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尾矿原生环境中植物可利用的氮素极度匮乏,尽管如此,随着尾矿弃置年限的增加,尾矿先锋植物开始定居。调研发现,非豆科植物是尾矿原生环境的主要优势先锋植物,这就表明,尾矿极端生境中非豆科优势先锋植物生长过程中具有稳定而可靠的氮源。分析认为,尾矿先锋植物根际联合固氮作用可为尾矿这种氮素匮乏的生态系统提供稳定的氮来源。但迄今为止,有关尾矿非豆科优势先锋植物根际联合固氮的认识,明显缺乏。本文利用乙炔还原法测定相思谷尾矿不同季节(秋季和夏季)尾矿先锋植物根际联合固氮活性,并从先锋植物根际分离、筛选联合固氮菌,同时用乙炔还原法测定菌株的固氮活性,并在此基础上,对高固氮活性的菌株进行16S rDNA序列分析。得到的结果如下：1、相思谷尾矿先锋植物根际土柱均测到联合固氮活性,但不同植物间有明显差异,秋季相思谷尾矿7种先锋植物根际土柱联合固氮活性大小在2.414～36.418μmol·m-2·h-1之间。第二年夏季,针对白茅、香蒲和芦苇3种优势先锋植物测定根际土柱联合固氮活性,发现3种优势先锋植物根际平均固氮活性为36.832μmol·m-2·h-1高于秋季的29.723μmol·m-2·h-1。不同季节(秋季和夏季)先锋植物根际土柱联合固氮活性,均高于空白和结皮士柱的固氮活性。2、相思谷尾矿先锋植物根系、根际土及非根际土固氮活性有明显差异,但不同先锋植物具有相同趋势,即：根系>根际土>非根际土。夏季相思谷尾矿3种优势先锋植物白茅、芦苇和香蒲的根系、根际土和非根际土平均固氮活性分别为77.248μmol·kg-1·h-1、1.191 μmol·kg-1·h-1、0.093 μmol·kg-1·h-1。秋季上述3种先锋植物根系、根际土、非根际土平均固氮活性均低于夏季,分别为63.759 μmol·kg-1·h-1、0.792 μmol·kg-1·h-1、0.078μmol·kg-1·h-1。3、利用Dobereiner改良无氮培养基对相思谷尾矿不同样品进行固氮菌分离,发现不同植物根际固氮菌的数量(平均为2.39x106个/克)大于裸露地(8.96×105个／克)。从尾矿不同样品中共分离56株菌株,其中21株菌株具有固氮活性,且菌株固氮活性在12.24～3416.98 nmol·mL-1·h-1之间,固氮活性超过500 nmol·mL-1·h-1有4株。4、对固氮活性超过500 nmol·mL-1·h-1的4株高活性固氮菌进行16S rDNA测序比对,结果表明WKGD06号固氮菌与茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans)亲缘关系最近,相似性达到100%；WKGD09号固氮菌Rhizobium miluonense亲缘关系最近,相似性达到99.78%;WKGD14号固氮菌与Klebsiella michiganensis亲缘关系最近,相似性可以达到99.12%；WKGD19号固氮菌与Caulobacter segnis亲缘关系最近,相似性达到98.35%。5、通过比较,发现覆土年限与相思谷尾矿废弃年限相接近(5～10年)的杨山冲尾矿先锋植物根际土柱联合固氮活性低于相思谷尾矿先锋植物根际固氮活性。分析认为,这与覆土土壤全氮、腐殖质碳等营养物质和含水率较低有关。尽管覆土可有效控制尾矿扬尘所带来的环境污染,但若不改变客土的营养状况及含水率条件,难以实现尾矿生态修复的最终目的。本研究,不仅为揭开尾矿非豆科优势先锋植物氮源问题提供科学依据,而且为尾矿生态治理提供支撑,还将联合固氮的认识拓展到尾矿极端生境的优势先锋植物上。