随着我国经济和城市化的快速发展,水体污染、土壤荒漠化和水土流失等环境问题日益突出,引起了政府和群众的高度关注。针对于黄河流域砒砂岩区的水土流失治理和生态修复,我国已采取并实施了一系列工程和生物措施,但同时存在着诸多局限和难以攻克的困难。微生物措施作为土壤改良和岩石改质的重要方式之一,在砒砂岩区土壤改良和植被恢复方面具有一定的应用潜力。本文以功能菌株为研究对象,制备微生物菌剂,考察微生物菌剂和植物共同作用下砒砂岩土壤性质的变化和植物的生长情况,为微生物措施应用于砒砂岩土壤改良提供试验参考。本文首先从砒砂岩、煤矿复垦土壤和紫花苜蓿根系样品中初步筛选出12株芽孢杆菌,它们都具有产吲哚乙酸和铁载体的能力,具有一定的植物促生特性,同时能产生生物膜,具有良好的抗逆性。研究考察了这12株芽孢杆菌在砒砂岩环境中对土壤性质的影响及对植物的促生效果。结果表明,与不接菌对照组相比,这12株芽孢杆菌均能够影响砒砂岩的土壤性质和植物的生长发育,其中芽孢杆菌P75能显著增加砒砂岩土壤有机质含量（24.7%）、速效磷含量（11.9%）、速效钾含量（21.0%）和蔗糖酶活性（58.8%）（P<0.05）,同时可以促进紫花苜蓿和黑麦草的生长。结合12株芽孢杆菌产吲哚乙酸、铁载体和生物膜的能力以及它们对砒砂岩土壤性质和植物生长的影响,最终选取芽孢杆菌P75作为目标功能菌株。依据基因序列分析的结果,菌株P75属于嗜盐芽孢杆菌（Bacillus halotolerans）。为了更好地改良砒砂岩和进行植被恢复,往往需要利用多种功能菌制备成复合菌剂,故通过系统调研后引入苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）D10、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）H3和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）HB01,并将它们同菌株P75制备成多种微生物菌剂,再与砒砂岩复配混合,以研究添加微生物菌剂对砒砂岩土壤性质和植物幼苗生长的影响。结果表明,微生物菌剂与砒砂岩复配混合后,砒砂岩土壤性质得到改善,促进了紫花苜蓿幼苗的生长,其中以含菌株P75、D10、H3和HB01的微生物菌剂A4与砒砂岩的复配效果最佳。通过将微生物菌剂A4与砒砂岩复配混合作为土壤基质,进行紫花苜蓿、黑麦草和柠条的盆栽试验,研究盆栽条件下复合菌和植物联合改良砒砂岩的效果,并对土壤改良机制进行一定的探讨。结果表明,复合菌和植物联合作用时,砒砂岩土壤碱性降低,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量在一定程度上提高,蔗糖酶和脲酶活性得到增强,土壤细菌数量增加,土壤团聚体的水稳性增强,土壤结构和营养条件得到改善,促进了紫花苜蓿、黑麦草和柠条的生长。此外,通过高通量测序结果可知,砒砂岩土壤的优势菌群主要为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）等,添加微生物菌剂使土壤细菌群落的多样性和组成发生明显变化,如Bacteroidetes和Firmicutes的丰度在各组处理中均明显增加。然而,不同植物和微生物菌对砒砂岩土壤性质和细菌群落的影响程度是不同的,且不同植物的生长情况也呈现出差异,说明砒砂岩环境中微生物菌与不同植物间的相互作用关系存在差异。