毕银丽教授：西部煤矿区深色有隔内生真菌修复机理与生态应用模式

创新点

综述了西部煤矿区生态修复新型微生物深色有隔内生真菌（DSE）的生态修复机理和生态修复模式，提出DSE菌液浸种搭载无人机飞播、DSE固体菌剂产品、DSE叶面肥涂抹技术等微生物修复应用模式，为矿区土地复垦与生态修复提供了多样化的技术支撑，具有重要的现实生态意义。

西部煤矿区深色有隔内生真菌修复机理与生态应用模式

单位：1. 西安科技大学 西部矿山生态环境修复研究院；2.中国矿业大学（北京） 煤炭资源与安全开采国家重点实验室

研究背景

西部煤矿区是我国矿产资源开发的主产区。该区域属干旱半干旱气候，年降雨量少，蒸发量大，土壤贫瘠，生物种群单一。煤炭开采是导致矿区土地退化的直接驱动力，不同煤炭开采工艺对生态环境的损伤特征存在差异，如井工开采致使矿区采煤沉陷地频发，沉陷裂缝发育损伤植物根系，降低土壤肥力，植被成活率降低，矿区生态环境更加脆弱，生态修复难度增加；露天开采剥离表土，土层搬运堆放致使排土场土壤无结构性，土壤养分低，扰动土壤生物种群锐减，生态重构效果差。为了解决西部矿区土壤生产力的恢复和生态群落重建问题，采用物理、化学和生物修复技术均可为矿区土地复垦提供有力的支持和保障，生物修复技术更具高效与可持续性。以微生物作为提升土壤功能的重要手段，可从根本上系统修复矿区土壤生态系统的功能，挖掘和激发土壤潜在肥力，对加快土壤改良、植被重建，促进矿区生态系统的稳定和可持续发展具有重要作用。

目前微生物复垦技术在煤矿区生态修复中的作用与应用受到越来越多专家学者关注，其中应用最多的微生物是丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi，AMF），该菌已在西部煤矿区取得了良好生态修复效应，技术应用趋于成熟。随着西部煤矿区微生物生态修复规模化应用，对菌剂的需求量更大。AMF无法纯培养，生产周期较长，对宿主植物有一定选择性，施用范围受植物种类一定限制。矿区生态修复对菌剂普适性与快速培养的需求使研究者开始关注另外一种微生物，深色有隔内生真菌（dark septate endophytes，DSE）。由于DSE具有广泛的宿主适应性，作为土壤微生物的重要组成部分，其发挥的生态学功能也引起了学者们广泛兴趣。

摘 要

煤炭开采过程损伤生态，扰动土壤与植被生长环境，加之西部矿区气候干旱，环境胁迫影响矿区生态自修复进程。微生物修复技术在矿区生态环境的应用是从修复生态系统的功能与结构角度出发的一种可持续方法。

深色有隔内生真菌（Dark Septate Endophytes，DSE）不同于丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhiza Fungi，AMF），是一类更广泛定殖于植物根系的内生真菌，在微生物-土壤-宿主植物生态系统中发挥着重要生态学功能。与丛枝菌根真菌相比，DSE可以纯培养，利用DSE等有益微生物对矿区进行生态恢复更具有推广意义。针对DSE分类特征、不同宿主植物和不同生境中DSE的定殖规律进行总结。

揭示DSE在促进宿主植物矿质营养吸收，增强非生物胁迫和生物胁迫抗性机理，特别是在非生物胁迫中，DSE可以帮助宿主植物抵御水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫和寒冷胁迫。提出DSE代谢物在宿主植物生态作用。

基于此，为使DSE保持生物活性、延长存活时间、更大程度发挥其生态价值，提出菌液浸种搭载无人机飞播、DSE固体菌剂研发、DSE叶面肥涂抹技术等新的生态修复模式，促进植物快速吸收养分、提高抗逆性，最大程度地发挥DSE的生态功能，激发土壤潜在肥力，改善土壤结构，加速矿区植被恢复，为西部煤矿区生态修复奠定技术基础。

部分图片

植物根内DSE定殖结构

无人机飞播作业及飞播参数试验

固体菌剂研制

DSE代谢物叶面涂抹效果

毕银丽，1971年7月生，博士，教授，博士生导师，现任西安科技大学地质与环境学院副院长、西部矿山生态环境修复研究院院长。教育部“长江学者”特聘教授，陕西千人计划、中国青年科技奖、中国青年女科学家奖提名奖、中国生态文明先进个人、孙越崎能源大奖、教育部新世纪优秀人才、首都科技领军人才，北京市科技新星、北京市三八红旗奖章、霍英东青年教师基金、享受国务院政府特殊津贴。先后在英国、希腊、哈萨克斯坦等国进行多次的学术交流与访问。获2015年国家科技进步二等奖（第一完成人)、2014年国家科技进步二等奖(第六完成人)，省部级科技奖12项。拥有自主知识产权35项，软件著作权4项，专著2部，发表论文200多篇。

研究方向

矿区环境治理与生态修复

主要成果

致力于矿区环境治理与生态修复等方面的研究工作，系统揭示了西部干旱半干旱煤矿区微生物修复的作用机理，研发出西部干旱半干旱煤矿区抗旱微生物菌剂系列产品，构建了西部干旱半干旱煤矿区废弃地微生物修复关键技术，在我国西部25个煤矿区土地复垦与生态修复中进行示范应用，取得了较好的经济、生态和社会效益。

毕银丽，彭苏萍，王淑惠. 西部煤矿区深色有隔内生真菌修复机理与生态应用模式［J］. 煤炭学 ,2022,47(1):460-469.

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