全 文 ：矿区与非矿区艾蒿根部微生物数量比较研究
方改霞
（河南城建学院生物工程系，河南 平顶山 467044）
摘 要：对矿区和非矿区不同地域艾蒿根部不同部位的微生物数量进行研究，结果表明，艾蒿根际土壤的微生物数量
要比非根际和根内的多，而且同种微生物数量矿区比非矿区的多，微生物数量和艾蒿的生长状况成正相关，因此将艾蒿和
微生物两者结合起来治理矸石山将会取得更好的效果。
关键词：矿区； 非矿区； 艾蒿； 根系； 土壤微生物
中图分类号：Q939.96 文献检索码：A 文章编号：1004-874X（2009）05-0155-03
Study on the Number of Micro-organisms at Root of Mugwort
in Soil in Mining and Non- mining Area
FANG Gai-xia
(Bioengineering Department of Henan University of Urban Construction , Pingdingshan 467044，China)
Abstract：The research of the number of micro-organisms on two different areas and different parts of the Artemisia root is
found, in the rhizosphere soil microbes than the number of non-rhizosphere and the root of many, and in three main types of
micro-organisms, bacteria is largest number, followed by the Actinomycetes or fungi. Moreover, the number of the same species
of micro-organisms of mining area is more than that of non-mining areas, the number of micro-organisms is positively related to
the growth of Artemisia. We will get better results if the combination of the micro-organisms and Artemisia will be used to
governance Waste Dump.
Key words：mining area; non-mining area; artemisia; root system; soil microorganism
收稿日期：2008-12-31
作者简介：方改霞（1972-），女，硕士，讲师，E-mail：fgx1997@
126.com
矸石山是我国煤炭能源开发中的特殊产物, 其硫
分含量高, 风化过程易于产生酸化 , 且无结构性, 保
水肥作用弱, 营养元素含量低, 植被难以利用煤矸石
中的元素来维持生长, 因而在矸石山上建立一个稳定
高效的生态系统难度更大, 其生态系统的组成比较单
一且不稳定。 河南省平煤集团在 50 年的开发和建设
中，共形成煤矸石山 31 座，累计堆存量达 2 069 万 t，
占地面积 91 hm2，解决煤矸石排放及污染，对其进行
综合利用已是当务之急。 由于这些固体废弃物不适合
植物生长特点, 因而应用微生物技术改良基质, 加速
植被恢复, 是改善矿区生态环境和培肥基质的一个重
要途径。艾蒿是一种多年生草本药用植物，地下根茎分
枝多，适应性强，普遍生长于路旁荒野、草地，只要是向
阳且排水顺畅的地方都能生长。因此，研究艾蒿根部微
生物和植物的共生体系对污染物的脱除有重要意义。
本文通过对根际、 非根际和根内这 3个与艾蒿根系密
切相关区域微生物数量的研究， 探讨了 2种不同生境
（矿区与非矿区）中微生物的数量与根系的关系，以期
为该地区改善矿区生态环境， 加速其植被恢复提供参
考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试矿区艾蒿根系及土壤采自平顶山某矿煤矸石
山上，非矿区艾蒿根系及土壤采自平顶山新城区，采样
深度均为 0~10 cm。 试验所用的培养基分别为牛肉膏
蛋白胨固体培养基（培养细菌），高氏一号固体培养基
（培养放线菌），马铃薯葡萄糖固体培养基（培养真菌）。
供试器材分别为培养皿(直径 90 cm)，移液枪及相关枪
头，电子天平，高温灭菌锅，恒温培养箱。
1.2 试验方法
1.2.1 土壤稀释液的制备 （1）非根际土壤稀释液的制
备：称取土样 10 g，放入盛有 100 mL 无菌水的三角瓶
中，振荡摇匀 10 min ，然后吸取 1 mL，移入盛有 9 mL
无菌水的试管中混匀， 以此类推分别制成 10-2、10-3、
10-4、10-5、10-6等不同稀释度的土壤溶液。（2） 根际土壤
稀释液的制备： 称取 10 g带土的艾蒿根系， 放入盛有
广东农业科学 2009 年第 5 期 155
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2009.05.010
2.2 矿区与非矿区艾蒿非根际、根际、根内放线菌数
量比较
矿区与非矿区艾蒿非根际、根际、根内的放线菌
数量调查结果见表 1。由表 1 可知，矿区的放线菌数
量远多于非矿区， 根系不同部位的放线菌数量表现
为：根际﹥根内﹥非根际。放线菌的 t 检验结果显示，
矿区（或非矿区）的根际、非根际和根内彼此之间均存
在极显著差异（P＜0.01）；在同样的生长区域（非根际、
根际、 根内） 矿区与非矿区比值也存在极显著差异
（P＜0.01）。
2.3 矿区与非矿区艾蒿非根际、根际、根内真菌数量
比较
矿区与非矿区艾蒿非根际、根际、根内的真菌数量
结果见表 1。由表 1 可知，矿区的真菌数量远高于非矿
区，根系不同部位的真菌数量表现为：根际﹥非根际﹥
根内。真菌的 t 检验结果显示，矿区（或非矿区）的根际
与非根际、根内之间有极显著差异（P＜0.01），非根际与
根内有显著差异（P＜0.05）；在同样的生长区域（非根
际、根际、根内）矿区及非矿区比值均存在极显著差异
（P＜0.01）。
2.4 矿区与非矿区艾蒿根系菌类数量分析
在矿区，艾蒿根系的细菌数量与放线菌、真菌数量
间存在显著差异（P＜0.05），放线菌数量与真菌数量之
间不存在显著差异（P＞0.05）；在非矿区，放线菌数量与
细菌、真菌数量之间存在极显著差异（P＜0.01），细菌数
量与真菌数量之间存在显著差异（P＜0.05）。
综上可知，根际的微生物数量多于非根际和根内；
矿区植物根系土壤微生物的数量较非矿区的多。
3 结论与讨论
细菌在土壤微生物中的含量最多， 每克土壤中的
约占 80%~90%[3]，其次为放线菌和真菌。通常情况下，
放线菌数量为 105~106个， 真菌数量为 104~105个。矿
区的试验结果与此类似。 但由于环境中不同因素的影
响，也会出现真菌的数量大于放线菌的情况，非矿区的
结果与此相似。由于“根际”这一特殊生态环境的存在，
根系不断的向生长介质中分泌大量有机物质， 为根际
微生物提供了丰富的营养和能源，因此，根际土壤微生
物在数量和种类上都比非根际多 [4-6]，微生物数量和艾
蒿的生长状况成正相关。
对矿区与或非矿区及艾蒿根部不同部位的微生物
数量进行研究，结果表明，同种微生物的数量矿区比非
100 mL 无菌水的三角瓶中，振荡 15 min，洗下的土即
为根际土的菌悬液，用无菌镊子取出根系，再用无菌滤
纸吸干，称重，根系样本洗涤前后的重量差为根际土重
量。根际土壤稀释液的制备过程与非根际土壤稀释液的
制 备过程相同， 制备浓度同样为 10-1、10-2、10-3、10-4、
10-5、10-6。（3）根内菌悬液的制备：取若干分离根际微生
物用到的艾蒿根，用无菌水冲洗干净并用滤纸吸干后称
取 0.5 g，置于 75%酒精中 1 min，再用无菌水冲洗 2~3
次，将灭菌后的根置于无菌研钵中研磨，再用 4.5 mL无
菌 水稀释，此时的稀释度为 10-1，以此类推分别制成
10-2、10-3、10-4、10-5、10-6等不同稀释度的根内菌悬液。
1.2.2 涂布及培养 （1）涂布过程：采用涂布平板法。
细菌，放线菌，真菌的涂布培养浓度均设为 10-3、10-4、
10-5、10-6。每种微生物培养基平板上分别涂布非根际土
样处理液、根际土样处理液和根内处理液，每种处理液
均涂布 4 个浓度（10-3、10-4、10-5、10-6），每个浓度 3 个平
皿， 并以 1 个平板作空白对照。（2） 培养与观察计数：
将涂布好的细菌平板倒置于 37℃恒温箱中培养 1~2
d，将涂布好的放线菌和真菌平板置于 30℃恒温箱中培
养 2~3 d，观察菌落并计数[1]并用统计学的 t检验[2]对数
据进行分析。
2 结果与分析
2.1 矿区与非矿区艾蒿非根际、根际、根内细菌数量
比较
从表 1 可以看出， 矿区的艾蒿根部细菌数量大于
非矿区，根系不同部位细菌数量表现为：根际﹥根内﹥
非根际。细菌数据的 t 检验显示，矿区（或非矿区）的根
际与非根际、根内之间有极显著差异（P＜0.01），非根际
与根内有显著差异（P＜0.05）。在同样的生长区域（同在
非根际、根际、根内），非根际、根际、根内 3 个区域的矿
区与非矿区值均存在极显著差异（P＜0.01）。
根内
70
6
根际
5000
23
非根际
67
13
根内
131
0.4
根际
5900
1.6
非根际
600
0.8
根内
63
1
根际
960
3
非根际
50
5
区域
矿区
非矿区
细菌（106个/g） 放线菌（105个/g） 真菌（105个/g）
表 1 矿区与非矿区菌类数量的比较
156
种植时间以春季 3～4月或秋季 9～10月种植为宜，
混交方式采用株间混交，即不同品种交换混种。种植时
适当密植，密度以株间距离 40~50 cm 为宜，但在陡峭
坡面或其他生长条件恶劣的地方可适当密些。
种植后应浇足定根水，在生长期内要及时除草、浇
水及追施速效肥；同时，定期对植物进行检查，发现病
虫害要及时防治，确保植物健康生长。先期藤本植物要
进行人工牵引导向，引向目的石壁坡面，促使植物向石
壁定向生长。
5 结语
综观广州、深圳等地，废弃采石场通过综合治理，
取得了较好的复绿效果。但在利用攀缘植物的复绿中，
绝大多数为速生品种，对乔、灌木的生长有一定的抑制
作用，在复绿一段时间后，部分乔、灌木被攀缘植物缠
绕、覆盖，导致生长减慢甚至死亡；而石场复绿的养护
难度高等问题， 有待培育出一些适合石场复绿的攀缘
植物品种，寻找出一种更好的植物搭配来解决。
随着采石场复绿工作的全面展开， 如何将生态与
景观综合应用，营造以乡土植物为基调，形成乔、灌、
藤、草本植物结合，生态系统较为稳定且符合可持续发
展规律的边坡植物群落， 更好地利用植物间的互生关
系进行更好的品种搭配，需要更进一步的探索研究。
废弃采石场的复绿工作是一个生态恢复的过程，
在植物配置特色营造中，不仅要考虑到复绿的要素，更
要充分考虑人的需要，要“以人为本”的思想作立足点，
从人的方位去综合考虑应用，达到人与自然的和谐。同
时，要以再现自然，改善和维持生态平衡为宗旨，以复
绿的系统性、生物发展的可持续性为发展方向，达到采
石场与周边生态的和谐。
参考文献：
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矿区的多。 出现这种情况的原因可能是因为春季在采
集植物样本时， 非矿区的植物生长状况和矿区的植物
生长状况不太一致，非矿区的植物叶片较小，叶片的鲜
亮程度和生长状况均不及矿区的植物。 而且非矿区的
植物根系没有矿区的植物根系发达， 这可能是由于：
（1） 非矿区的植物采集地在平顶山市新城区市政大楼
后的绿化空地——开发利用的时间不长， 而且土壤也
不是当地天然土壤，所以植物的生长年限较短，包括土
壤肥力不足、 水分缺乏都是造成根系不发达和土壤微
生物较少的原因；（2）矿区的植物采集地在平顶山市一
矿的矸石山上，煤矸石山有其特殊的成因，即随着堆放
时间的增加，在风化作用下，煤矸石的石块变小、变碎，
石块间的空隙逐渐被风化产物填塞，表层逐渐变细，从
而增加了保水持肥能力。随着坡度的增加，一方面会降
低表面的稳定性， 另一方面还会引起煤矸石堆的上部
和下部的表层煤矸石堆的含水量差异， 这是因为煤矸
石持水力差，透水性强，而同时矸石山上为防止其自燃
常常淋水，因此水分也同时满足了微生物的生长要求，
所以定居的植物成片生长，植被盖度大，随着生长年限
的增加， 植物根系土壤微生物的数量也就随之趋于恒
定[7]，这种生态状况造成了矿区与非矿区土壤微生物数
量的差异。矿区的微生物数量远比非矿区多，可见矿区
多生态在水因子满足的条件下， 是适合微生物生长并
大量繁殖的。
根据试验结果可知， 利用微生物和植物根际微生
物本身的生命活动，挖掘矸石山的潜在肥力，加速其向
有利于生态重建的方向转化， 有益于生态系统的持续
发展，是目前提高矿区矸石山生态治理质量，加速其生
态重建的关键。 因此将艾蒿和微生物两者结合起来治
理矸石山将会取得更好的效果。
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