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持续多年的煤炭开采造成木里矿区原有地表植被消失、土壤流失,导致生态环境恶化。本文针对高寒矿区土壤改良和植被重建问题,于2021年在木里江仓矿区的煤渣山开展试验,采用双因素(有机肥用量和播种方式)完全随机区组设计,有机肥用量设低(Y1:羊板粪11 m~3/亩+商品有机肥0.5 t/亩)、中(Y2:羊板粪22 m~3/亩+商品有机肥1.0 t/亩)、高(Y3:羊板粪33 m~3/亩+商品有机肥1.5 t/亩)3个水平。播种方式设条播(F1)、穴播(F2)、撒播(F3)3个水平,完全组合9个处理,以不施肥撒播为对照(CK),所有处理播种量均12 kg/亩。探究有机肥用量和播种方式对高寒矿区植被生长、渣山表层基质养分和微生物的影响,测定了土壤养分和植被生长情况,根据高通量测序,测定了煤渣山表层基质的微生物群落组成结构和相对丰度;为探明有机肥能否满足新建草地恢复的长期养分需求,根据养分投入(有机肥和化肥)和支出(植株养分吸收),确定煤渣山表层基质的养分平衡状况,进一步研究了有机肥在高寒矿区腐解和养分释放规律,设置了3种有机物料,分别为羊板粪、商品有机肥、羊板粪和有机肥按11:1混合,分别取300g装于尼龙网袋,在填埋后的第15、29、64、98天,测定腐解率和氮磷钾养分释放。结果表明:(1)同一有机肥用量,撒播植被高度、盖度和地上生物量均显著高于条播和穴播。随着有机肥用量的增加,渣山表层基质全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾均呈逐渐增加趋势;但中、高有机肥用量渣山表层基质碱解氮无显著差异;低、中和高有机肥用量较初始煤渣山表层基质全氮含量(1.52 g/kg)分别增加了236.18%、392.11%、509.21%;基于主成分分析,Y3F3(羊板粪33 m~3/亩+商品有机肥1.5 t/亩+撒播)的土壤养分和植物生长综合效果最好,但成本高,达到154 980元/ha;基于熵权TOPSIS法得出Y1F3(羊板粪11 m~3/亩+商品有机肥0.5 t/亩+撒播处理)最接近最优方案,指标相对接近度为0.704,其投入产出效率最高。(2)NMDS分析表明,CK与施有机肥处理的细菌、真菌之间差异明显,有机肥用量和播种方式对细菌和真菌群落结构影响较小。CK在细菌门的分类中,变形菌门为最优势菌,其次是放线菌门,而在施有机肥处理中,放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门、厚壁菌门、未命名菌门(Patescibacteria)的相对丰度均增加;有机肥施入增加了真菌门子囊菌门的相对丰度。在属的水平,CK的优势细菌属为硫杆菌属;施有机肥处理促进了土壤中的藤黄单胞菌、未分类的黏球菌、Sandaracinaceae_unclassified、Subgroup_6_unclassified相对丰度的增加;CK中最优势的真菌属为赤霉菌属,施有机肥处理的赤霉菌属明显下降,网孢盘菌属、粉褶蕈属、鬼伞属的物种丰富度上升。渣山表层基质细菌中的交替赤杆菌属、德沃斯氏菌、藤黄单胞菌与全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、有机质之间呈正相关;真菌中的足放线病菌属、未分类的小囊菌科(Microascaceae_unclassified)、网孢盘菌属与土壤全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾之间呈正相关;赤霉菌属与p H之间呈正相关。(3)根据养分的投入和支出,施有机肥后氮磷钾均处于盈余状态,氮磷钾的表观平衡系数范围分别18.26-60.07、45.03-123.33、13.00-35.78。处理Y1F3氮磷钾盈余最少、表观平衡系数最小,植物地上部分氮、磷、钾养分吸收量分别为7.13、1.1、10.92 g/m~2,氮和钾的吸收量高于磷,氮磷钾的吸收量比率为6.48∶1∶9.96,氮、磷、钾的投入分别是130.09、49.44、141.95 g/m~2。以最优处理Y1F3为例,假定每年草地的氮素吸收量7.13 g/m~2,淋溶量13%,预计当前低有机肥用量可满足植被生长5.41年的养分需求。有机物料腐解速率随着时间推移呈前期快,后期逐渐趋于平缓的趋势。腐解时间至98天,羊板粪、有机肥、混合分别腐解了17.93%、14.36%、19.81%;有机肥氮素释放呈前期快,后期慢的特点,羊板粪和混合氮素释放呈先释放,再富集,然后继续释放的趋势,且氮素释放较少;至98天,羊板粪、有机肥和混合氮素残留率分别为94.43%、42.25%和75.16%;羊板粪、有机肥和混合磷素释放均呈先富集,然后释放的趋势;羊板粪、有机肥和混合钾素释放明显大于氮素和磷素,钾素释放同样呈前期快,后期趋于平缓的趋势。98天腐解期间,各物料碳氮比在7.3-20.9之间,属于易腐解状态。综上,有机肥对于土壤改良和植被恢复具有重要的作用,提高了渣山表层基质的养分,促进了植被生长;撒播植被高度、盖度和地上生物量均好于条播和穴播;施用有机肥明显改变了高寒矿区煤渣山基质表层微生物的群落结构。处理Y1F3(羊板粪11 m~3/亩+商品有机肥0.5 t/亩+撒播)处理植被生长、渣山表层基质养分和经济投入的综合效率最高,且养分利用率最高,是适合高寒矿区生态恢复的措施。