不同植物种植对矿区复垦土壤微生物多样性的影响

利用16S rDNA及Biolog-ECO技术研究不同植物种植下矿区复垦土壤中微生物种属及代谢功能多样性特征,旨在为矿区复垦土壤质量提升与定向培育提供理论基础。结果表明:矿区复垦土壤中微生物多样性在属水平上丰度值较高的为假节杆菌属、芽球菌属、气微菌属、鞘氨醇单胞菌属、类诺卡式属;种植大豆与玉米后,复垦土壤微生物属水平上丰度差异不大,而种植毛苕子、苜蓿与自然恢复下土壤微生物属水平上丰度差异较大;复垦土壤微生物代谢功能主要集中于氨基酸代谢与碳水化合物代谢,土壤中香农-维纳指数差异较大,顺序为毛苕子苜蓿玉米大豆自然恢复;影响矿区复垦土壤代谢功能的碳源主要有糖类中的D-木糖、β-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、D-纤维二糖,氨基酸类中的L-丝氨酸、L-精氨酸,酯类中的丙酮酸甲酯、D-半乳糖酸γ内酯,醇类中的D-甘露醇,胺类中的N-乙酰基-D-葡萄胺,酸类中的4-羟基苯甲酸、D-半乳糖醛酸。种植毛苕子有利于矿区复垦土壤微生物的碳代谢功能增强,而自然恢复下土壤碳代谢功能较差。总体来看,矿区复垦土壤中种植豆科作物毛苕子可以增加矿区复垦土壤微生物的物种多样性,提高微生物活性,增强微生物代谢功能多样性,使土壤向健康方向发展。     

煤矸石复垦区玉米根际与非根际土壤细菌群落对覆土厚度的响应

为了解煤矸石填埋区复垦土壤细菌群落对覆土厚度的响应机制,以山西省屯兰矿区不同覆土厚度下(40、80、120 cm)玉米根际与非根际土壤样品为试验材料,对土壤细菌V3-V4区进行高通量测序,分析细菌群落群落结构、多样性及其与土壤养分的相关性。研究结果表明,不同覆土厚度下玉米根际细菌扩增序列变体(ASV)数量均高于非根际土壤,80 cm覆土厚度下根际与非根际土壤中细菌的ASV数量最多;放线菌门和变形菌门为该复垦区各覆土厚度下的玉米根际与非根际土壤中的优势细菌门,溶杆菌属、分枝杆菌属、类诺卡式属和67-14属为优势细菌属。覆土厚度可以改变玉米根际与非根际土壤中的细菌群落结构及其多样性。覆土80 cm为该复垦区较为适宜的覆土厚度,该覆土厚度不仅能够提高玉米根际放线菌门、类诺卡式属的相对丰度,增加非根际土壤中变形菌门67-14属的相对丰度,而且可以增加复垦土壤中的细菌群落的物种多样性和均一度指数,土壤速效钾、有效磷和有机质含量是驱动土壤细菌群落物种多样性变化的主要养分因子。     

土壤侵蚀作用对黄土高原黏化层鉴定和淋溶土分类的影响

黏化层是淋溶土的首要诊断标准。一般情况下,黏化层是在长期相对稳定的湿润淋溶条件下形成的。但黏化过程很可能因为气候变化和土壤侵蚀作用而被打断。本文以山西土系调查16个淋溶土剖面为研究对象,通过对各剖面黏化层与上覆下伏层、各剖面间的基本特征及其理化性状分析,探索土壤侵蚀作用对黄土高原黏化层鉴定和淋溶土分类的影响。结果表明:（1）黄土高原16个淋溶土剖面中大多数黏化层与上覆层之间的形态特征过渡明显,胶膜、黏化率、粉黏比以及石灰性强弱等理化性质均表明黏化层主要是淋溶淀积的结果;（2）根据诊断层与诊断特性,将这16个淋溶土剖面进一步分为表蚀铁质干润淋溶土、石化钙积干润淋溶土、简育钙积干润淋溶土和普通简育干润淋溶土等不同亚类;（3）表蚀亚类的黏化率明显低于其他几个亚类,而粉黏比与之相反;（4）依据胶膜存在而被鉴别为黏化层的诊断层是古土壤黏化层受地质剥蚀作用剥蚀后而出露地表的。这一结果与土壤系统分类诊断剖面只限于近地表1.5 m、最多不超过2.0 m深度有关,而如果按土壤地理发生分类,则这些古土壤黏化层会被认定为“红黏土母质”并在土属一级得到反映。     

黄土高原淋溶土黏粒、氧化铁与颜色的关系及发生学解释——以山西土系调查的31个黏化层为例

以黄土高原山西省14个淋溶土剖面的31个偏红的黏化层(Bt)为研究对象,分析了其全铁、游离氧化铁、无定形态氧化铁的含量与土壤颜色参数、黏粒含量之间的相关性,并建立了定量关系模型。结果表明:Bt的黏粒含量与氧化铁含量之间呈极显著正相关(P0.01);颜色的红度与全铁、游离氧化铁和无定形氧化铁含量之间均呈极显著正相关(P0.01),其中游离氧化铁是最直接的土壤红色"染色剂";其他色调、明度与彩度等颜色参数与土壤全铁、游离氧化铁含量之间亦呈现出显著的相关性,这也间接说明了黏粒含量与土壤颜色具有一定相关性。野外观测发现,某些黏化层结构体表面颜色较结构体内基质颜色更红,证实了在土壤结构体表面氧化铁随着黏粒在土壤空隙中的迁移淀积。黄土高原淋溶土偏红的黏化层多是来自由于土壤侵蚀而出露地表或接近地表的第三纪保德红土和第四纪红黏土,其黏粒含量、土壤颜色等指标均表明第三纪的古气候条件较第四纪更为湿热。     

县域农业结构调整与产业升级对农民收入的影响

为了在乡村振兴战略中切实促进忻州市农民收入增加,本文利用Stata软件对忻州市内11个县域2007-2018年的平行面板数据进行固定效应与GMM模型分析,研究县域在农业结构调整与产业升级过程中对农民收入的影响。结果表明：县域进行产业升级后降低了农民收入；经济作物占比提高利于农民收入的增加；城镇化率、经济发展水平及农业机械总动力的提高对促进农民收入增长具有正向作用。同时,针对该研究结果从资源配置,优化农业种植业结构与加大农业投入方面提出了一些建议。     

有机培肥显著提升矿区复垦土壤活性有机碳含量

  【目的】  土壤有机碳作为土壤肥力的核心，其不同组分间具有高度异质性。研究不同施肥措施对煤矿区复垦土壤有机碳及其各组分提升的差异特征，可为煤矿区土壤修复提供理论依据。  【方法】  田间试验在山西煤矿复垦区进行，复垦始于2014年，种植作物为大豆 (1年) 和玉米 (2年) 轮作，采样时 (2018年) 种植作物为玉米。试验共设5个处理分别为未复垦自然恢复 (ZH)、不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施有机肥 (M) 和有机肥配施化肥 (MNPK)。使用物理?化学联合分组方法，将土壤有机碳分为游离活性、物理保护、化学保护和生物化学保护4个组分，分析了不同施肥处理下土壤各组分有机碳的含量，计算了各组分有机碳与总有机碳含量间的相关关系。  【结果】  相较于自然恢复处理，CK、NPK、M、MNPK处理中土壤总有机碳含量分别提高了11.8%、24.0%、49.3%和38.8%，有机肥处理又显著高于CK和NPK处理。M、MNPK处理下，游离活性有机碳含量分别为2.11 和1.68 g/kg，物理保护有机碳含量分别为0.70 和0.49 g/kg，均显著高于CK和NPK处理；化学保护和生物化学保护组分的有机碳含量在各处理间差异不显著。除了微团聚体内的轻组和粘、粉粒外，各组分质量比例在不同施肥处理间均存在显著差异，施用有机肥主要增加了大团聚体 (游离活性态和物理保护态) 的质量比例，改善了土壤结构。相关分析表明，游离态的粗颗粒和细颗粒有机碳及物理保护有机碳与总有机碳含量间呈现极显著正相关关系 (P < 0.01)，其中拟合方程的斜率表示组分碳含量随单位总有机碳含量增加而引起的变化值，最高的为游离粗颗粒有机碳组分，达到39.7%，游离细颗粒和物理保护有机碳组分的变化率分别为18.6%和21.7%；而化学保护粘、粉粒和生物化学保护粘粒组有机碳与总有机碳含量无显著相关性。  【结论】  施肥和轮作与自然恢复状态相比，短期可显著提高土壤有机碳含量，施用有机肥效果好于单施化肥。单施或者与NPK配合施有机肥主要促进了土壤大团聚体中游离活性态和物理保护态有机碳含量的提升，单施有机肥效果更佳。由于新增的土壤有机碳活性高，需要长时间持续投入才可能恢复土壤有机碳的稳定性。     

生物质炭对水溶液中Pb2+的吸附性能研究

针对山西省土壤Pb2 +污染问题，为了选择一种环保及可循环利用的生物质材料。以农业废弃物小麦秸秆和花生壳制备而成的生物质炭为材料，通过平衡吸附法确定影响吸附的最佳条件。结果表明，当Pb2+初始浓度为200 mg/L时，生物质炭添加量为8 g/L，pH值3~7，25℃条件下震荡360 min，为最适吸附条件，吸附效果最好，吸附量达24.85 mg/g，去除率达99.38%。该种生物质炭对Pb2 +的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，R2分别达0.9994和0.9985。本研究表明，用小麦秸秆和花生壳制备而成的生物质炭在一定条件范围内对Pb2+具有良好的去除作用。     

微生物技术在矿区复垦中的应用

当前我国面临巨大的矿区复垦压力,矿区复垦的关键是要快速提高土壤质量、增加土壤生态系统的稳定性,而微生物技术是复垦区土壤进行综合治理与改良的一项非常有效的生物技术措施。主要概述了微生物技术在矿区生态重建中的作用,包括提高土壤肥力、改善土壤结构、改变土壤生物活性、促进土壤生物多样性等,初步预测了微生物复垦技术的发展趋势。     

微生物复垦技术在矿区生态重建中的应用

矿业开发破坏了大量的土地资源,因此,矿区复垦土壤的改良和利用是我国急需解决的问题之一。概述了微生物复垦技术在矿区土壤结构改善、养分增加和酶活性提高方面的应用,并探讨了该技术在矿区生态重建中的应用前景及对策。     

山西省矿区土地复垦与生态重建现状及发展对策

山西煤炭开采在保障全国能源供应、促进山西经济社会发展的同时,也产生了大量的环境污染,生态破坏严重,但与这些破坏不相符的是全省的土地复垦率只有2%左右。因此,在山西转型跨越发展中,矿区土地复垦与生态重建已成为山西省农业生产、环境保护、生态建设以及区域社会经济可持续发展所面临的紧迫任务。通过对山西省矿区土地复垦与生态重建现状的分析,提出山西省土地复垦工作未来的发展对策。