微生物改良技术在同煤集团矸石山绿化中的应用
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微生物改良技术在同煤集团矸石山绿化中的应用
作者:石丹
来源:《科技创新与生产力》 2013年第4期
摘要:介绍了微生物改良技术在同煤集团矸石山绿化中的应用状况,并以干旱地区的大同煤矿集团公司矸石山绿化为例,通过对野外试验数据的分析,得出接菌的植物在成活率、叶片
相对含水量、新梢生长量三个指标均有一定程度的提高,菌种与植物能达到良好的共生效应。
关键词:微生物改良技术;矸石山;复垦绿化
中图分类号:TD88 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2013.04.089
微生物改良技术是利用微生物的接种优势,对复垦区土壤进行综合治理与改良的一项生物
技术措施[1]。
借助向新建植的植物接种微生物,在改良植物营养条件、促进植物生长发育的同时,利用植物根际和微生物的生命活动,使失去微生物活性的复垦区土壤重新建立和恢复土壤
微生物体系,增加土壤生物活性和土壤的基质改良,加速自然土壤向农业土壤的转化过程,使
土壤熟化,提高土壤肥力,从而缩短复垦周期。
目前,同煤集团大都采用“分层压实、覆土封闭”的方法治理矸石山,根据覆土土层厚度
栽植各类适宜的乔灌木。
大部分植物通过日常养护长势良好,但部分植物随着植株根系的不断
生长, 导致根系扎入矸石层以至植株窒息死亡。
有的植物由于矸石山周围高温、高硫、持水能
力差以及土壤内重金属污染严重等恶劣自然条件和土壤条件的影响,抑制了植株正常生长。
为此,如何选择适宜的植物种,有效改善矸石山周围的生态环境,提高植株成活率, 已成为集团
公司亟待解决的问题。
目前,同煤集团选择塔山、忻州窑矿、晋华宫矿等矿区的矸石山作为实
验基地,通过两年的辛勤工作,对塔山矿矸石山0.34 hm2、忻州窑矿矸石山0.49 hm2、晋华宫矿矸石山0.36 hm2进行了种植实验,通过对不同实验植物种在不同生长条件下生长状况的对比,得出种植植物中接菌植物的成活率在80%以上,为今后同煤集团矸石山复垦绿化治理实践以及
生态恢复提供理论依据。
1 同煤集团矸石山覆土土壤理化性质分析
首先,分别对塔山、忻州窑和晋华宫等3个矿的矸石山实验种植地表土土样和塔山、晋华
宫两个矿的煤矸石进行取样,成分化验分析结果见第90页表1、表2、表3。
其次,分别对3个矿区土壤养分及pH值进行了统计分析,并根据全国第二次土壤普查pH
值及养分分级标准对其进行评价,结果表明,塔山矿矸石山的土壤碱性较重,但土壤养分比其
他两个矿的要高;晋华宫矿的矸石山土壤不论是pH值还是土壤养分居中;忻州窑矿的矸石山土壤条件最差。
2 同煤集团矸石山微生物复垦技术
2.1 菌种的选择
本次实验选择确定Glomus intraradices(G.i),Glomus mosseae(G.m),Glomus Versiforme(G.v)等3种内生菌作为供试菌种。
供试植物为紫穗槐、枸杞、连翘、爬山虎、小冠花、苜蓿、沙打旺。
实验设接菌根真菌和不接菌两种处理,接菌处理中接菌量为50 g。
实验装置采用小塑料红盆,每盆装灭菌土 1 200 g,植物种植前首次浇水按最大持水量浇灌。
实验在日光温室中培养,植物生长90 d后收获测定。
收获时分别收获植物的地上部与地下部,均用自来水冲洗干净,烘
干后测其干重。
根段风干后,测其菌根浸染率。
研究结果表明,紫穗槐和G.i、枸杞和G.v、爬山虎和G.m、小冠花和G.v、苜蓿和G.i、
沙打旺和G.m组合效果最佳。
将以上6种植物与微生物菌根的搭配应用到3个矿的矸石山野外
种植实验。
2.2 种植情况介绍
本次野外试验选择了塔山矿、忻州窑矿和晋华宫矿的矸石山作为实验基地,种植实验中除
了上述6种植物外,还增加了几种当地乡土树种,植物成活率见表4。
从表4中可以看出,火炬、紫穗槐、爬山虎与小冠花,接菌的成活率均高于未接菌的成活率,但提高程度不明显。
矸石山上种植的油松、樟子松、侧柏等植物添加了外生菌剂“黄乳牛肝菌”。
苗木规格油
松是4年生、樟子松为3年生、侧柏平均高度为80~ 100 mm之间,接菌效果较好。
油松、樟
子松、侧柏当年及第二年的成活率均很高。
杏树在塔山及忻州窑矿的栽植实验,成活率极低,不适宜在矸石山上栽植。
2.2.1 野外种植实验设计
塔山矿设计种植的植物为火炬树、紫穗槐、爬山虎和小冠花,供试菌种为G.m,G.v,G.i,具体组合为火炬树接菌G.m,紫穗槐接菌G.i,爬山虎接菌G.m,小冠花接菌G.v。
忻州窑矿和晋华宫矿设计种植的植物为火炬树和丁香,供试菌种为G.m和G.i,具体组合为火炬树接菌G.m,丁香接菌G.i。
实验设接种菌根真菌和不接菌两种处理,设计种植时间结束后,分别对火炬树、紫穗槐、爬山虎和小冠花的根部取样,测其浸染率;对火炬树、紫穗槐、爬山虎、丁香和小冠花上的新鲜叶片进行取样,测定相对含水率。
另外还测定火炬树、紫穗槐、爬山虎、丁香和小冠花样品的新梢生长量。
2.2.2 塔山矿矸石山种植实验结果与分析
接菌处理植物的菌根浸染率相比空白对照均有明显提高,其中爬山虎接菌G.m的处理和小冠花接菌G.v处理的菌根浸染率分别比未接菌植物提高了76.5%和71%。
2.2.3 不同接菌处理对植物成活率的影响
塔山矿矸石山接种丛枝菌根真菌的植物有火炬树、紫穗槐、爬山虎和小冠花4种,其接菌及未接菌的处理成活率见表5。
从表5可以看出,不同接菌处理的植物的成活率均高于未接菌植物,说明接种丛枝菌根真菌可以提高植物的成活率。
2.2.4 不同接菌处理对植物生长量的影响
2.2.4.1 叶片相对含水量
叶片相对含水量的测试方法为,先求叶片鲜重Wf,然后将叶片浸入蒸馏水中数小时,使叶片吸水成饱和状态,取出用吸水纸吸取表面的水分,立即放入已知重量的称瓶中称重,再放入蒸馏水中5~8 h后取出吸干外面水分,再称重,直至重量不再增加为止。
此时即为叶片吸水饱和时的重量Wt,再将样品烘干至恒重Wd,即相对含水量为
(Wf - Wd)/(Wt - Wd)×100%,
其中,Wf为叶片鲜重,g;Wd为叶片鲜重,g;Wt为叶片鲜重,g。
实验植物叶片相对含水量见表6。
从表6可以看出,接菌处理的植物叶片相对含水量均高于未接菌的植物,说明接种菌根真菌有利于提高植物吸水量,有利于促进植物的生长。
2.2.4.2 新梢生长量
实验植物新梢生长量见表7。
从表7可以看出,接菌植物的生长量均高于未接菌植物。
3 结论
1)通过实验证明,在同煤集团矸石山上接种丛枝菌根真菌不仅可以提高植物菌根对植物根系的浸染,还可形成良好的共生效应。
而接菌植物在成活率、叶片相对含水量及新梢生长量等三个指标均高于未接菌植物,证明丛枝菌根真菌对植物生长具有良好的促进作用。
2)火炬树、爬山虎接种G.m,紫穗槐、丁香接种G.i,小冠花接种G.v,这几类植物与菌根的组合,植物生长状况均好于未接菌,适宜大同地区矸石山种植的植物。
3)通过不同接菌处理,接菌植物的成活率均在80%以上,部分植物成活率达到95%以上。
参考文献:
[1] 赵方莹,孙保平.矿山生态植被恢复技术[M].北京:中国林
业出版社,2009:32.(责任编辑赵娟)。