不同肥料對桉樹幼林生長、土壤微生物及酶活性的影響

康 凱，呂成群，黃寶靈，任 涵，丁 瑋，溫立瓏，王勁松，莫云善

（1．廣西大學林學院，南寧 530004；2.廣西國有維都林場，來賓 546100；3.廣西國有欽廉林場，欽州 535099）

我國南方桉樹（Eucalyptusspp.）栽培區，地形、地質、土壤類型及桉樹品種復雜多樣，桉樹種植也需因地制宜、因樹不同選擇適宜的肥料品種。前人對不同桉樹品種的施肥研究發現，不同桉樹品種施用同一肥料或者不同肥料施用于同一桉樹品種，其效果都有顯著差異[1-4]。然而，所施肥料的有效性往往跟當地土壤微生物種群及土壤酶的活性有密切關系。

土壤微生物在土壤有機質礦化與礦質營養元素（N、P、K）循環等方面起著至關重要的作用。因此，土壤微生物及其產生的酶可作為土壤環境質量最有效的指示物。在土壤微生物的總量中，細菌的數量一般維持在微生物總量的90%以上。而真菌不宜過多，過多的真菌會造成植物根系發生病變；土壤中的某些真菌能與某些高等植物的根系形成共生體，稱為菌根，有的真菌還具有固氮性能，能改善植物的氮素循環。土壤中放線菌的量僅次于細菌。在土壤中存在多種自生固氮菌，它們對增加土壤中的氮素有重要意義。

土壤酶作為一種生物催化劑，主要來源于土壤微生物、植物根系的分泌物以及動植物殘體的分解物，因此它可以反映出土壤中各種生物化學反映的強度。研究表明[5-6]，活體微生物對土壤酶的影響相當大，特定的土壤酶活性與細菌和真菌類群密切相關。本研究分析施用4種肥料對巨尾桉（E.erophylla）生長、土壤微生物數量和土壤酶活性的影響，以及酶活性與微生物數量之間的相關性，為桉樹人工林栽培中更加合理精準的施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗林位于廣西國有維都林場（108°59′～109°23′E，23°26′～23°56′N）海拔100～200 m，林地坡度平均23°。土壤類型主要為砂巖、砂頁巖發育而成的赤紅壤和石灰巖發育而成的棕色石灰土。氣候類型屬于南亞熱帶季風氣候，偶有干旱等惡劣氣候[7]。

1.2 試驗設計

供試肥料：復混A肥（增根劑與傳統氮磷鉀的原料進行復混）、復混B肥（泥炭土等有機質與傳統氮磷鉀的原料進行復混）、液態菌肥、液態無菌肥4種肥料。復混A肥與復混B肥作對比的意義在于增根劑與有機質等不同復混原料對桉樹生長是否有促進作用。液態菌肥與液態無菌肥的區別在于液菌肥加入的益生菌為巨大芽孢桿菌（表1）。

試驗設計：4種肥料，采用隨機區組，每個區組1 200 m2，株行距2×3 m，每個肥料處理為1個區組，3個重復。以無林地為采集土壤對照地。

施肥方法：2017年4月造林，造林時沒施基肥，于當年6月用供試肥料追肥，全部施肥以總養分為標準進行施肥。復混A肥和復混B肥的氮、磷、鉀含量為30%，液態菌肥的氮、磷、鉀含量只有20%，含有固氮菌的液態菌肥可以減少無機氮肥的施用。

表1 各肥料的養分含量Tab.1 Nutrient content of each fertilizer

1.3 林木測定及土壤樣品采集

2017年6月追肥，2017年12月測定林木生長量并采集土壤樣品。每處理每小區測定林木20株樹高和胸徑。土壤樣品采集按上坡、中坡和下坡水平線進行取樣。每個坡位挖取1個剖面的土壤，剖面深度0～20 cm。將上坡、中坡和下坡各剖面挖取的土壤混勻，帶回實驗室用于測定微生物的數量和土壤酶活性[8]。

1.4 土壤微生物培養方法[9]

采用平板稀釋法測定土壤微生物數量[10]，細菌培養基為瓊脂和牛肉膏；放線菌培養基是高氏1號培養基，阿須貝培養基用于固氮細菌培養。

土壤樣品用無菌水依次稀釋為10-2，10-3，10-4， 10-5，10-6，10-7，10-8，10-9g/mL 濃 度 備 用 。通過預實驗，細菌的適宜接種濃度為10-6、10-7、10-8g/mL，放線菌和真菌的適宜接種濃度為10-1、10-2、10-3g/mL，固氮菌的適宜接種濃度為10-3、10-4、10-5g/mL。取各適宜濃度的土壤溶液100 μL均勻涂布在相應的培養基上，每個濃度設置3個重復，28℃恒溫培養箱中培養，細菌1～2 d，真菌3～5 d，放線菌5～7 d，固氮菌4～5 d，然后計數統計。另取新鮮土壤烘干后測定含水量，以每克干土計算微生物數量。

1.5 土壤酶活性的測定

土壤酶活性采用關松蔭等[11]《土壤酶及其研究法》的方法進行測定。過氧化氫酶的測定采用容量法、蛋白酶活性采用福林酚比色法、蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法、脲酶活性采用苯酚鈉比色法測定。

1.6 數據處理

用Excel 2010和SPSS 21.0軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 施用4種肥料的桉樹幼林生長量

施用4種肥料的桉樹幼林的生長量見表2。樹高的大小排序為復混A肥＞復混B肥＞液態有菌肥＞液態無菌肥；對于胸徑而言，液態無菌肥＞復混A肥＞復混B肥＞液態有菌肥。

表2 不同施肥處理對桉樹生長量的影響Tab.2 Effects of different fertilizers on the growth of Eucalyptus erophylla

方差分析結果顯示（表2），4種肥料處理的樹高差異極顯著（P＜0.01），而胸徑生長差異不顯著。施用復混A肥的樹高與復混B肥、液態菌肥、液態無菌肥的樹高間均有極顯著差異（P＜0.01）；復混B肥、液態菌肥、液態無菌肥的樹高之間差異不顯著。胸徑在幾種施肥中差異均不顯著。

2.2 幾種類型土壤的微生物數量

不同施肥樣品中不同土壤微生物的數量存在差異（表3）。5種土壤類型中的細菌和固氮細菌數量均高于真菌和放線菌，表明在研究區域，細菌和固氮菌在微生物活動中對于物質的分解起主要作用[12-13]。土壤微生物總量是施用液態無菌肥＞無林地對照＞液態菌肥＞復混B肥＞復混A肥；細菌數量是無林地對照＞液態菌肥＞復混A肥＞復混B肥＞液態無菌肥，由此可見液態菌肥增加了土壤中細菌的數量。放線菌的數量是無林地對照＞液態菌肥＞復混A肥＞液態無菌肥＞復混B肥。真菌的數量則是復混A肥＞液態無菌肥＞液態菌肥＞無林地對照＞復混B肥。土壤真菌作為土壤微生物的重要組成部分，是衡量土壤肥力的指標[14]。固氮菌數量為液態無菌肥＞無林地對照＞復混B肥＞液態菌肥＞復混A肥。

表3 5種不同類型土壤微生物數量Tab.3 The number of soil microorganisms in five different fertilized plantations

對5個不同土壤類型微生物數量進行單因素方差分析，細菌、放線菌、真菌、固氮菌均未達到顯著差異。

2.3 5種土壤類型土壤酶活性分析

5種土壤類型的土壤酶活性大小不同（表4）。其中過氧化氫酶：復混A肥＞液態菌肥＞液態無菌肥≈無林地對照 ＞復混B肥；蔗糖酶：復混A肥＞無林地對照＞液態無菌肥＞復混B肥＞液態菌肥；脲酶：復混A肥＞液態菌肥＞無林地對照＞復混B肥≈液態無菌肥；蛋白酶：液態無菌肥＞復混A肥＞液態菌肥＞無林地對照＞復混B肥。

蔗糖酶和蛋白酶在各種土壤類型間的差異性顯著（P＜0.05），而過氧化氫酶和脲酶在各種土壤類型間差異不顯著。

真菌與過氧化氫酶達到了高度正相關；放線菌與過氧化氫酶，真菌與蔗糖酶，真菌與脲酶以及蛋白酶呈現中度正相關；放線菌與蛋白酶，固氮菌與蛋白酶也呈現出中度正相關的關系（表5）。呈現正相關的關系說明該酶活性的升高會導致與之相應的微生物的量升高。

表4 5種不同土壤類型土壤酶活性Tab.4 Soil enzyme activity in five different fertilized plantations

表5 土壤微生物數量與酶活性相關性分析Tab.5 Analysis of the correlation between soil microbial biomass and enzyme activity

3 討論

根據本次研究結果，施用液態菌肥的樹高和胸徑均不如常規的桉樹用肥復混A肥、復混B肥。從差異性看，液態菌肥與復混A肥的樹高差異顯著，而與復混B肥差異不顯著，液態菌肥的胸徑生長與復混A肥、復混B肥的差異均達到顯著水平。施用復混A肥的樹高與復混B肥、液態菌肥、液態無菌肥的樹高之間均有極顯著差異；復混B肥、液態菌肥、液態無菌肥的樹高間差異不顯著。胸徑在幾種施肥對照中差異性均不顯著。王勁松[15]、陳祥文[16]、秦勇[17]、張輝[18-19]、覃小紅[20-21]、莫雅芳[22]等的研究，在廣西不同地區不同種類桉樹，一定濃度或者種類的菌肥可以促進桉樹的生長并可以一定程度上改良土壤。這對桉樹人工林的可持續經營及保護生態環境安全、維護桉樹林地的土壤地力都是非常有意義的。

施用加入了固氮菌的液態菌肥對于土壤中細菌數量的提高極為顯著，細菌占土壤微生物數量中的大部分，這對改善土壤營養將產生一定的積極作用[23]。各種林地土壤的真菌、放線菌、固氮菌的數量以及土壤酶活性沒有呈現明顯的規律性。對于桉樹林地的土壤微生物數量和土壤酶活性，不同的研究其結果不相同[24-29]，表明各種林地的土壤微生物及土壤酶活性受到各種因素的影響而表現得比較復雜。本研究顯示，各種微生物與不同的酶的相關性不同，因而在各林地土壤表現出不同。另外，微生物菌肥不是速效肥，其需要一定的時間才能發揮最佳作用，本次研究是在施肥后半年的幼林進行，有待今后繼續跟蹤研究。