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研究人员为探究胜利煤田排土场土壤微生物群落影响，分析不同优势植物根际土壤，发现种植有益植物可改善土壤，为生态修复提供依据。
在广袤的煤炭资源开采区域，胜利煤田一直扮演着重要角色。煤炭的开采与利用，在推动经济发展的同时，也给当地的土壤环境带来了不小的 “麻烦”。大量的废弃物倾倒，使得排土场的土壤环境与常规农田、自然栖息地截然不同。土壤微生物群落，作为土壤生态系统中极为敏感且反应迅速的 “小卫士”，对这种环境变化有着显著的响应。然而，目前人们对胜利煤田排土场土壤微生物群落的影响及生态效应知之甚少，就像在黑暗中摸索，缺乏关键的指引。
为了填补这一知识空白，内蒙古农业大学草原与资源环境学院、中国农业科学院草原研究所的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项旨在系统分析胜利煤田排土场不同优势植物根际土壤微生物群落组成与变化的研究，希望能揭示植物影响土壤微生物群落结构的内在机制，为排土场的环境管理和生态修复提供坚实的科学依据。最终，他们的研究成果发表在《BMC Microbiology》杂志上。
在研究过程中，研究人员用到了几个关键技术方法。首先是高通量测序技术，它就像是一个强大的 “显微镜”，能够深入分析土壤微生物群落的组成和多样性；其次，在土壤理化性质测定方面，采用了多种专业方法，比如用酸度计测定土壤 pH，通过特定的化学方法测定土壤有机 matter、碱性分解氮、速效磷和速效钾等；最后，运用多种数据分析方法，像方差分析、相关性分析等，来挖掘数据背后的信息。
下面来看看具体的研究结果：
- 土壤理化性质分析：研究发现，对照组（CK）的土壤有机 matter 含量和速效钾（AK）含量明显低于优势植物组；柠条（Lemongrass，NT）根际土壤的 Olsen-P（OP）含量显著高于其他优势植物；不同优势植物间的碱解氮（AN）含量差异不明显；CK 组的土壤 pH 值显著高于优势植物组，土壤呈强碱性。综合来看，披碱草（Phyllanthus pinnatifida，PJC）在改善矿山土壤理化环境方面表现较为出色。
- 不同优势植物根际土壤微生物 OTUs 分析：通过测序和聚类分析，获得了大量细菌和真菌的优化序列及 OTUs。其中，NT 根际土壤的微生物 OTUs 数量最多。稀释曲线显示，在当前测序深度下，数据能较好地反映微生物群落结构和多样性。
- 不同优势植物根际土壤微生物 α 多样性分析：整体上，土壤中细菌微生物群落的多样性高于真菌。PJC 根际土壤微生物群落的多样性显著低于其他优势植物；豆科植物根际土壤的微生物群落多样性优于禾本科植物，其中紫花苜蓿（Alfalfa，ZHMX）和柠条的微生物群落表现更为突出。
- 不同优势植物根际土壤微生物群落组成分析：在真菌群落中，子囊菌门（Ascomycota）占主导地位；细菌群落中，不同优势植物组和 CK 组的优势菌门有所不同。在属水平上，不同优势植物的微生物群落也存在明显差异。
- 环境因素对根际土壤微生物群落结构的影响：通过分析发现，土壤 pH 和有机 matter 含量（SOM）是影响土壤微生物群落组成的主要因素。在真菌群落中，某些属与 pH、SOM 等因素存在显著相关性；细菌群落中也有类似情况。
- 不同根际土壤微生物功能预测分析：利用 PICRUSt2 对细菌群落功能预测发现，不同组中未知功能的丰度最高，氨基酸运输和代谢功能占比较大。FUNGuild 分析表明，真菌群落的主要功能类型为腐生和寄生，不同组的优势功能类型有所不同。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，经过多年的恢复，胜利煤田排土场的土壤环境有了显著改善，不同优势植物对土壤微生物群落结构和理化性质有重要影响，其中 PJC 的改善效果最佳。虽然不同优势植物与 CK 组的微生物群落多样性指数没有显著增加，但豆科植物在促进土壤生态恢复方面具有较大潜力。土壤微生物群落结构在土壤生态修复中起着关键作用，不同优势植物下的微生物群落主要由对极端环境有较强抗性的物种组成，这表明土壤微生物环境有所改善，但还未达到自然状态标准。
这项研究意义重大，它不仅为胜利煤田排土场的生态修复提供了重要的理论依据，也为其他类似矿区的环境治理和生态恢复提供了宝贵的参考。同时，研究人员也提出，未来可以进一步结合其他技术，更深入地探究土壤微生物群落的功能，为矿区生态环境的改善贡献更多力量。
