復(fù)合微生物肥料對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)和土壤微生態(tài)的影響

張文元.復(fù)合微生物肥料對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)和土壤微生態(tài)的影響[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2023，54（8）：26-31.

摘?要：為實(shí)現(xiàn)化肥減量化和生態(tài)營(yíng)林提供新型肥料，改善桉樹(shù)林地土壤酸化等問(wèn)題，在萌芽林、新植林同時(shí)開(kāi)展試驗(yàn)，分別施用復(fù)合微生物肥料1（N∶PO∶KO=14∶6∶12，枯草芽孢桿菌十月交凍樣類芽孢桿菌有效活菌數(shù)≥2.0 CFU·g，下稱“肥料1”）、復(fù)合微生物肥料2（N∶PO∶KO=14∶4∶8，枯草芽胞桿菌十月交凍樣類芽孢桿菌有效活菌數(shù)≥2.0 CFU·g，下稱“肥料2”）和常規(guī)化肥，比較3種肥料處理下桉樹(shù)生長(zhǎng)及土壤微生態(tài)的差異。結(jié)果表明：肥料1、肥料2對(duì)桉樹(shù)促生效果和林地改良效果優(yōu)于常規(guī)化肥，且折純NPK投入量分別減少15.8%、31.6%。與常規(guī)化肥相比，施肥24個(gè)月后肥料2對(duì)萌芽林促生效果更好，胸徑、樹(shù)高提高11.2%、7.5%；肥料1對(duì)新植林促生效果更好，胸徑、樹(shù)高提高13.8%、10.5%；復(fù)合微生物肥料可促進(jìn)土壤有機(jī)物降解為腐殖質(zhì)，提升微生物菌群數(shù)量，提高土壤養(yǎng)分，顯著緩解土壤酸化。綜合可知，復(fù)合微生物肥料可以替代化肥用于桉樹(shù)人工林種植，具有減肥增效、提升土壤肥力的作用。

關(guān)鍵詞：復(fù)合微生物肥料；桉樹(shù)；生長(zhǎng)性狀；土壤肥力；土壤微生態(tài)；促生效果

中圖分類號(hào)：S 714.8???文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???文章編號(hào)：0253-2301（2023）08-0026-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.08.004

Effects of the Compound Microbial Fertilizers on Eucalyptus Growth and Soil Microecology

ZHANG Wen-yuan

（Nanjing National Forest Farm of Fujian Province， Zhangzhou， Fujian 363600， China）

Abstract：In order to realize the reduction of chemical fertilizer and provide new fertilizer for ecological forest management， and improve the soil acidification of Eucalyptus forest land， the experiments were carried out in the sprouting forest and the newly-planted forest at the same time， the compound microbial fertilizer 1 （N∶PO∶KO=14∶6∶12， effective viable bacteria count of Paenibacillus in October frozen sample of Bacillus subtilis≥2.0 CFU·g， hereinafter referred to as ″Fertilizer 1″）， the compound microbial fertilizer 2 （N∶PO∶KO=14∶4∶8， effective viable bacteria count of Paenibacillus in October frozen sample of Bacillus subtilis≥2.0 CFU·g， hereinafter referred to as ″Fertilizer 2″） and the conventional chemical fertilizer were applied respectively to compare the differences of Eucalyptus growth and soil microecology under the three fertilizer treatments. The results showed that Fertilizer 1 and Fertilizer 2 had better growth promotion and forest land improvement effects on Eucalyptus than the conventional fertilizers， and the amount of converted NPK was reduced by 15.8% and 31.6%， respectively. Compared with the conventional chemical fertilizer， Fertilizer 2 had better growth-promoting effect on the sprout forest after 24 months of fertilization， and the diameter at breast height and plant height increased by 11.2% and 7.5%， respectively. The growth-promoting effect of Fertilizer 1 on the newly-planted forest was better， and the diameter at breast height and plant height increased by 13.8% and 10.5%， respectively. The compound microbial fertilizer could promote the degradation of soil organic matter into humic substance， increase the number of microbial flora， improve the soil nutrients， and significantly alleviate the soil acidification. It could be concluded that the compound microbial fertilizer could replace chemical fertilizer for planting the Eucalyptus plantation， which had the effect of reducing weight and increasing efficiency and also improving the soil fertility.

Key words：Compound microbial fertilizer； Eucalyptus； Growth characteristic； Soil fertility； Soil microecology； Growth-promoting effect

施肥是桉樹(shù)人工林培育中的關(guān)鍵技術(shù)措施之一，通常其投入占整個(gè)經(jīng)營(yíng)輪伐期的1/3。我國(guó)南方桉樹(shù)人工林長(zhǎng)期施用化肥導(dǎo)致土壤酸化板結(jié)，且桉樹(shù)凋落葉分解時(shí)釋放水楊酸、6-甲基水楊酸和4-羥基苯甲酸等化感物質(zhì)會(huì)抑制林下植物生長(zhǎng)、衰減土壤微生物，造成土壤地（肥）力弱化、林分生產(chǎn)力下降。當(dāng)前，施用桉樹(shù)配方肥、調(diào)整施肥方式是減輕桉樹(shù)人工林負(fù)面影響的主要措施，但化肥的過(guò)量施放，進(jìn)一步加劇了土壤的酸化、板結(jié)，且對(duì)桉樹(shù)產(chǎn)量提升有限，無(wú)法從根本上解決桉樹(shù)減肥增效、持續(xù)經(jīng)營(yíng)問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，施用微生物可提高桉樹(shù)人工林土壤腐殖質(zhì)含量，促進(jìn)桉樹(shù)根系吸收氮、磷、鉀等養(yǎng)分，從而利于桉樹(shù)生長(zhǎng)；并且微生物可分解化感物質(zhì)，減輕其對(duì)林下植物和土壤微生物的抑制作用。復(fù)合微生物肥料兼具有機(jī)質(zhì)、無(wú)機(jī)養(yǎng)分，能滿足作物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)需求，同時(shí)有效菌可修復(fù)土壤，是最有潛力替代傳統(tǒng)化肥的新型肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，但未見(jiàn)應(yīng)用于桉樹(shù)人工林的報(bào)道。因此，南靖國(guó)有林場(chǎng)在桉樹(shù)人工林上進(jìn)行桉樹(shù)專用復(fù)合微生物肥料應(yīng)用試驗(yàn)，持續(xù)跟蹤調(diào)查分析桉樹(shù)生長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量變化，及時(shí)總結(jié)復(fù)合微生物肥料的初步應(yīng)用效果，以期在桉樹(shù)等速豐林上的進(jìn)一步推廣應(yīng)用及人工林化肥減量、綠色可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

供試樹(shù)種為2年生尾巨桉二代萌芽林（下稱“萌芽林”，9-14小班）和二代新植林（下稱“新植林”，9-15小班），樹(shù)勢(shì)中等。

1.2?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于漳州市南靖國(guó)有林場(chǎng)內(nèi)樟祠管護(hù)站9-14小班和9-15小班，主要種植桉樹(shù)，林地海拔100～200 m，坡向北，坡位下。主要植被多為五節(jié)芒和矮灌，山脊有少量芒萁骨，立地等級(jí)Ⅱ級(jí)。試驗(yàn)林分前茬為尾巨桉人工林，2018年采伐并進(jìn)行林地清理后，根據(jù)地形走勢(shì)和營(yíng)造林規(guī)劃設(shè)計(jì)，一部分林地進(jìn)行二代萌芽更新（萌發(fā)林），每個(gè)伐樁保留1～2株萌芽條，保留密度約2000株·hm，另一部分重新?tīng)I(yíng)造尾巨桉（新造林），造林密度為1667株·hm。

試驗(yàn)地土壤為紅壤，0～60 cm土層背景值為：萌芽林的林地土壤有機(jī)質(zhì)30.5 g·kg、全氮2.6 g·kg、全磷0.4 g·kg、全鉀2.8 g·kg、堿解氮45.5 mg·kg、有效磷1.87 mg·kg、有效鉀55.5 mg·kg、微生物數(shù)量2.8×10 CFU·g、腐殖質(zhì)13.58 g·kg、pH值4.85；新造林的土壤有機(jī)質(zhì)34.5 g·kg、全氮2.9 g·kg、全磷0.73 g·kg、全鉀2.2 g·kg、堿解氮53.6 mg·kg、有效磷1.08 mg·kg、有效鉀58.5 mg·kg、微生物數(shù)量2.3×10 CFU·g、腐殖質(zhì)16.25 g·kg、pH值4.82。土壤呈酸性，有機(jī)質(zhì)豐富，全氮、全磷在中等水平以上，鉀含量偏低。

1.3?供試肥料

供試的兩種固體復(fù)合微生物肥料是由福建三炬生物科技股份有限公司（下稱“福建三炬”）生產(chǎn)的桉樹(shù)專用肥，復(fù)合微生物肥料1 ：有機(jī)質(zhì)≥20%、N+PO+KO≥32%（N∶PO∶KO=14∶6∶12）、有效活菌數(shù)≥2.0×10 CFU·g；復(fù)合微生物肥料2 ：有機(jī)質(zhì)≥25%、N+PO+KO≥26%（N∶PO∶KO=14∶4∶8）、有效活菌數(shù)≥2.0 CFU·g；復(fù)合微生物肥料的有效菌為枯草芽孢桿菌+膠凍樣類芽孢桿菌。對(duì)照為常規(guī)化肥，是由福建奧利高塔復(fù)合肥有限公司生產(chǎn)的桉樹(shù)專用肥：N+PO+KO≥38%（N∶PO∶KO=16-6-16）。

1.4?試驗(yàn)方法

按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)分別開(kāi)展施肥試驗(yàn)，分別設(shè)置3種處理：處理A為復(fù)合微生物肥料1（下稱“肥料1”）；處理B為復(fù)合微生物肥料2（下稱“肥料2”）；處理C為常規(guī)化肥（對(duì)照）。復(fù)合微生物肥料、常規(guī)化肥均穴施0.5 kg·株，2020年9月、2021年9月各施用1次。每個(gè)處理3次重復(fù)，萌芽林每個(gè)小區(qū)面積2.69 hm，新植林每個(gè)小區(qū)面積1.80 hm。

1.5?指標(biāo)測(cè)定

1.5.1?桉樹(shù)生長(zhǎng)量調(diào)查?在施肥前及施肥后5、9、24個(gè)月，在每個(gè)小區(qū)各調(diào)查一次樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)指標(biāo)（每木檢尺）。

1.5.2?土壤養(yǎng)分測(cè)定?采用“S”路線，每個(gè)小區(qū)取5個(gè)點(diǎn)，沿樹(shù)冠滴水線處，采集0～30 cm深度的混合土樣1 kg，室內(nèi)土樣處理后按國(guó)標(biāo)分析方法測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，其中有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用自動(dòng)定氮儀法，全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法，全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度計(jì)法，腐殖質(zhì)采用焦磷酸鈉浸提-重鉻酸鉀氧化法。

1.5.3?土壤微生物數(shù)量測(cè)定?在施肥前及施肥后5、9、12、24個(gè)月（在第2次施肥前測(cè)定第12個(gè)月的土壤微生物數(shù)量），在每個(gè)小區(qū)各調(diào)查1次，取土方法同“1.5.2土壤養(yǎng)分測(cè)定”，采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定。

1.5.4?施肥成本分析?參照試驗(yàn)開(kāi)展階段的肥料價(jià)格（以公開(kāi)招投標(biāo)中標(biāo)價(jià)為基準(zhǔn)）：桉樹(shù)專用復(fù)合微生物肥料為3650元·t，常規(guī)化肥為3380元·t，施肥人工費(fèi)為500元·hm。

1.6?數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行LDS差異顯著性分析，采用EXCEL軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2?結(jié)果與分析

2.1?復(fù)合微生物肥料對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響

由表1可知，萌芽林和新植林施用復(fù)合微生物肥料的平均胸徑、樹(shù)高均大于常規(guī)化肥。從萌芽林生長(zhǎng)效果分析，林分平均胸徑生長(zhǎng)變化為：處理A、B較處理C施肥5個(gè)月時(shí)分別提高1.1%和4.9%，施肥9個(gè)月時(shí)分別提高7.1%和12.1%，施肥24個(gè)月時(shí)分別提高8.5%和11.2%。林分平均樹(shù)高生長(zhǎng)效果分析：處理A、B較處理C施肥5個(gè)月時(shí)分別提高4.7%和5.1%，施肥9個(gè)月時(shí)分別提高3.7%和7.0%，施肥24個(gè)月時(shí)分別提高5.4%和7.5%。從新植林生長(zhǎng)效果分析，林分平均胸徑生長(zhǎng)變化為：處理A、B較處理C施肥5個(gè)月時(shí)分別提高6.1%和7.4%，施肥9個(gè)月時(shí)分別提高9.5%和5.4%，施肥24個(gè)月時(shí)分別提高13.8%和4.0%。林分平均樹(shù)高生長(zhǎng)效果分析：處理A、B較處理C施肥5個(gè)月時(shí)分別提高8.8%和11.5%，施肥9個(gè)月時(shí)分別提高9.3%和6.5%，施肥24個(gè)月時(shí)分別提高10.5%和6.3%，處理A達(dá)顯著水平。綜合來(lái)看，處理B對(duì)萌芽林的肥效較好，處理A對(duì)新植林的肥效較好，施肥5個(gè)月后即表現(xiàn)促生長(zhǎng)作用，并于9個(gè)月或24個(gè)月達(dá)到顯著水平，具有速效性和持久性。

2.2?復(fù)合微生物肥料對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表2可知，萌芽林和新植林的處理C土壤養(yǎng)分含量低于處理A、B和背景值，說(shuō)明復(fù)合微生物肥料可改善土壤肥力，而常規(guī)化肥造成土壤肥力衰減。從萌芽林土壤養(yǎng)分分析：3種處理的有機(jī)質(zhì)、全磷、堿解氮、有效磷、pH值大小順序依次為：處理B>處理A>處理C，全氮、速效鉀依次為：處理A>處理B>處理C，全鉀依次為處理A>處理C>處理B；處理A、B的有機(jī)質(zhì)、全磷、堿解氮與處理C無(wú)顯著差異，全氮、有效磷、速效鉀、pH值與處理C差異顯著；處理A的全鉀、速效鉀顯著高于處理B，其他指標(biāo)差異不顯著。有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH值指標(biāo)能敏感反應(yīng)土壤養(yǎng)分變化，處理A較C分別高13.6%、9.5%、72.1%、28.9%、5.7%，處理B較C分別高15.3%、10.3%、88.4%、16.3%、7.8%。腐殖質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤肥力的指標(biāo)，對(duì)土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)有重要影響，處理A、B較C分別高11.7%、10.6%，差異顯著。從新植林土壤養(yǎng)分分析：3種處理的有機(jī)質(zhì)、全鉀、堿解氮、速效鉀大小順序依次為：處理B>處理A>處理C，全氮、全磷、有效磷、pH值依次為：處理A>處理B>處理C；處理A、B的全鉀、堿解氮與處理C無(wú)顯著差異，其他指標(biāo)與處理C差異顯著；處理A的全氮、全磷、有效磷、速效鉀顯著高于處理B，有機(jī)質(zhì)顯著小于處理B，其他指標(biāo)差異不顯著。有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH值、腐殖質(zhì)處理A較處理C分別高1.2%、18.5%、31.6%、19.4%、7.7%、6.1%，處理B較處理C分別高17.2%、20.2%、12.3%、25.0%、5.9%、9.0%。

2.3?復(fù)合微生物肥料對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是肥力的重要指標(biāo)，其數(shù)量變化可反映土壤環(huán)境變化，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)礦化、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)利用有重要意義。由圖1可知，萌芽林和新植林隨著施肥時(shí)間的延長(zhǎng)，處理A、B的土壤微生物數(shù)量呈遞增式變化，處理C基本未變，數(shù)量從高到低依次為處理B>處理A>處理C。萌芽林和新植林在施肥前微生物數(shù)量分別為2.8×10、2.3×10 CFU·g，在施肥后處理A、B快速增長(zhǎng)并與C差異顯著，5個(gè)月后約為C的2倍，9個(gè)月后約為C的3倍，24個(gè)月后萌芽林的處理A、B分別達(dá)到7.4×10、8.1×10 CFU·g，新植林的處理A、B分別達(dá)到8.1×10、9.4×10 CFU·g，而處理C和施肥前相似甚至降低，說(shuō)明復(fù)合微生物肥料可有效促進(jìn)土壤微生物繁殖生長(zhǎng)，而常規(guī)化肥造成微生物衰減。

2.4?3種處理施肥成本、折純NPK投入分析

從表3可知，萌芽林的處理A、B的施肥成本為4150元·hm，比處理C的3880元·hm提高270元·hm；新植林的處理A、B的施肥成本為3544元·hm，比處理C的3319元·hm提高225元·ha。與處理C的折純NPK投入相比，萌芽林的處理A、B分別降低60、120 kg·hm，新植林的處理A、B分別降低50、100 kg·hm，處理A、B較C的折純NPK投入量分別減少15.8%、31.6%。

3?討論與結(jié)論

在桉樹(shù)萌芽林和新植林的種植過(guò)程中，施用3種肥料均能不同程度促進(jìn)生長(zhǎng)。雖然常規(guī)化肥可促進(jìn)桉樹(shù)生長(zhǎng)，但會(huì)造成土壤肥力衰退。復(fù)合微生物肥料表現(xiàn)出更優(yōu)異的促生效果，提高了土壤養(yǎng)分和微生物菌群數(shù)量，顯著改善土壤酸化問(wèn)題，促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)的形成，同時(shí)折純NPK投入減少15.8%（肥料1）或31.6%（肥料2），具有減肥增效，降低環(huán)境污染的生態(tài)效益。桉樹(shù)專用復(fù)合微生物肥料是無(wú)機(jī)養(yǎng)分、有效菌和有機(jī)質(zhì)的綜合制劑，比常規(guī)化肥促生效果更好的原因如下：第一，高氮、中鉀、低磷型的配比更符合桉樹(shù)的需肥特點(diǎn)；第二，復(fù)合微生物肥料使用磷酸二氫鉀等速效原料配合鈣鎂磷肥等緩效原料，避免桉樹(shù)快速生長(zhǎng)期脫肥或養(yǎng)分過(guò)快流失；第三，有效菌可提高肥料利用率，分泌吲哚乙酸、生長(zhǎng)素等刺激根系發(fā)達(dá)，有利于根系吸收養(yǎng)分供給樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)；第四，有機(jī)質(zhì)可疏松土壤、緩解土壤酸化，改良桉樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境?？梢?jiàn)，復(fù)合微生物肥料除了提供養(yǎng)分，還從生物刺激、改土途徑促進(jìn)桉樹(shù)生長(zhǎng)。雖然桉樹(shù)專用復(fù)合微生物肥料施肥成本略高于常規(guī)化肥，但其表現(xiàn)出優(yōu)異的促生效果，有效提高桉樹(shù)單位產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)顯著。

林地質(zhì)量衰退伴隨著土壤養(yǎng)分和微生物活性降低，是種植桉樹(shù)遇到的普遍難題。施肥是快速補(bǔ)充土壤養(yǎng)分的主要措施，雖然常規(guī)化肥的養(yǎng)分含量高于復(fù)合微生物肥料，但改土培肥能力不及后者。這是因?yàn)閺?fù)合微生物肥料除了直接補(bǔ)充養(yǎng)分，關(guān)鍵在于有效菌和有機(jī)質(zhì)的間接效應(yīng)。肥料中的膠凍樣類芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌是解磷解鉀菌，通過(guò)分泌酶和有機(jī)酸將土壤固持的磷、鉀轉(zhuǎn)變?yōu)橛行B(tài)，有機(jī)質(zhì)可增強(qiáng)土壤固氮能力，減緩鉀的流失，多重作用下持續(xù)供給養(yǎng)分。另外，有效菌定殖土壤后快速繁殖，分泌胞外多糖等代謝物為土著菌提供營(yíng)養(yǎng)，肥料有機(jī)質(zhì)既供給微生物生長(zhǎng)底物，又改良土壤環(huán)境，間接促進(jìn)土壤微生物菌群的繁殖生長(zhǎng)。

腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成部分，占比50%～65%，因含膠體官能團(tuán)吸附陽(yáng)離子使土壤具備保肥能力，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)。雖然處理間的有機(jī)質(zhì)差異不大，但施用復(fù)合微生物肥料顯著提升土壤腐殖質(zhì)含量，這是因?yàn)楦迟|(zhì)的形成是以微生物為主導(dǎo)的生物化學(xué)過(guò)程，投入的有效菌將土壤有機(jī)物降解為腐殖質(zhì)，提升土壤有機(jī)質(zhì)的品質(zhì)。

該研究還顯示，兩組林分適宜的肥料養(yǎng)分比例略有差異，萌芽林施用肥料2時(shí)生長(zhǎng)較優(yōu)，而新植林施用肥料1時(shí)生長(zhǎng)較優(yōu)，是否與萌芽林具有成熟根系，生長(zhǎng)新根所需磷量少于新植林，相對(duì)低磷肥料即可滿足生長(zhǎng)有關(guān)，這對(duì)不同育林方式下精細(xì)化施肥具有指導(dǎo)意義，值得進(jìn)一步探究。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）

收稿日期：2023-05-10

作者簡(jiǎn)介：張文元，男，1972年生，高級(jí)工程師，主要從事森林資源培育技術(shù)研究及管理。