羊粪与有机肥联用提升高寒矿区土壤质量及微生物群落结构与功能的协同效应研究

本研究系统探讨了羊粪(S)、商品有机肥(F)及其不同配比组合(M1-M3)对青藏高原木里矿区土壤理化性质、微生物群落结构及功能的调控作用。通过6种处理方案(包括对照组CK)的对比分析，发现60%羊粪+40%商品有机肥(M1)处理效果最优，使土壤总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(SOM)、速效氮(AN)和速效磷(AP)分别提升211.07%、136.27%、388.18%、564.97%和282.53%。研究揭示了养分添加通过调控TP、SOM等关键因子驱动微生物群落重构的机制，为高寒矿区生态修复提供了优化施肥策略。

　　

INTRODUCTION
木里矿区位于青藏高原东北部，长期煤炭开采导致土壤结构破坏、肥力下降。该区域特有的高海拔冰缘地貌与多年冻土层（厚度40-160m）因采矿活动受损，严重影响土壤持水性和稳定性。研究区域年均温-4.2°C，年降水477.1mm，原始植被以高寒草甸为主，生态系统脆弱。人工草地建设成为矿区生态修复的有效策略，但需配合合理施肥措施。

MATERIALS AND METHODS
实验设置6种处理：CK（无施肥）、S（100%羊粪）、F（100%商品有机肥）及M1-M3（不同比例混合）。施肥量按0.05m³·m^-2羊粪和2.5kg·m^-2有机肥基准调配。采用随机区组设计，播种青海特色草种（早熟禾、垂穗披碱草等）。次年采集0-10cm土层样品，测定pH、TN、TP、SOM等指标，并通过16S rRNA和ITS高通量测序分析微生物群落。

RESULTS
土壤理化性质
M1处理显著改善土壤质量：TN达9.55g·kg^-1（较CK提升211.07%），TP 2.41g·kg^-1（+136.27%），SOM 170.89g·kg^-1（+388.18%）。M2处理使pH升至8.06，呈现碱性增强特征。

微生物群落
Alpha多样性分析显示，S/M1/M2/M3处理显著提高细菌OTU、Chao和Shannon指数（P<0.05），但对真菌Simpson指数无显著影响。PCoA表明各处理微生物群落明显分群（细菌R=0.3673，真菌R=0.4620）。M1处理下Gemmatimonadota（细菌）和Mortierellomycota（真菌）相对丰度显著增加，而Preussia等致病菌丰度降低。

功能预测
FAPROTAX分析显示M1处理促进芳香化合物降解（Aromatic_Compound_Degradation）和尿素分解（Ureolysis）功能。FUNGuild预测表明联合施肥减少粪腐生菌（Dung Saprotroph）比例，可能与养分竞争有关。

DISCUSSION
调控机制
结构方程模型揭示：TP主导细菌多样性（路径系数0.45**）和真菌功能调控；SOM通过提供碳源驱动真菌多样性（R²=0.68*）；pH与SOM协同影响细菌功能。羊粪的基质效应与有机肥的微生物活性产生协同作用，M1处理的60:40配比在基质补充与营养释放间达到最优平衡。

生态意义
研究首次阐明高寒矿区土壤微生物对联合施肥的响应规律：

1. 羊粪提供结构基质，缓解冻土退化导致的土壤松散问题
2. 商品有机肥中功能微生物（如Bacillus）促进有机质矿化
3. Mortierellomycota等有益真菌的增殖抑制了病原菌发展

CONCLUSIONS
60%羊粪+40%商品有机肥（M1）的组合模式可同步实现：

• 土壤养分含量3-5倍级提升
• 细菌多样性指数提高35-40%
• 功能微生物群落重构
  该方案为青藏高原矿区生态修复提供了可量化的施肥标准，对维持高寒生态系统稳定性具有重要实践价值。