施用益生菌肥對桉樹土壤腐殖質的影響

摘要 [目的]研究益生菌對桉樹土壤腐殖質的影響，為桉樹栽培提供理論依據。 [方法]在桉樹造林時施用配制好的菌肥與對照肥，進行隨機區組試驗設計造林試驗。3年后通過對非根際土壤腐殖質的測定分析，探討菌肥對土壤腐殖質的影響。[結果]泥炭土作為基質對土壤的腐殖質影響不大;菌株菌落數對土壤腐殖質有一定的影響;發酵木薯渣作為基質對菌株有一定的抑制作用;用牛肉膏蛋白胨培養基培養的菌株比用阿須貝培養基的菌株效果好;基質為泥炭土的菌肥能增加土壤腐殖質的含量。[結論]1號和2號益生菌肥對桉樹林地土壤腐殖質的影響最明顯。

關鍵詞 菌肥;桉樹;土壤腐殖質

中圖分類號 S144 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11297-03

Effects of Probiotics Bacteria Fertilizer on "Humus of Eucalyptus Soil

PENG Zhiwei， LV Chengqun*，HUANG Baoling et al

（Forestry College of Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004）

Abstract [Objective] The effects of probiotics bacteria fertilizer on humus of eucalyptus soil were studied to provide theoretical basis for the cultivation of Eucalyptus. [Method]The fertilizer and the control fertilizer were applied in Eucalyptus afforestation for afforestation test by randomized block design. After determination and analysis of the nonrhizosphere soil humus， the effects of bacterial manure on soil humus were determined three years later. [Result] Peat soil as matrix had little effect on humus soil. Strain and CFU had a certain impacts on soil humus. Fermentation of cassava dregs as matrix had inhibiting effects on the strain. The cultured strains in beef extract peptone medium had better effects than those in Ashby medium. Peat soil as a matrix of bacterial manure could increase the content of soil humus. [Conclusion] No.1 and No. 2 probiotics bacteria fertilizer had a significant influence on eucalyptus of soil humus.

Key words Bacterial manure; Eucalyptus; Soil humus

土壤腐殖質是土壤中一種特殊的有機質，約占土壤有機質組成的65%，是土壤有機質的重要組成部分[1]。它是在土壤中形成的一類特殊類型高分子有機化合物的混合物，所以它含有植物所必需的營養元素，并且有著可提高植物和微生物的生理活性，促進土壤良好結構的形成，增加土壤蓄水、保水和保肥能力，改善土壤緩沖性，消除土壤中農藥殘毒等作用[2]。總的來說，土壤腐殖質與土壤的物理性質、化學性質、生物學性質以及土壤肥力都有著密切的關系，同時起重要的影響。

隨著我國人口數量的不斷增加，人們對木材的需求量快速增加，天然林的產量不可能滿足我國對木材的大量需求。因此，大力發展外來速生樹種是一種必然趨勢，而桉樹就是我國成功引進的速生樹種之一。據資料顯示，近20年來，桉樹人工林的發展十分迅猛。桉樹發展規模的不斷擴大產生了巨大的經濟效益和社會效益[3-4]。桉樹原產澳大利亞，是桃金娘科（Myrtaceae）桉屬（Eucalypteae）植物，與松樹、楊樹一起被稱為世界著名的三大速生樹種，其特點是適應性廣、生長快、短期可采伐，是我國南方當前主要引種和栽培的短周期工業原料林樹種。然而，桉樹是不具備自身固氮自肥能力的速生樹種。這就導致要求大量施用人工氮肥或消耗土壤中的大量營養元素來維持自身生長。這對于林地的地力消耗十分大[5-6]。為了緩解桉樹造林帶來的地力消耗問題，施用菌肥是目前一種有效的方法。菌肥也稱為微生物肥料，是指由具有單一或多種特定功能的菌株，經過發酵工藝作用而提供有效的養分給予植物或起到防治植物病蟲害作用的微生物接種劑[7]。與傳統化學肥料相比，菌肥不僅可以降低由化肥的不合理使用所引起的一些環境問題，降低由此對公眾健康的不良影響。所以，它在經濟、社會效益和生態效益方面均具有傳統化肥不可比的優勢[8]。

施用菌肥主要是利用菌肥中各種微生物活動來致使土壤中的各種營養成分有所增加，其最終目的是為了提高土壤肥力，改善作物營養條件，進而提高作物產量[9]。而土壤腐殖質是對土壤肥力起主要作用的組分之一[10]，所以研究菌肥與土壤腐殖質的關系有著重要的意義，而國內現在對這方面的報道較少。因此，筆者主要對施用益生菌肥后桉樹林地土壤的有機質、富里酸、胡敏酸和胡敏素進行測定，探索菌肥對土壤腐殖質的影響，為菌肥在桉樹造林上的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

造林試驗地位于廣西良風江國家森林公園連山管理區，造林面積約為4 hm2，地處E 108°21′，N22°40′，相對高度30～140 m，海拔80～220 m，1月份平均氣溫12.4 ℃，極端最低氣溫-1.4 ℃，7月份平均氣溫28.3 ℃，極端最高氣溫39.5 ℃，年平均氣溫21.6 ℃，年平均降水量1 340 mm，年平均霜期5 d。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試苗木。

供試苗木為廣西良鳳江國家森林公園所提供的桉樹無性系DH3229。

1.2.2 供試菌株。

供試固氮菌株為巨大芽孢桿菌（DU07），由廣西大學林學院環境微生物室黃寶靈研究員提供。

1.2.3 菌肥的配制。所選用的基質為經過發酵的木薯渣（含氮1.5%～2.5%、磷0.5%、鉀1.5%）和泥炭土（含氮1.5%～2.5%，磷0.25%～0.33%，鉀0.24%～0.27%）。另外，分別在每50 kg經過發酵的木薯渣和泥炭土中各加入10 kg磷肥、10 kg鉀肥，其中磷肥的含磷量為8%～14%，鉀肥的含鉀量為10%～14%。配制好的基質分別與擴大培養后的不同菌液按一定比例配制成菌肥。

1號菌肥基質為泥炭土，培養菌株用牛肉膏蛋白胨培養基，巨大芽孢桿菌（DU07）菌落數為 3×109～4×109 個/g;

2號菌肥基質為泥炭土，培養菌株用牛肉膏蛋白胨培養基，巨大芽孢桿菌菌落數為 4×109～5×109 個/g;

3號菌肥基質為泥炭土，培養菌株用牛肉膏蛋白胨培養基，巨大芽孢桿菌菌落數為9×109～10×109 個/g;

4號菌肥基質為經過發酵的木薯渣，培養菌株用牛肉膏蛋白胨培養基，巨大芽孢桿菌菌落數為9×109～10×109個/g;

5號菌肥基質為泥炭土，培養菌株用阿須貝培養基，巨大芽孢桿菌菌落數為 9×109～10×109 個/g;

對照肥1，良鳳江國家森林公園所提供的桉樹專用肥，含量為氮14%、磷8%、鉀9%;

對照肥2，自配基質為泥炭土且未接菌株的肥料，其中，每50 kg基質中加入尿素25 kg、磷肥10 kg、鉀肥5 kg，含量為氮13%～14%、磷0.6%～1.7%、鉀0.6%～0.9%;對照肥3，自配基質為發酵木薯渣且未接種菌株的肥料，其中，每50 kg基質中加入尿素25 kg、磷肥10 kg、鉀肥5 kg，含量為氮13%～14%、磷1.0%～1.8%、鉀1.3%～1.6%。

1.3 試驗方法 該次試驗采用單因素隨機區組設計，將自配的菌肥和對照肥都用于桉樹造林的基肥與追肥，每個試驗設置3組重復。每個造林試驗小區面積不小于0.2 hm2，株行距2 m×3 m，設置隔離帶。2011年6月造林，在2012年5月中旬追肥，且基肥、追肥的施肥量都為300 g/株。

該次試驗共設4組試驗：

試驗①菌肥基質為使用泥炭土的施肥，設3種含菌量和2個對照共5個處理，即1號菌肥、2號菌肥、3號菌肥和對照肥1、對照肥2;

試驗②菌肥基質為使用發酵木薯渣的施肥，設1種含菌肥和2個無菌對照共3個處理，即3號菌肥和對照肥1、對照肥3;

試驗③菌肥基質為使用泥炭土的施肥，含菌量相同，培養菌株所用的培養基不同，即3號菌肥與5號菌肥的對比試驗;

試驗④含菌量和培養菌株所用的培養基相同、菌肥基質不同的施肥，即3號菌肥與4號菌肥的對比試驗。

1.4 土壤樣品采集及測定

分別在各個處理的上、中、下坡采集非根際土壤，深度為0～10 cm，用四分法混勻，用于分析，采樣時間為2014年6月，并且連續5 d無降水。土壤腐殖質各組分的有機碳量提取和測定均采用重鉻酸鉀氧化-容量法[11]。

2 結果與分析

2.1 施用基質為泥炭土的桉樹菌肥對土壤腐殖質的影響

表1表明，施用菌肥的桉樹林地土壤腐殖質含量比施用對照肥都有所增加，以2號菌肥處理的土壤腐殖質最多，分別比對照肥1和對照肥2增加55.25%和57.18%;3號菌肥次之，比照肥1和對照肥2增加37.03%和38.74%;1號菌肥處理的土壤腐殖質最少。施用2號菌肥的林地土壤胡敏酸含量最多，分別比對照肥1和對照肥2增加20.09%和44.41%;3號菌肥次之，分別比照肥1和對照肥2增加7.71%和29.52%;而施用1號菌肥處理的胡敏酸含量比對照肥均有所減少。土壤富里酸含量也是施用2號菌肥的處理最多，分別比對照肥1和對照肥2增加87.29%和94.36%;施用1號菌肥和3號菌肥的林地土壤富里酸含量基本持平，分別為0.83和0.84 g/kg。施用3號菌肥處理的土壤胡敏素含量最多，分別比對照肥1和對照肥2增加88.41%和50.67%;3號菌肥次之，分別比對照肥1和對照肥2增加82.48%和45.93%;而施用1號菌肥處理的林地胡敏素含量最少。

從表1還可以看出，施用對照肥2處理的桉樹林地土壤腐殖質含量比施用對照肥1處理減少1.23%，胡敏酸減少16.84%，富里酸減少3.64%，而胡敏素增加25.5%。

表1 施用基質為泥炭土菌肥的桉樹林地土壤腐殖質含量

處理腐殖質平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照

肥2增加

%

胡敏酸平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

2增加

%

富里酸平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

2增加

%

胡敏素平均

含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

2增加

%

1號菌肥2.652.794.070.83-28.97-14.590.8329.2534.130.9829.533.58

2號菌肥4.0055.2557.181.4120.0944.411.2187.2994.361.3882.4845.93

3號菌肥3.5337.0338.741.277.7129.520.8430.1535.071.4388.4150.67

對照肥12.58-1.251.18-20.250.65-3.770.76--20.03

對照肥22.55-1.23-0.98-16.84-0.62-3.64-0.9525.05-

2.2 施用基質為發酵木薯渣的桉樹菌肥對土壤腐殖質的影響

表2表明，施用4號菌肥的林地土壤腐殖質含量比施用對照肥1增加1.79%，富里酸增加18.68%，胡敏素增加26.03%。與對照肥3相比，施用4號菌肥的林地各項測定指標含量均減少，土壤腐殖質含量減少16.32%，胡敏酸含量減少21.78%，富里酸含量減少10.23%，胡敏素含量減少15.33%。而施用對照肥3的桉樹林地土壤腐殖質的含量比施用對照肥1增加21.64%，胡敏酸減少1.70%，富里酸增加32.21%，胡敏素增加48.84%。由此可知，施用對照肥3的效果最好。

2.3 施用不同培養基配制的桉樹菌肥對土壤腐殖質的影響

表3表明，施用5號菌肥的桉樹林地的各項含量比施用3號菌肥均有所減少，土壤腐殖質含量減少10.83%，胡敏酸含量減少7.65%，富里酸含量減少6.15%，胡敏素含量減少16.42%。由此可知，施用3號菌肥的效果比施用5號菌肥好。

表2 施用基質為發酵木薯渣菌肥的桉樹林地土壤腐殖質含量

處理腐殖質平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

3增加

%

胡敏酸平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

3增加

%

富里酸平均含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

3增加

%

胡敏素平均

含量

g/kg比對照

肥1增加

%比對照肥

3增加

%

4號菌肥2.621.79-16.320.90-23.11-21.780.7718.68-10.230.9526.03-15.33

對照肥12.58--17.791.18-1.730.65--24.360.76--32.82

對照肥33.1421.64-1.16-1.70-0.8532.21-1.1348.84-

表3 施用不同培養基配制菌肥的桉樹林地土壤腐殖質含量

處理

腐殖質平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

胡敏酸平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

富里酸平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

胡敏素平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

3號菌肥3.53-1.27-0.84-1.43-

5號菌肥3.15-10.831.17-7.650.79-6.151.19-16.42

2.4 施用不同基質配制的桉樹菌肥對土壤腐殖質的影響

表4表明，施用4號菌肥的桉樹林地的各項測定指標含量比施用3號菌肥均有所減少，土壤腐殖質含量減少25.72%，胡敏酸含量減少28.61%，富里酸含量減少8.82%，胡敏素含量減少33.11%。由此可知，施用3號菌肥的效果比施用4號菌肥的效果好。

表4 施用不同基質配制菌肥的桉樹林地土壤腐殖質含量

處理

腐殖質平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

胡敏酸平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

富里酸平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

胡敏素平均含量

g/kg比3號菌肥

增加∥%

3號菌肥3.53-1.27-0.84-1.43-

4號菌肥2.62-25.720.90-28.610.77-8.820.95-33.11

3 結論

研究表明，泥炭土作為基質對土壤腐殖質的影響不大;菌株菌落數對土壤的腐殖質、胡敏酸、富里酸和胡敏素有一定的影響，菌落數過小或過大都有影響;發酵木薯渣作為基質可能對菌株有一定的抑制作用;使用不同的培養基配制的菌株對土壤腐殖質有一定的影響，用牛肉膏蛋白胨培養基培養的菌株比用阿須貝培養基培養的菌株效果好，能增加土壤的腐殖質、胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量;不同基質配制的桉樹菌肥對土壤腐殖質有一定的影響，基質為泥炭土的菌肥效果比基質為發酵木薯渣的菌肥效果好，增加土壤的腐殖質、胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量較多。綜上所述，菌肥的基質、菌株的菌落數和培養菌株的培養基都在一定程度上對土壤腐殖質、胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量有所影響。

參考文獻

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