复垦土壤细菌群落结构及其与土壤肥力的关系

摘要

为了解两淮煤矿区复垦状况及其对土壤微生物的影响机制,合理人工干预,快速有效提高复垦土壤生产力,本研究以煤矸石充填复垦土壤为研究对象,通过野外调查与采样分析,采用Illumina MiSeq高通量测序分析土壤细菌特定基因片段V4区域,基于非度量多维尺度分析、冗余分析、方差分析、肥力指数、回归模型方法,对矸石充填土壤不同复垦方向的土壤细菌优势群落和生物多样性进行了探索,明晰土壤细菌群落及其与土壤肥力的响应作用.研究结果表明:细菌群落组成上,不同复垦方向对细菌优势群落分布并无显著性影响,变形菌门、酸杆菌门和放线菌门菌群为主要优势菌群.土壤微生物多样性层面上,表层土壤微生物有较高的丰富度和多样性,均匀度并无显著性差异.微生物多样性在不同复垦方向不存在显著性差异,Shannon_Wiener指数介于6.19～6.85之间,Chao1指数为3131.97～4938.37,Pielou指数介于0.79～0.84之间,表中层同深层土壤的细菌群落结构具有差异性.TN、SOM、AP和AK是影响土壤细菌群落的主要肥力因子,土壤肥力质量指数与奇古菌门相对丰度呈显著正相关(P<0.01),同链霉菌属呈显著负相关(P<0.05),在一定程度上可将二者的相对丰度作为评价复垦土壤肥力状况的重要生物指标.研究成果可为两淮矿区矸石充填复垦土壤在微生物层面提高肥力质量提供理论支持.