對豐度較CK顯著降低，這可能是因?yàn)橄啾壬唐酚袡C(jī)肥，羊板糞能夠提高土壤團(tuán)聚性，而土壤團(tuán)聚體粒徑的增加則會(huì)導(dǎo)致放線菌門的相對豐度降低［45］。綠彎菌門的相對豐度在商品有機(jī)肥處理下顯著降低，在羊板糞處理下顯著升高，這可能因?yàn)榫G彎菌門中大多數(shù)微生物為厭氧菌，商品有機(jī)肥已經(jīng)經(jīng)過完全腐熟，而羊板糞在腐熟過程中會(huì)消耗土壤中的大量氧氣，從而使相對豐度降低［46］。子囊菌門和擔(dān)子菌門是本研究中具有優(yōu)勢的兩個(gè)真菌門，有研究表明，這兩個(gè)門是分布最廣和最豐富的真菌群［47］。本試驗(yàn)中，子囊菌門在商品有機(jī)肥處理下相對豐度顯著提高，但在羊板糞處理下沒有明顯變化，這可能與子囊菌門喜歡利用腐爛有機(jī)底物有關(guān)［48］。因?yàn)橥寥乐械纳唐酚袡C(jī)肥經(jīng)過發(fā)酵處理，正好適合子囊菌門的生長，而羊板糞還未充分腐熟，不能為子囊菌門提供合適的養(yǎng)分。但擔(dān)子菌門在各施肥處理下相對豐度均顯著降低，這可能是因?yàn)閾?dān)子菌門喜歡生活在透氣性較好的土壤中［49］，而建植的人工植被第一年產(chǎn)生了大量的植物枯落物，覆蓋在地面影響了土壤的透氣性，從而影響了擔(dān)子菌門的生長。本研究中，細(xì)菌OTUs，Chao1指數(shù)與恢復(fù)植被的草層高度、蓋度、生物量呈極顯著正相關(guān)，這說明施肥等措施不僅利于高寒礦區(qū)植被的恢復(fù)，也對土壤及土壤微生物的恢復(fù)起到了至關(guān)重要的作用，而土壤肥力及土壤微生物反過來又會(huì)影響植被的生長［50］。

4 結(jié)論

高寒礦區(qū)單施或混施商品有機(jī)肥和羊板糞均可提高人工植被的高度、蓋度和地上生物量，改善土壤養(yǎng)分，且有機(jī)肥和羊板糞混施效果最好。同時(shí)，單施或混施商品有機(jī)肥和羊板糞可顯著提高土壤細(xì)菌的豐富度，而施商品有機(jī)肥會(huì)使土壤真菌豐富度下降，施羊板糞可以顯著影響土壤細(xì)菌的多樣性，但無論哪種施肥處理對土壤真菌多樣性均無影響。施用商品有機(jī)肥和羊板糞可顯著提高土壤變形菌門、子囊菌門的相對豐度，降低酸桿菌門、擔(dān)子菌門的相對豐度。施肥的效果表現(xiàn)為有機(jī)肥+羊板糞gt;羊板糞gt;有機(jī)肥。

參考文獻(xiàn)

［1］ 段成偉，李希來，柴瑜，等.不同修復(fù)措施對黃河源退化高寒草甸植物群落與土壤養(yǎng)分的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，42（18）：7652-7662

［2］ JIN L Q，LI X L，SUN H F，et al. Effects of restoration years on vegetation and soil characteristics under different artificial measures in alpine mining areas，west China［J］. Sustainability，2022，14（17）：18

［3］ 趙帥，楊文權(quán)，藺寶珺，等.祁連山國家公園不同退化高寒草甸植物與土壤特性研究［J］.草地學(xué)報(bào)，2023，31（5）：1530-1538

［4］ XU D L，LI X F，CHEN J，et al. Research progress of soil and vegetation restoration technology in open-pit coal mine：A review［J］. Agriculture-Basel，2023，13（2）：15

［5］ FENG Y，WANG J M，BAI Z K，et al. Effects of surface coal mining and land reclamation on soil properties：A review［J］. Earth-Science Reviews，2019，191：12-25

［6］ 王銳，李希來，張靜，等.不同覆土處理對青海木里煤田排土場渣山表層土壤基質(zhì)特征的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2019，27（5）：1266-1276

［7］ ZHANG L，WANG J M，BAI Z K，et al. Effects of vegetation on runoff and soil erosion on reclaimed land in an opencast coal-mine dump in a loess area［J］. Catena，2015，128：44-53

［8］ 楊鑫光，李希來，王克宙，等.煤矸石山生態(tài)恢復(fù)的主要路徑［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，42（19）：7740-7751

［9］ 歐為友，辛玉春，孫海群，等.木里礦區(qū)生態(tài)修復(fù)監(jiān)測體系構(gòu)建與實(shí)踐［J］.青海草業(yè)，2022，31（2）：57-60，34

［10］吳翊平，周國馳，楊卓，等.高寒地區(qū)煤礦排土場植被恢復(fù)研究——以內(nèi)蒙古扎哈淖爾煤礦為例［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，42（24）：10088-10097

［11］高志香.不同施肥處理對高寒礦區(qū)植被和表層渣土微生物及酶活性的影響［D］.西寧：青海大學(xué)，2023：12-20

［12］羅超.干旱荒漠礦區(qū)土壤種子庫特征的影響因素和激活效應(yīng)研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2021：100-104

［13］DAWS M I，STANDISH R J，KOCH J M，et al. Nitrogen and phosphorus fertilizer regime affect jarrah forest restoration after bauxite mining in Western Australia［J］. Applied Vegetation Science，2013，16（4）：610-618

［14］LIM B S，KIM A R，SEOL J，et al. Effects of soil amelioration and vegetation introduction on the restoration of abandoned coal mine spoils in South Korea［J］. Forests，2022，13（3）：483

［15］YANG X M，F(xiàn)ENG Q，ZHU M，et al. Changes in nutrient-regulated soil microbial communities in soils concomitant with grassland restoration in the alpine mining region of the Qilian Mountains ［J］. Agronomy-Basel，2023，13（12）：3052

［16］XU Q，XU H L，WEI Y，et al. Restoration Effects of Supplementary Planting Measures on the Abandoned Mining Areas in the Altay Mountain，Northwest China ［J］. Sustainability，2023，15（20）：14974

［17］BA Y C，LI X L，MA Y Q，et al. A study on the C，N，and P contents and stoichiometric characteristics of forage leaves based on fertilizer-reconstructed soil in an alpine mining Area ［J］. Plants-Basel，2023，12（22）：3838

［18］張玉芳，李希來，金立群，等.基于高寒礦區(qū)顆粒有機(jī)肥和羊板糞配施的無客土重構(gòu)土壤理化性質(zhì)分析［J］.中國土壤與肥料，2023（7）：129-137

［19］張慧敏，李希來，李蘭平，等.草種配置對高寒人工草地群落多樣性和生產(chǎn)力的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2020，28（5）：1436-1443

［20］魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：638

［21］RICOTTA C，AVENA G. On the relationship between Pielou’s evenness and landscape dominance within the context of Hill’s diversity profiles［J］. Ecological Indicators，2003，2（4）：361-365

［22］SHAFIQ I，HUSSAIN S，RAZA M A，et al. Crop photosynthetic response to light quality and light intensity［J］. Journal of Integrative Agriculture，2021，20（1）：4-23

［23］ZHANG Z T，WANG J M，F(xiàn)ENG Y. Linking the reclaimed soils and rehabilitated vegetation in an opencast coal mining area：a complex network approach［J］. Environmental Science and Pollution Research，2019，26（19）：19365-19378

［24］郝小雨，高偉，王玉軍，等.有機(jī)無機(jī)肥料配合施用對設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤硝態(tài)氮淋失的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31（3）：538-547

［25］徐忠山，劉景輝，逯曉萍，等.施用有機(jī)肥提高黑土土壤酶活性、增加細(xì)菌數(shù)量及種類多樣性［J］.中國土壤與肥料，2020，4（4）：50-55

［26］張玉芳，李希來，高志香，等.不同施肥組合對木里礦區(qū)人工植被和土壤微生物特征的影響［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，31（6）：741-754

［27］王佟，杜斌，李聰聰，等.高原高寒煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理模式與關(guān)鍵技術(shù)［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2021，46（1）：230-244

［28］王佟，蔡杏蘭，李飛，等.高原高寒礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)層修復(fù)中的土壤層構(gòu)建與成分變化差異［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2022，47（6）：2407-2419

［29］LI P F，ZHANG X C，HAO M D，et al. Effects of vegetation restoration on soil bacterial communities，enzyme activities，and nutrients of reconstructed soil in a mining area on the Loess Plateau，China［J］. Sustainability，2019，11（8）：16

［30］江尚燾，栗晗，彭海英，等.有機(jī)肥替代部分化肥對芒果叢枝菌根真菌群落的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2023，34（2）：481-490

［31］QIAN S X，ZHOU X R，F(xiàn)U Y K，et al. Biochar-compost as a new option for soil improvement：Application in various problem soils［J］. Science of the Total Environment，2023，870：18

［32］BO H J，XU M G，JIN D S，et al. Responses of maize root morphology and soil available nutrient to fertilizer types in a coal mine reclamation area［J］. Canadian Journal of Soil Science，2023（4）：142-145

［33］FENG H B，ZHOU J W，ZHOU A G，et al. Grassland ecological restoration based on the relationship between vegetation and its below-ground habitat analysis in steppe coal mine area［J］. Science of the Total Environment，2021，778：11

［34］柴瑜，李希來，于金峰，等.有機(jī)肥施用量對黃河源不同坡向退化高寒草甸土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2022，30（7）：1613-1620

［35］FONSECA W D S，MARTINS S V，VILLA P M. Green manure as an alternative for soil recovery in a bauxite mining environment in southeast Brazil ［J］. Floresta e Ambiente，2023，30（1）：41-41

［36］喬千洛，楊文權(quán)，趙帥，等.種草基質(zhì)對木里礦區(qū)植被恢復(fù)效果的影響［J］.草業(yè)科學(xué)，2022，39（9）：1782-1792

［37］GAO F C，YE L，MU X G，et al. Synergistic effects of earthworms and cow manure under reduced chemical fertilization modified microbial community structure to mitigate continuous cropping effects on Chinese flowering cabbage［J］. Frontiers in Microbiology，2023，14：12

［38］SHAGHALEH H，ZHU Y P，SHI X Y，et al. Co-effects of nitrogen fertilizer and straw-decomposing microbial inoculant on decomposition and transformation of field composted wheat straw［J］. Life-Basel，2023，13（10）：15

［39］XU F，SUN G F，DU W C，et al. Impacts of chemical and organic fertilizers on the bacterial communities，sulfonamides and sulfonamide resistance genes in paddy soil under rice-wheat rotation［J］. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，2023，110（1）：6

［40］王明明，任春環(huán)，黃椏鋒，等.羊糞對土壤性狀及植物生長影響的研究進(jìn)展［J］.家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，2024，45（1）：1-8

［41］BASTIDA F，ELDRIDGE D J，GARCA C，et al. Soil microbial diversity-biomass relationships are driven by soil carbon content across global biomes［J］. The ISME Journal，2021，15（7）：2081-2091

［42］龍健，黃昌勇，滕應(yīng)，等.我國南方紅壤礦區(qū)復(fù)墾土壤的微生物生態(tài)特征研究Ⅰ.對土壤微生物活性的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，02（11）：1925-1928

［43］DENG J J，BAI X J，ZHOU Y B，et al. Variations of soil microbial communities accompanied by different vegetation restoration in an open-cut iron mining area［J］. Science of the Total Environment，2020，704：11

［44］王慧穎，徐明崗，周寶庫，等.黑土細(xì)菌及真菌群落對長期施肥響應(yīng)的差異及其驅(qū)動(dòng)因素［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，51（5）：914-925

［45］張瑞平，茍小梅，張毅，等.生物有機(jī)肥與化肥配施對植煙土壤養(yǎng)分和真菌群落特征的影響［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，48（8）：85-92

［46］王小玲，馬琨，伏云珍，等.冬小麥免耕覆蓋與生物有機(jī)肥施用對土壤細(xì)菌群落的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，40（19）：7030-7043

［47］李正輝，殷全玉，馬君紅，等.羊糞有機(jī)肥對洛陽植煙土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，54（5）：84-97

［48］王梓廷.土壤微生物群落分布和多樣性對保護(hù)性耕作的響應(yīng)及其機(jī)制［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018：45-59

［49］柴小粉，楊雅菲，張杰，等.有機(jī)肥施用量和樹齡差異對蘋果園土壤真菌群落的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，25（5）：38-46

［50］高志香，李希來，張靜，等.不同施肥處理對高寒礦區(qū)渣山改良土酶活性和理化性質(zhì)的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2021，29（8）：1748-1756

（責(zé)任編輯 彭露茜）