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随着钢铁行业的快速发展,铁尾矿大量产生,尾矿占用土地,浪费资源,污染环境,造成严重的安全隐患。尾矿废弃地流失大量营养物质,土壤元素匮乏,植物的生长受到了阻碍。而微生物对于改善尾矿环境,促进尾矿废弃地植被恢复可以发挥重要作用。为此,本文从直接植被恢复模式(沙地柏纯林模式、紫穗槐纯林模式、毛白杨纯林模式、混交林模式)、基于水保工程的植被恢复模式、基于排土场废料的客土植被恢复模式等6种植被恢复模式中,首先进行尾矿基质微生物种类和数量本底调查,在此基础上,从不同植被恢复模式的铁尾矿中筛选出高效土著固氮微生物,在紫花苜蓿上进行接种试验,明确固氮菌对植物生长和土壤活性的影响,进而为微生物与植物协同修复组合提供技术依据。结果表明:(1)样地I(2012年新采铁尾矿)微生物总量低于其它样地,尾矿砂的恶劣条件不利于微生物的生存繁殖,导致未实施任何恢复措施的铁尾矿的微生物数量远远低于正常水平的微生物数量;而其余8个样地采用了不同的植被恢复模式对铁尾矿废弃地进行了修复,微生物的生长环境得以改善,微生物数量迅速增长。(2)铁尾矿中的微生物数量随着土层的加深呈递减趋势,其中,细菌数所占比例最大(平均为96.6%),其次是放线菌(平均为2.9%)、最低的是真菌(平均为0.5%)。表明细菌数量在铁尾矿中占绝对优势,这对以后的固氮细菌筛选提供了依据。(3)从铁尾矿中分离得到的203株菌,利用瓦克斯曼77号培养基分离获得了48株具有固氮作用不同形态的菌株,通过单菌落划线连续传代,并进一步富集,无氮液体培养基中培养48h,通过乙炔还原法测定其固氮能力,其中的45株菌固氮酶活力在7.84—69.71nmol mg-1h-1之间,通过比较各菌株固氮酶活力,保留2株具有较高固氮酶活力菌株,分别编号为Db1与Ec1,固氮比活力分别为203.20nmol mg-1h-1和307.23nmol mg-1h-1。对具有最高酶活的Ec1进行生理生化试验及Biolog技术鉴定表明,确定Ec1的属于固氮菌属(Azotobacter)。(4)将筛选到的高效固氮菌在紫花苜蓿上进行接种试验后,其植株生长各项指标均优于未接种的对照,其中地上干重比未接种平均增加85%,地下干重比未接种平均增加87%,植株的株高比未接种平均增加73%,植株的侧根数比未接种平均增加67%,最长侧根长度比未接种平均增加50%,主根长度比未接种平均增加49%。因此,Ec1菌株可以促进紫花苜蓿的植株生长。(5)通过测定紫花苜蓿盆栽试验中的速效氮磷钾养分含量以及土壤酶活力,研究了Ec1菌株对土壤酶活力和土壤养分的影响。紫花苜蓿接种Ec1菌株后,其土壤酶活性均高于对照,其中蔗糖酶活性增加了0.058mg g-1d-1;磷酸酶活性增加了2.14ug g-1h-1;脲酶活性增加了7.7ug g-1h-1;随着土壤酶活性增加,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量也发生了变化,其土壤养分含量均高于对照,其中速效钾含量增加了13%,速效磷含量增加了55%,碱解氮含量增加了24%。研究结果表明接种高效固氮菌对于活化土壤起到了积极的作用,使得土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性以及碱解氮、速效钾、速效磷的含量均明显得到提升。这证明了该菌株具有高效固氮的能力,表明该菌株具有在铁尾矿生态恢复中植物微生物协同修复的开发与应用的良好前景。