摘要
大量煤矸石的堆放严重影响了矿区的生态环境。因粉煤灰颗粒细、表面积大，常将其与煤矸石混合用于重构矿区土壤，但养分释放较慢。土壤微生物参与养分元素的循环，且对环境的变化响应迅速。浇灌木醋液能够促进养分的释放，但对微生物群落的影响目前还不太清晰。本研究以煤矸石与生土混合的基质为研究对象，添加 0%、10%、20% 和 40%（CK、F10、F20、F40）的粉煤灰，再分别浇灌木醋液和蒸馏水。培养 3 个月后，测定基质理化性质和微生物群落特征，以探究浇灌木醋液和添加粉煤灰对基质微生物群落的影响。结果表明：（1）相较于浇灌蒸馏水，浇灌木醋液显著提高了基质总磷脂脂肪酸（TPLFAs）、总细菌、总真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌和厌氧菌含量以及真菌 / 细菌（F/B），但降低了丛枝菌根真菌、放线菌含量。（2）添加粉煤灰显著提高了基质总 PLFAs、总细菌和总真菌含量；F/B 在 F20 和 F40 处理时显著升高，F10 处理的革兰氏阳性菌 / 革兰氏阴性菌显著低于 F20 和 F40 处理，而直链饱和脂肪酸 / 单不饱和脂肪酸在 F10 处理显著高于 F20 和 F40 处理。（3）浇灌木醋液对基质微生物群落结构的影响效应大于添加粉煤灰。（4）基质水溶性有机碳、全氮、总有机碳和易氧化碳含量是影响基质微生物群落结构的主要理化指标。总之，浇灌木醋液和添加 10% ～ 20% 粉煤灰提高了微生物生物量，改善了微生物群落结构特征，有利于煤矸石和粉煤灰重构土壤质量的提高。
Abstract
The accumulation of large amounts of coal gangue seriously affects the ecological environment of miningareas． Because of the fine particles and large surface area of fly ash，it is commonly mixed with coal gangue for reconstructing the soil in mining areas，but the release of nutrients is slow．Soil microorganisms are involved in the cycling of nutrient elements and respond rapidly to changes in the environment．Irrigating wood vinegar can promote the release of nutrients， but the effect on the microbial community is not clear yet．In this study，a substrate of coal gangue mixed with raw soil was added with 0%，10%，20% and 40%（CK，F10，F20，F40）of fly ash，and then irrigated with wood vinegar and distilled water，respectively．After 3 months of cultivation，the physicochemical properties of the substrate and microbial community characteristics were determined to investigate the effects of irrigating wood vinegar and adding fly ash on the microbial community of the substrate．The results showed：① Compared with irrigating distilled water，irrigating wood vinegar significantly increased the total phospholipid fatty acid（PLFAs），total bacteria，total fungi，generalized bacteria，gram-positive bacteria，gram-negative bacteria，saprophytic fungi and anaerobic bacteria contents and fungi/bacteria （F/B）in the substrate，but decreased the content of arbuscular mycorrhizal fungi and actinomycetes．② The addition of fly ash significantly increased the total PLFAs，total bacteria，and total fungi content of the substrate；F/B was significantly increased in F20 and F40 treatments，while gram- positive/gram-negative bacteria were significantly lower in F10 treatment than F20 and F40 treatments；Saturated fatty acids/monounsaturated fatty acids were significantly higher in F10 treatment than F20 and F40 treatments．③ The effect of irrigating wood vinegar on the structure of the microbial community in substrate was greater than that of the fly ash addition．④ The contents of water-soluble organic carbon，total nitrogen，total organic carbon and active oxidizable carbon in the substrate were the main driving factors influencing the structure of substrate microbial communities． In conclusion，irrigating wood vinegar and adding 10%-20% fly ash increased microbial biomass and improved microbial community structural characteristics，which were favorable to the quality ofcoal gangue and fly ash reconfigured soils．
Keywords
煤炭生产对我国经济建设和社会发展起到了重要的支撑作用。煤矸石是采煤和洗煤加工过程中的必然产物，每年产出量达 7 亿 t 以上[1]。大量煤矸石堆放严重影响了矿区的生态环境，如何在矸石山进行植被恢复是矿区亟需解决的生态问题。煤矸石成分与天然土壤相似，且含有大量植物生长所需的营养元素，因此，常与土壤混合作为植物栽培的基质或改良剂[2]。但因其颗粒粗、结构性差和保水性低等特点[3]，常导致植物立地环境不良。粉煤灰作为煤炭利用过程产生的固体废弃物，具有颗粒细、比表面积大和吸附能力强等优点[4]。添加粉煤灰可以提高土壤的持水性能，改善土壤结构和微生物群落特征，促进植物的生长和发育[5-7]。随着对矿区生态环境治理的推进，在生产实践中，常在煤矸石中添加粉煤灰，用于重构矿区土壤，以满足植物生长的条件[8]。
西北干旱区降水量小，蒸发量大，生态系统十分脆弱[9]。矿区矸石山植被恢复依赖于高质量的土壤理化性质和生物学特性的构建。然而，由于固体废弃物养分释放速率较慢[10]，如何营造良好的植物生长环境是目前矿区植被恢复进程中亟需解决的难题。有研究表明，向煤矸石中添加有机酸可加速煤矸石中营养元素的释放[11]。木醋液是植物性原料经过炭化或干馏而生成的一种有机酸，浇灌适宜浓度的木醋液能够提高土壤养分含量[12]，改善土壤微生物结构[13-14]，进而促进植物的生长[15-16]，是环境友好型的土壤改良剂。基于木醋液的特征，前人已证实了浇灌木醋液能够促进煤矸石与粉煤灰的有机碳和有效磷的释放[17]。
土壤微生物参与生态系统中碳、氮、磷等元素的循环，且对土壤环境的变化响应迅速，是反映土壤质量的重要指标[18]。磷脂脂肪酸（PLFA）是活体微生物细胞膜的重要组分。虽然目前微生物测定方法多样，但 PLFA 分析被认为是一种快速和有效的研究土壤微生物的方法[19]。浇灌木醋液在改善煤矸石与粉煤灰养分释放的同时，如何影响基质微生物群落的变化目前还不清晰。因此，本研究以煤矸石与生土的混合基质为研究对象，采用 PLFA 方法测定微生物生物量，探究浇灌木醋液和添加粉煤灰对基质微生物群落结构的影响，以期为矿区重构土壤质量提升以及固体废弃物资源化利用提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试煤矸石取自神华宁夏煤业集团羊场湾煤矿的排矸场。生土取自排矸场附近的自然土体，其颗粒组成为砂粒 65.8%、粉粒 27.5%、黏粒 6.7%。供试粉煤灰取自国能内蒙古西来峰电力有限公司矸石储存场附近，过 2 mm 筛备用。供试木醋液取自北京市丰台区槐新公园，为杨树木材在 550℃ 高温炭化所得冷凝液的上清液，pH 为 3.40，由 80%～90% 水和 10%～20% 有机化合物组成，有机质、全氮含量分别为 77.29 和 0.83 g·kg-1。供试材料的主要化学性质如表1所示。
表1供试材料的主要化学性质
1.2 试验设计与培养
试验在北京轻工环境保护研究所生态修复试验基地塑料棚中进行。依据前人的研究[20-21]，将煤矸石和生土按照 1∶1 的质量比混合成煤矸石基质，按照 0%、10%、20%、40%（CK、F10、F20、F40） 的比例，将粉煤灰分别添加到煤矸石基质中，混匀后装入底部直径 8 cm、高 13 cm 的塑料盆中，每盆基质的质量为 2 kg。同一比例的基质设置 2 个处理，分别浇灌木醋液（WV）和蒸馏水（DW）。试验共设置 8 个处理，每个处理 3 个重复。混合后的基质先用蒸馏水浇透，使混合基质间充分接触，待其稍干后再分别浇灌 WV 或 DW。基于煤矸石密度较大，且木醋液为弱酸性，分别在培养期间的第 20 和 50 d 浇灌 2 次 250 mL 的 WV 或 DW。为避免基质从盆底流失，每次浇灌过程中遵循“少量多次”原则。
基质室内培养 3 个月后，采用环刀法取样测定基质容重和持水特征。然后将基质充分混合，分别取 3 份样品进行测定。一份送科学指南针（www. shiyanjia.com）测定微生物 PLFA；一份置于 4℃冰箱保存，用于测定基质水溶性碳、氮含量；其余经风干后测定基质常规理化性质。
1.3 基质理化性质的测定
基质容重（BD）和田间持水量（FC）采用环刀法测定；pH 用酸度计测定；电导率（EC）用电导率仪测定。基质总有机碳（SOC）含量采用浓硫酸-重铬酸钾氧化法测定；易氧化碳（AOC）含量采用高锰酸钾氧化法测定；水溶性有机碳（DOC） 含量用总有机碳 / 氮分析仪测定；全氮（TN）含量采用浓硫酸-混合加速剂法消煮-凯氏定氮仪测定；有效磷（AP）含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定。
1.4 基质微生物群落结构测定
基质微生物群落结构采用 PLFA 法测定[22]。称取适量鲜土于离心管中，用体积比 2∶1∶0.8 的甲醇∶氯仿∶磷酸缓冲液振荡提取，用氮气吹干后溶于氯仿并利用 SPE-Si 硅胶柱进行纯化，纯化后加入甲醇甲苯混合液甲酯化，以正十九烷酸甲酯为内标（C19∶0），采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定和鉴定 PLFA 甲酯，得到基质微生物群落 PLFA 特征图谱。
根据不同处理基质微生物群落 PLFA 特征图谱，将 PLFA 表征的微生物群落分为 8 类。其中，用 12∶0、13∶0、14∶0、15∶0、16∶0、17∶0、 18∶0、20∶0 表征广义细菌[23]；a12∶0、a13∶0、 i13∶0、a14∶0、i14∶0、a15∶0、i15∶0、a16∶0、 i16∶0、a17∶0、i17∶0、i18∶0、a19∶0、a15∶1ω9c、 i15∶1ω6c、a17∶1ω7c、a17∶1ω9c 表征革兰氏阳性菌；12∶1ω5c、13∶1ω3c、14∶1ω7c、14∶1ω8c、 15∶1ω5c、15∶1ω6c、16∶1ω6c、16∶1ω7c、 16∶1ω9c、17∶1ω8c、18∶1ω5c、18∶1ω6c、 18∶1ω7c、19∶1ω6c、19∶1ω9c、20∶1ω8c、 20∶1ω9c、10∶0 2OH、16∶0 2OH、17∶0cycloω7c、 19∶0cycloω7c 表征革兰氏阴性菌；16∶1ω5c 表征丛枝菌根真菌；18∶1ω9c、19∶2ω6c 表征腐生真菌[24]； 10Me17∶0、10Me18∶0、10Me17∶1ω7c、10Me18∶1ω7c 表征放线菌；12∶0 DMA、13∶0 DMA、15∶0 DMA、16∶2 DMA、16∶1ω9c DMA、16∶0 DMA、17∶0 DMA 表征厌氧菌；15∶4ω3c、18∶3ω6c、19∶3ω6c、19∶3ω3c、20∶5ω3c 表征真核生物[25]。采用广义细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的加和表征总细菌，丛枝菌根真菌和腐生真菌的加和表征总真菌， PLFA 的总和表征基质总磷脂脂肪酸（TPLFAs）。
采用总真菌和总细菌磷脂脂肪酸含量的比值 （F/B）、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌磷脂脂肪酸含量的比值（GP/GN）、直链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量的比值（SAT/MONO）和环丙烷脂肪酸和前体脂肪酸含量的比值（Cy/Pre）4 种微生物特征 PLFA 比值反映微生物群落结构特征。
1.5 数据分析与处理
采用 SPSS 26.0 进行单因素方差分析，分析不同粉煤灰添加比例对基质理化性质和微生物群落结构的影响；采用双因素方差分析比较两种浇灌方式对基质理化性质和微生物群落结构的影响，用 Duncan’s 法比较差异的显著性。采用 Canoco 5 分析煤矸石基质理化性质和微生物群落结构之间的关系。
2 结果与分析
2.1 浇灌木醋液和添加粉煤灰对煤矸石基质理化性质的影响
在两种浇灌方式下，添加不同比例粉煤灰后煤矸石基质理化性质表现出不同的趋势（表2）。在浇灌木醋液条件下，随着粉煤灰添加比例的增加，基质 EC 和 AP 含量显著升高，TN 含量显著降低； 在 WVF40 时，基质 FC、AOC 和 DOC 含量最高， BD 和 SOC 含量最低；而 pH 在各处理间无显著差异。在浇灌蒸馏水条件下，随着粉煤灰添加比例的增加，基质 FC、EC 和 AP 含量显著升高，BD 和 TN 含量显著降低；在 DWCK 时，pH 和 SOC 含量最高；而 AOC 和 DOC 含量在处理间无显著差异。
双因素方差分析表明，浇灌方式对煤矸石基质 BD、FC 无影响，但对 pH、EC、SOC 以及养分含量有极显著影响。浇灌木醋液后基质的 pH、 EC、SOC、AOC、DOC 和 AP 含量显著高于浇灌蒸馏水处理，但 TN 含量显著低于浇灌蒸馏水处理。粉煤灰添加比例除未显著影响 AOC 含量外，其他理化指标均受到极显著影响。粉煤灰添加比例的增加使得基质的 FC、EC、DOC 和 AP 含量显著升高，BD、pH、SOC 和 TN 含量显著降低。两者的交互作用对 pH、EC、AOC、DOC、TN 和 AP 含量均有极显著影响。由 F 值可得，浇灌方式基质化学性质的影响高于粉煤灰添加比例，说明浇灌方式对基质化学性质的影响比粉煤灰添加比例更显著 （表2）。
表2浇灌木醋液和添加粉煤灰对煤矸石基质理化性质的影响
注：表中不同小写字母表示同一浇灌方式不同粉煤灰添加比例之间差异显著（P<0.05），不同大写字母表示同一粉煤灰添加比例浇灌木醋液和蒸馏水之间差异显著（P<0.05）；* 表示有显著影响（P<0.05），** 表示有极显著影响（P<0.01），*** 表示有极其显著影响（P<0.001），ns 代表无显著影响（P＞0.05）。
2.2 浇灌木醋液和添加粉煤灰对煤矸石基质微生物群落 PLFA 的影响
2.2.1 基质微生物群落 PLFA 含量的变化
在两种浇灌方式下，基质总 PLFAs 和各群落 PLFA 含量均有所差异（图1）。浇灌木醋液条件下，除厌氧菌外，WVF10 处理的基质总 PLFAs 和其他各群落 PLFA 含量均高于 WVCK 处理。基质革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真核生物含量在 WVF10、WVF20 和 WVF40 处理间无显著差异。在 WVF40 处理时，基质总 PLFAs、广义细菌、丛枝菌根真菌、腐生真菌、厌氧菌、总细菌和总真菌含量显著高于 WVF10 和 WVCK 处理，但与 WVF20 处理差异不显著。浇灌蒸馏水条件下，DWF10 处理的基质总 PLFAs、总真菌和腐生真菌含量显著高于 DWCK 处理。基质总 PLFAs、总细菌、总真菌、革兰氏阳性菌、丛枝菌根真菌和放线菌含量均在 DWF40 处理时最高； 厌氧菌含量在 DWCK 和 DWF10 处理较高；腐生真菌和真核生物含量在 DWCK 处理时最低。
双因素方差分析表明，除真核生物外，浇灌方式对其他微生物群落 PLFA 含量有极显著的影响。相较于浇灌蒸馏水，浇灌木醋液显著提高了基质总 PLFAs、总细菌、总真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌和厌氧菌含量，降低了基质丛枝菌根真菌和放线菌含量。除放线菌和真核生物外，粉煤灰添加比例显著影响其他微生物群落 PLFA 含量。除厌氧菌含量降低外，粉煤灰添加比例的增加显著提高了基质其他微生物群落 PLFA 含量。两者的交互作用对总 PLFAs、总细菌、总真菌、广义细菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌、腐生真菌和厌氧菌含量有显著影响，但对革兰氏阳性菌、放线菌和真核生物含量的影响不显著。不同浇灌方式下微生物各群落 PLFA 含量的 F 值大于不同粉煤灰添加比例的 F 值，说明浇灌方式对基质各微生物群落含量的影响更显著。
图1浇灌木醋液和添加粉煤灰对煤矸石基质微生物各群落磷脂脂肪酸含量的影响
注：图中不同小写字母表示同一浇灌方式不同粉煤灰添加比例之间差异显著（P<0.05），不同大写字母表示同一粉煤灰添加比例浇灌木醋液和蒸馏水之间差异显著（P<0.05）；* 表示有显著影响（P<0.05），** 表示有极显著影响（P<0.01），*** 表示有极其显著影响（P<0.001），ns 代表无显著影响（P>0.05）。图2 同。
2.2.2 基质微生物特征 PLFA 比值的变化
两种浇灌方式下，基质微生物特征 PLFA 比值呈现不同的变化趋势（图2）。浇灌木醋液条件下，WVF10 处理的 GP/GN 显著低于 WVCK 处理， Cy/Pre 显著高于 WVCK 处理，而 F/B 和 SAT/MONO 在 WVF10 和 WVCK 处理间无显著差异。此外，4 种特征 PLFA 比值在 WVF10、WVF20 和 WVF40 处理间差异不显著。浇灌蒸馏水条件下，添加粉煤灰后基质 F/B 和 GP/GN 升高，但 Cy/Pre 和 SAT/ MONO 降低。其中，F/B 在 DWF40 处理时最高； GP/GN 在 DWF20 和 DWF40 处理下显著高于 DWCK 处理； 而 SAT/MONO 和 Cy/Pre 在 DWCK 处理时最高。
双因素方差分析结果显示，浇灌方式显著影响基质 F/B 和 SAT/MONO，未对基质 GP/GN 和 Cy/Pre 产生显著影响。相较于浇灌蒸馏水，浇灌木醋液处理显著提高了基质 F/B 和 SAT/MONO。除 Cy/Pre 外，粉煤灰添加比例显著影响基质 F/B、GP/GN 和 SAT/MONO。添加粉煤灰后基质 F/B 和 GP/GN 显著升高，而 SAT/MONO 显著降低。随着粉煤灰的添加，F20 和 F40 处理的 F/B 和 GP/GN 显著高于 F10 处理，而 SAT/MONO 显著低于 F10 处理。两者的交互作用对 GP/GN 和 Cy/Pre 有显著影响，而对 F/B 和 SAT/MONO 无影响（图2）。
图2浇灌木醋液和添加粉煤灰对煤矸石基质微生物特征磷脂脂肪酸比值的影响
注：F 为总真菌，B 为总细菌，GP 为革兰氏阳性菌，GN 为革兰氏阴性菌，STA 为直链饱和脂肪酸，MONO 为单不饱和脂肪酸，Cy 为环丙烷脂肪酸，Pre 为前体脂肪酸。
2.3 基质微生物群落特征与理化性质的相关性
对不同处理的煤矸石基质微生物群落特征进行主成分分析，发现第 1 主成分（PC1）的贡献率为 78.30%，第 2 主成分（PC2）的贡献率为 17.93%，累计贡献率高达 96.23%，表明前两个主成分是解释基质微生物群落变异的主要贡献者（图3）。根据各微生物群落特征分别在 PC1 和 PC2 轴上投影发现，对第 1 主成分起主要作用的微生物群落可能为广义细菌、腐生真菌和总真菌，对第 2 主成分起主要作用的微生物群落可能为革兰氏阳性菌、丛枝菌根真菌和厌氧菌。
不同处理的基质微生物群落特征分布在主成分坐标平面的不同位置，表明不同处理微生物群落组成存在差异（图3）。其中，WV 处理分布于 PC1轴正半轴区域，DW 处理分布于 PC1 轴负半轴区域，这表明浇灌方式显著影响微生物群落的特征。 WVF10、WVF20、WVF40 以及DWF10、DWF20、 DWF40 处理分布区域有所混杂，说明处理间基质微生物群落差异较小；DWCK 和 DWF10 处理分布很近，说明基质微生物群落结构相似。这进一步说明浇灌方式对基质微生物群落的影响效应大于粉煤灰添加比例。
图3浇灌木醋液和添加粉煤灰处理煤矸石基质微生物群落的主成分分析
注：TPLFAs 为总磷脂脂肪酸；TBAC 为总细菌；TFUN 为总真菌；GBAC 为广义细菌；GP 为革兰氏阳性菌；GN 为革兰氏阴性菌；AMF 为丛枝菌根真菌；SAP 为腐生真菌；ACT 为放线菌；ANA 为厌氧菌；EUK 为真核生物。图4 同。
对表征基质微生物群落结构的各指标和理化性质进行冗余分析表明：Axis-1 轴和 Axis-2 轴分别解释了 85.30% 和 1.38%，说明这两个轴能够很好地反映土壤微生物群落结构与环境因子的相关性。根据各理化性质的 P 值可知，基质 DOC、TN、SOC 和 AOC 为影响微生物群落结构的主要理化指标 （图4）。
图4中，各变量之间的夹角代表相关性及其大小。夹角为锐角代表正相关关系；夹角为钝角代表负相关关系；夹角为直角代表无相关关系；其中，夹角越小说明相关性越高。对基质理化性质和微生物群落结构进行分析，发现基质总 PLFAs、总细菌、总真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌、厌氧菌、真核生物、F/B 和 SAT/MONO 与 DOC 和 AOC 呈显著正相关，而丛枝菌根真菌、放线菌、GP/GN 和 Cy/Pre 与 DOC 和 AOC 呈显著负相关。放线菌含量与 TN 呈正相关，除丛枝菌根真菌、厌氧菌、Cy/Pre、SAT/MONO 和 TN 基本无相关性外，其他微生物群落结构指标与 TN 呈负相关。革兰氏阳性菌、丛枝菌根真菌、放线菌、 GP/GN 和 Cy/Pre 与 SOC 呈负相关，而其他微生物群落指标与 SOC 呈正相关。这说明微生物群落含量及特征 PLFA 比值与基质理化性质关系密切。
图4浇灌木醋液和添加粉煤灰处理煤矸石基质微生物群落与理化性质的冗余分析
注：DOC 为水溶性有机碳；TN 为全氮；SOC 为总有机碳；AOC 为易氧化碳。
3 讨论
3.1 浇灌木醋液对基质微生物群落结构的影响及驱动因子分析
木醋液是酸性小分子有机物质的混合体，含有大量生物活性物质。本研究发现浇灌木醋液后，基质总 PLFA 和细菌、真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌、厌氧菌含量均显著提高。这是因为碳源是微生物的能源和营养源，其中 AOC 是影响土壤细菌群落的关键因素，DOC 是影响土壤真菌群落的主要因素[26]。浇灌木醋液后，基质 SOC、AOC 和 DOC 含量的增加为微生物提供了适宜的生长环境，提高了微生物生物量，这一结果得到了学者的支持[13]。但浇灌木醋液导致放线菌和丛枝菌根真菌含量降低，这可能与木醋液中含有有机酸类和酚类物质的杀菌抑菌作用有关。因为木醋液的 pH 为 3.4，而放线菌更适宜中性和碱性的环境[27]。在木醋液的施用中，浓度过高或过低均会抑制微生物生物量，浇灌适宜浓度的木醋液能够显著提高微生物生物量，进而改善微生物群落结构[28]。本研究的目的主要是探索浇灌木醋液对煤矸石添加粉煤灰后微生物的变化，为促进矿区重构土壤的熟化和质量提高提供依据。对于浇灌木醋液后的种植植物效果仍需进一步研究。
微生物特征 PLFA 比值是反映微生物群落结构特征的重要指标，与土壤质量密切相关。F/B 常用于表征基质生态系统的稳定性。由于细菌和真菌结构的差异，一般认为 F/B 值越高，土壤微环境越稳定[29]。本研究发现，浇灌木醋液条件下，基质 F/B 值显著升高，这说明浇灌木醋液使得基质微环境趋向于稳定，有利于土壤质量的提升。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是细菌群落的两大主要类群， GP/GN 能够反映细菌群落内部的变化，同时用于表征土壤养分状况，比值越大则养分胁迫越大[30]。研究结果表明，与浇灌蒸馏水相比，浇灌木醋液使得基质 GP/GN 值降低。GP/GN 降低的原因可能是浇灌木醋液条件下，基质碳源增加，使得革兰氏阴性菌含量迅速增加，但革兰氏阳性菌更适应饥饿环境，碳源充足条件下生长速度较慢。因此，浇灌木醋液可提高养分的供应，有利于细菌群落内部的稳定。SAT/MONO 是反映基质微生物养分状况的重要指标，比值越高养分越充足[31]。相较于浇灌蒸馏水，浇灌木醋液可显著提高基质 SAT/MONO，进一步说明了浇灌木醋液促进了基质土壤肥力的提升。综合来看，浇灌木醋液改善了基质养分状况，有利于维持基质微环境的稳定和提高基质土壤质量。
3.2 添加粉煤灰对基质微生物群落结构的影响及驱动因子分析
本研究发现添加粉煤灰条件下，基质细菌和真菌含量显著升高，而放线菌无显著变化。这与添加粉煤灰后基质 FC 和 EC 的提高有关，因为基质 FC 和 EC 的提高可为基质微生物的生长提供适宜的生存环境[32]。但有学者发现，添加粉煤灰条件下，基质细菌、真菌和放线菌的数量和种类均显著增加[33]；也有学者认为，添加粉煤灰后土壤细菌、真菌数量显著升高，放线菌数量显著降低[34]。目前关于添加粉煤灰条件下放线菌的变化有不同的结论，可进一步探究。
添加粉煤灰对不同微生物特征 PLFA 比值的影响不同。其中，F20 和 F40 处理下的 F/B、GP/GN 显著高于 F10 处理，而 SAT/MONO 在 F10 处理显著高于 F20 和 F40 处理。GP/GN 在 F40、F20 处理升高，可能是因为随着粉煤灰不断添加，基质 SOC 和 TN 含量降低，碳源和氮源的减少使基质微生物的生长受到了胁迫。由于基质 F/B 越高微生物群落越稳定，GP/GN 越低、SAT/MONO 越高，基质养分状况越好，因此，粉煤灰添加比例为 10%～20% 是比较理想的，而当粉煤灰的添加比例超过 20% 时，基质中细菌内部竞争激烈，不利于基质环境的稳定和基质土壤质量的提升。这一结果与前人研究一致[35-36]。Cy/Pre 是反映基质微生物受胁迫状况的重要指标，比值越高，表明微生物遭受的养分限制或环境胁迫越严重[37]。研究结果显示，添加粉煤灰后基质 Cy/Pre 没有显著差异。因此，尽管粉煤灰中 SOC 和 TN 含量很低，但粉煤灰的添加并未对微生物群落的营养状况造成负面效应。综合粉煤灰添加对微生物群落结构的影响，在矿区重构土壤中粉煤灰添加比例以 10%～20% 为宜。但由于本研究为室内培养实验，研究周期较短，且未研究改良后植物的生长状况，因此有待长期研究。
4 结论
通过培养试验，研究浇灌木醋液和添加粉煤灰对基质理化性质微生物群落 PLFA 含量的影响，得出主要结论：
（1）相较于浇灌蒸馏水，浇灌木醋液提高了基质总 PLFAs、细菌、真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、腐生真菌和厌氧菌含量，降低了放线菌和丛枝菌根真菌含量；浇灌木醋液使得 F/B、Cy/Pre 和 SAT/MONO 升高，GP/GN 降低。
（2）添加粉煤灰促进了基质总 PLFAs 和细菌、真菌、广义细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌、腐生真菌含量的升高，抑制了厌氧菌的生长。F/B 和 GP/GN 在 F20、F40 处理显著高于 F10 处理，而 SAT/MONO 在 F10 处理显著高于 F20 和 F40 处理，Cy/Pre 在各处理间无显著变化。
（3）浇灌方式对基质微生物群落结构的影响效应大于粉煤灰添加。
（4）基质 DOC、TN、SOC 和 AOC 是影响基质微生物群落结构的主要因素，其中 DOC 和 AOC 能够显著改善基质微生物群落结构。
综上，浇灌木醋液和添加 10%～20% 粉煤灰均能够通过改善微生物群落结构对煤矸石基质起到良性效应，这一研究结果可为矿区土壤构建提供参考。