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赤泥是氧化铝生产过程排放的强碱性固体废物,也是有色金属工业排放量最大的固体废物。赤泥盐碱性强、综合利用难,处置方式以筑坝堆存为主。赤泥堆存不仅占用大量土地资源,还会严重影响周边环境安全,探寻赤泥规模化处置方法和综合利用技术已成当务之急。赤泥土壤化是最具应用前景的规模化处置方法,即通过物理、化学和生物方法将赤泥转变为一种“类土生长基质”,使其具备普通土壤的理化特性和生物学性质,通过回归自然实现赤泥的规模化消纳和生态处置。微生物在土壤形成过程中发挥重要作用,参与有机质降解、养分循环、团聚体形成等生物地球化学过程。鉴于微生物在土壤形成过程的重要作用,开展赤泥成土过程微生物群落组成及功能变化研究,对于全面认识赤泥成土过程、研发土壤化处置技术、实现赤泥规模化消纳和堆场生态修复具有重要意义。论文基于赤泥堆场自然成土现象,通过野外调查与室内模拟相结合,采用Biolog平板法、高通量测序、荧光定量PCR等先进手段,研究自然成土过程的微生物群落变化,分析基质改良对微生物群落结构及功能的影响,探讨基质改良对微生物碳代谢和固氮功能的影响机制。主要结果如下:（1）长期自然植被恢复作用下堆场赤泥微生物生物量显著增加,酶活性显著增强。自然植被恢复显著提高赤泥微生物群落多样性,驱动微生物群落由以硬壁菌（Firmicutes）、放线菌（Actinobacteria）、变形菌（Proteobacteria）以及绿弯菌（Chloroflexi）等耐盐碱微生物类群为主的群落组合转变为以硬壁菌（Firmicutes）、放线菌（Actinobacteria）、变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、浮霉菌（Planctomycetes）和酸杆菌（Acidobacteria）等耐盐碱微生物类群和具有有机质降解、固氮功能的微生物类群的组合。微生物群落多样性及组成变化主要受到赤泥理化性质影响,其中有机碳（TOC）、总氮（TN）和p H是主要影响因素。（2）施用磷石膏和秸秆可显著改善赤泥理化性质。2%磷石膏作用下,赤泥p H可降低至8.64,表现出较强的碱性调控能力。5%秸秆作用下,赤泥有机碳（TOC）、总氮（TN）、速效磷（AP）和速效钾（AK）含量分别为226%、317%、145%、105%,显著促进赤泥养分积累。磷石膏和秸秆对赤泥盐碱性及养分水平的调控效果表现出协同作用。磷石膏和秸秆联合作用下,赤泥p H值降至8.0,有机质和氮磷含量增加272%、457%、434%、261%。磷石膏降低赤泥碱性,而秸秆供给营养物质,二者共同促进微生物发育,有助于促进赤泥土壤化过程的养分平衡和酶活性。（3）施用磷石膏和秸秆显著增加赤泥细菌群落丰富度和多样性,驱动微生物群落演替。添加秸秆显著显著降低赤泥放线菌（Actinobacteriota）和厚壁菌（Firmicute）相对丰度,而显著增加拟杆菌（Bacteroidetes）、变形菌（Proteobacteria）和绿弯菌（Chloroflexi）相对丰度。磷石膏和秸秆联合添加显著增加德沃斯氏菌科（Devosiaceae）、柄杆菌科（Caulobacteraceae）、鞘脂杆菌科（Sphingobacteriaceae）、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）以及根瘤菌科（Rhizobiaceae）等具有降解有机质,固碳固氮功能微生物类群相对丰度。细菌群落多样性及组成变化主要受到赤泥理化性质影响,其中有机碳（TOC）和钠离子（Na+）是主要影响因素。（4）赤泥成土过程中,磷石膏和秸秆联合施用显著增强微生物碳代谢活性,提高碳代谢功能多样性。原生赤泥微生物敏感碳源主要为酯类、胺类和羧酸类碳源。磷石膏和秸秆联用改变微生物敏感碳源类型,显著提高微生物对糖类和氨基酸类碳源的利用率,降低酯类、胺类和羧酸类碳源的利用率。磷石膏和秸秆联合添加通过影响赤泥有机碳和酸碱性,影响微生物对不同类型碳源的利用强度,改变赤泥微生物的碳源代谢过程。（5）赤泥成土过程中,磷石膏和秸秆联用显著提高固氮微生物丰度和多样性。原生赤泥固氮菌优势类群以芽孢杆菌科（Bacillaceae）、叶杆菌科（Phyllobacteriaceae）和甲基球菌科（Methylococcaceae）为主。秸秆和磷石膏联合作用下,红螺菌科（Rhodospirillaceae）和根瘤菌科（Rhizobiaceae）相对丰度显著升高,芽孢杆菌科（Bacillaceae）和叶杆菌科（Phyllobacteriaceae）相对丰度显著降低。固氮菌群落丰度及多样性与赤泥p H、电导率（EC）、可交换钠离子含量（Na+）和钠离子百分比（ESP）呈极显著负相关,而与有机碳（TOC）、总氮（TN）、速效磷（AP）和速效钾（AK）含量呈极显著正相关。赤泥固氮菌群落组成主要受到赤泥理化性质影响,其中有机碳（TOC）和钠离子（Na+）是主要影响因素。人为调控可以快速改善赤泥理化性质,影响微生物群落演替,促进微生物生态功能（有机质降解、固碳、固氮）恢复,加快赤泥土壤化进程。与自然成土过程相比,人为干扰作用可在较短时间降低赤泥盐碱性,改善物理结构,增加养分含量,提高微生物群落丰富度和多样性,促进赤泥堆场生态修复。图66幅,表35个,参考文献277篇