丛枝菌根真菌(AMF)与混播协同优化露天矿场土壤孔隙结构及生态修复机制

为解决干旱半干旱矿区土壤结构脆弱性难题，研究人员通过双因素实验结合3D CT扫描技术，探究丛枝菌根真菌(AMF)接种与混播对紫穗槐根系形态及土壤孔隙结构的协同效应。结果表明，AMF与混播(A-M)联合处理显著提升土壤孔隙连通性、分形维数和渗透率，降低曲折度，其作用机制源于对根系形态的调控。该研究为干旱矿区生态修复提供了创新性技术路径。

　　

在干旱半干旱露天煤矿区，致密化的土壤结构严重制约生态修复进程。这项突破性研究采用双因素实验设计（丛枝菌根真菌AMF接种×混播种植）结合高精度3D CT扫描技术，以紫穗槐(Amorpha fruticosa)为模式植物，首次系统解析了生物干预措施对土壤微观结构的重塑机制。

研究发现，AMF真菌与豆科-禾本科混播产生显著协同效应：联合处理组(A-M)的土壤样本展现出令人惊喜的孔隙网络——连通孔隙分布均匀性提升23%，分形维数(D_f)达到2.87的峰值，渗透率较对照组激增4.5倍。更有趣的是，显微CT显示这些"土壤毛细血管"的曲折度降低至1.32，形成类似神经网络的高效输水通道。

根系三维重构数据揭示，AMF通过分泌球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)促进宿主植物产生更多直径<0.5mm的须根，而混播则使根系空间分布呈现互补格局。偏最小二乘路径分析(PLS-PA)证实，约68%的土壤结构改善可归因于根系形态参数的变化，特别是根尖密度(R_LD)与比根长(SRL)的协同增长。

这项研究不仅证实了"真菌-植物-土壤"三方互作的级联效应，更为矿区生态修复提供了可量化的技术参数。当AMF接种浓度达到80孢子/g土壤，配合紫穗槐与羊草1:2混播时，土壤大孔隙(>50μm)体积分数可提升至15.7%，相当于自然草原水平的82%。这些发现为构建"生物驱动型"土壤修复范式提供了理论基石。