接種不同根瘤菌對(duì)馬占相思幼林生長(zhǎng)及土壤肥力的影響

王冠玉, 溫國(guó)泉，呂世凡，呂成群*，耿 森

(1. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西大學(xué)，廣西 南寧 530004)

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接種不同根瘤菌對(duì)馬占相思幼林生長(zhǎng)及土壤肥力的影響

王冠玉1, 2, 溫國(guó)泉1*，呂世凡2，呂成群2*，耿 森2

(1. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西大學(xué)，廣西 南寧 530004)

研究不同人工接種根瘤菌處理對(duì)馬占相思幼林樹(shù)高、胸徑、平均立木單株材積及林地土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響。結(jié)果表明：接種不同根瘤菌的馬占相思林木，其樹(shù)高、胸徑和平均立木單株材積均高于對(duì)照，其中平均樹(shù)高、胸徑處理間差異顯著，平均立木單株材積差異不顯著，以接種HM8對(duì)幼林促生效果最佳；不同根瘤菌接種處理對(duì)馬占相思幼林土壤有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響，表現(xiàn)為速效P>有機(jī)質(zhì)>速效N> 速效K，6種根瘤菌總體表現(xiàn)效果為HM8>ZG4>HM4>ZG3>HJ7>HJ6。

根瘤菌；接種；馬占相思；生長(zhǎng)；土壤肥力

馬占相思(Acaciamangium)為含羞草科(Mimosaceae)金合歡屬(Acacia)中的速生常綠喬木[1]。我國(guó)始于1979年引種馬占相思[2]，主要集中分布在海南和廣東、廣西的南部。馬占相思具有豐產(chǎn)、速生、耐貧瘠、耐干旱的特性，其根系能與土壤中的根瘤菌結(jié)合，形成具有共生固氮功能的根瘤，有利于改良土壤和維護(hù)地力，具有較好的推廣應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)馬占相思的研究較多。葉明輝[3]等研究表明濕地松與馬占相思混交造林林木生長(zhǎng)良好，其苗木成活率、胸徑、樹(shù)高、樹(shù)冠均比純林提高。張志強(qiáng)等[4]研究表明，不同種類(lèi)、濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬占相思種子發(fā)芽率有一定影響。周小金[5]等研究馬占相思基本密度和樹(shù)皮率發(fā)現(xiàn)，馬占相思木材相對(duì)大多數(shù)闊葉樹(shù)材而言，基本密度較小，同時(shí)樹(shù)皮基本密度小于木材基本密度。李漢強(qiáng)[6]等研究馬占相思人工林的林冠截留效應(yīng)認(rèn)為，馬占相思的穿透雨率高于相鄰的鼎湖山常綠闊葉林，林冠截留率低于常綠闊葉林。前人研究大多集中在引種栽培[7-9]、木材利用[10-11]以及生態(tài)學(xué)特性[12-16]等方面，而對(duì)馬占相思根瘤菌的研究不多[17]，應(yīng)用根瘤菌進(jìn)行人工栽培的探討甚少[18]。為了充分發(fā)揮根瘤菌的生物固氮作用，促進(jìn)馬占相思速生豐產(chǎn)，對(duì)其進(jìn)行了接種根瘤菌育苗和造林試驗(yàn)，研究人工接種根瘤菌對(duì)促進(jìn)馬占相思生長(zhǎng)的影響，為今后根瘤菌在相思樹(shù)種造林上的推廣和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)促進(jìn)相思人工林的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為廣西欽州的欽冠黎合江科技園，該科技園位于欽州市郊(東經(jīng)107° 27′～109°56′，北緯20°54～22°41′)，屬?gòu)V西國(guó)有欽廉林場(chǎng)平銀分場(chǎng)。背靠大西南，面臨北部灣，東北和西北分別有六萬(wàn)大山和十萬(wàn)大山，海拔超過(guò)1000 m，地勢(shì)北高南低。屬亞熱帶氣候，具有亞熱帶向熱帶過(guò)渡性質(zhì)的海洋季風(fēng)氣候特點(diǎn)。年日照時(shí)數(shù)約1800 h，年平均氣溫21～ 23 ℃，絕大部分地區(qū)無(wú)霜期在350 d以上，年降水量為1600 mm，相對(duì)濕度80 %，熱量豐富，雨量充沛，極適合植物生長(zhǎng)。欽冠黎合江科技園地處臺(tái)地，海拔高度約200 m左右，土壤母質(zhì)以砂頁(yè)巖為主，土層淺薄，土壤酸性，肥力低下。

1.2 供試菌株及苗木

供試菌株來(lái)源于6個(gè)不同的相思樹(shù)種，編號(hào)分別為HM8、ZG4、HJ6、ZG3、HM4、HJ7。馬占相思種子來(lái)自中國(guó)林科院熱帶林業(yè)研究所。采用不同的根瘤菌菌株與馬占相思種子拌種，培育成帶菌的營(yíng)養(yǎng)杯實(shí)生苗。育苗期間除接種不同根瘤菌外，均按苗圃常規(guī)技術(shù)管理，苗木出圃約6 cm時(shí)，選長(zhǎng)勢(shì)一致的一級(jí)苗用于造林試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)方法

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)造林，設(shè)3個(gè)區(qū)組，每區(qū)組分別設(shè)HM8、ZG4、HJ6、ZG3、HM4、HJ7及不接種(CK) 7個(gè)處理，每處理(小區(qū))根據(jù)地形從山腳至山瘠造林3～5列，株行距3 m×3 m，面積不小于1300 m2，每小區(qū)兩旁及區(qū)組間均設(shè)有紅椎隔離帶和保護(hù)行。

于2012年5月造林，全墾挖穴整地，施基肥1.5 kg/株，造林后的撫育為每年除草、追肥各1次。

1.4 測(cè)定方法

幼林32月齡時(shí)，按常規(guī)方法對(duì)林木樹(shù)高、胸徑進(jìn)行每木調(diào)查測(cè)定。同時(shí)，分別對(duì)各小區(qū)的林地土壤進(jìn)行采樣分析：每小區(qū)分別從上、中、下坡取樣，共取約1 kg土壤作養(yǎng)分分析。采樣時(shí)去掉土表的枯枝落葉，然后挖一個(gè)0～20 cm的垂直剖面，在垂直剖面自上而下均勻取土，弄碎，去掉碎石、根系等。土樣置室內(nèi)自然風(fēng)干后測(cè)定。

土壤中的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量的測(cè)定：土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法測(cè)定，速效氮采用堿解—擴(kuò)散法(GB7848-87)測(cè)定，速效磷采用鹽酸—硫酸浸提—鋁銻抗比色法(GB7853-87)測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法(GB7856-87)測(cè)定[19]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

按隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 13.0[20]軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。立木單株材積的計(jì)算公式[21]如下。

V=0.000 064 15D[1.824 576-0.006 985(D+H)]·H[1.023 269+0.005 713(D+H)]

2 結(jié)果與分析

2.1 接種不同根瘤菌對(duì)馬占相思幼林生長(zhǎng)的影響

馬占相思實(shí)生苗造林32個(gè)月后林木樹(shù)高、胸徑測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。接種不同根瘤菌的馬占相思林木平均樹(shù)高值均比對(duì)照組大，其中增幅最大的為接種HM8菌株處理；增幅最小的是接種HJ7菌株處理。接種不同根瘤菌處理的馬占相思林木平均胸徑值也均比對(duì)照組大。方差分析結(jié)果，接種HM8、HM4、HJ7處理顯著高于對(duì)照組。接種不同根瘤菌處理平均立木單株材積均比對(duì)照組大，其中接種HM8菌株處理增幅最大，接種ZG4、HM4和ZG3菌株等處理增幅也較大。

表1 接種不同根瘤菌對(duì)馬占相思幼樹(shù)生長(zhǎng)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平上存在顯著性差異。

Note: Different lowercase and capital letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

表2 接種不同根瘤菌菌株后造林地土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化

2.2 接種不同根瘤菌處理對(duì)馬占相思幼林對(duì)土壤肥力的影響

2.2.1 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 接種不同根瘤菌后，馬占相思幼林林地土壤有機(jī)質(zhì)含量發(fā)生較大變化(表2)，與對(duì)照相比，不同處理有機(jī)質(zhì)含量變化幅度為-21.3 %～41.8 %。其中，接種HJ6、HM4、ZG4菌株處理增幅分別為41.8 %、12.7 %、4.1 %；接種HM8、ZG3、HJ7菌株處理降幅為4.8 %～21.3 %，接種HM8菌株處理降幅最大，達(dá)到21.3 %。

2.2.2 對(duì)土壤速效N含量的影響 從表2可以看出，與對(duì)照相比，除HJ6、ZG3菌株處理外，其他處理造林地土壤速效N含量均存在一定程度地下降。其中接種HJ7菌株處理的土壤速效N含量變化幅度最小，降低3.4 %，HJ6菌株處理增幅最大為15.3 %，HM8菌株處理降幅最大，為-15.0 %。

2.2.3 對(duì)土壤速效P含量的影響 接種不同根瘤菌菌株處理后造林地土壤速效P含量相比對(duì)照組變化幅度較大(-44.4 %～33.3 %)，見(jiàn)表2。其中，接種HJ7菌株處理土壤速效P含量變幅最小，與對(duì)照組含量相同；接種HM8和ZG4菌株處理的土壤速效P含量比對(duì)照分別降低了44.4 %、11.1 %；而接種ZG3、HM4和HJ6的則分別比對(duì)照增加33.3 %、11.1 %、11.1 %。

2.2.4 對(duì)土壤速效K含量的影響 從表2還可以看出，相比對(duì)照組，接種不同的根瘤菌處理林地土壤的速效K含量變化幅度較小(-10.9 %～10.9 %)，其中接種HJ6菌株處理造林地土壤的速效K含量增幅最大，為10.9%，其次是接種HM8菌株處理，增幅為9.1 %。接種HM4菌株處理的土壤速效K含量最低，降幅為10.9 %，接種ZG3菌株處理的土壤速效K含量降幅為9.1 %。

3 討 論

3.1 接種不同根瘤菌菌株對(duì)幼林生長(zhǎng)的影響

本研究結(jié)果表明，接種不同根瘤菌菌株處理對(duì)馬占相思苗木幼林的生長(zhǎng)均具有促進(jìn)作用，幼樹(shù)的平均樹(shù)高、平均胸徑與平均立木單株材積均比對(duì)照組有所提高，促生效果顯著，其中接種HM8菌株的馬占相思林木其平均樹(shù)高和平均胸徑的增幅均為最大，分別達(dá)12.0 %和15.71 %，說(shuō)明接種HM8菌株處理效果最好。接種不同根瘤菌菌株處理馬占相思平均立木單株材積的增值大小依次為：HM8>ZG4>HM4>ZG3>HJ7>HJ6。不同處理間馬占相思樹(shù)高、胸徑的差異均達(dá)顯著水平，立木單株材積差異不顯著。接種HM8菌株處理的立木單株材積增加，同時(shí)其土壤中的含氮量降幅也最大 ,說(shuō)明苗木的快速生長(zhǎng)吸收了大量的氮素；接種HJ6菌株處理立木單株材積增加量最小，其土壤中的含氮量增加值最大。這與黃寶靈等[22]研究發(fā)現(xiàn)材積與含氮量之間呈弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系相一致[22]。在相同立地條件下，接種不同的根瘤菌對(duì)提高馬占相思的立木單株材積能起到良好的促進(jìn)作用，可為將來(lái)大面積營(yíng)林提供參考。

3.2 接種不同根瘤菌對(duì)幼林土壤肥力的影響

接種不同根瘤菌菌株處理對(duì)馬占相思幼林造林地土壤有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響也有較大差異，其中，對(duì)速效P含量的影響最大(-44.4 %～33.3 %)，有機(jī)質(zhì)次之(-21.3 %～12.7 %)，對(duì)速效N含量的影響中等(-15.0 %～15.3 %)，對(duì)速效K含量的影響最小(-10.9 %～10.9 %)。這與黃寶靈等[22]的研究認(rèn)為根瘤菌固氮過(guò)程需要大量的磷，固氮能力的增強(qiáng)與土壤P的消耗增大有關(guān)相一致。

接種HM8菌株處理的馬占相思林木的平均樹(shù)高、平均胸徑與平均立木單株材積與對(duì)照相比其增幅為最大，說(shuō)明其對(duì)馬占相思生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最好，但接種HM8菌株處理的造林地土壤的有機(jī)質(zhì)、速效N、P含量均比對(duì)照下降，速效K含量值增大，原因可能為幼林生長(zhǎng)快速而大量消耗營(yíng)養(yǎng)，說(shuō)明在肥力低下的土壤接種根瘤菌造林32月齡時(shí)，生長(zhǎng)快速的馬占相思幼林尚不能發(fā)揮其森林的自肥作用。而接種HJ6菌株處理幼林生長(zhǎng)相對(duì)最差，但其造林地土壤的有機(jī)質(zhì)、速效N、P、K含量均比對(duì)照提高，最有利于改良土壤。對(duì)比土壤的有機(jī)質(zhì)、速效N、P、K含量四項(xiàng)指標(biāo)，接種HM8菌株處理的造林地土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化幅度最大；而接種HJ6菌株處理后造林地土壤肥力最好；ZG3、HM4菌株處理也能較好的改良土壤；HJ7、ZG4菌株處理對(duì)土壤肥力的影響較小。

4 結(jié) 論

接種不同根瘤菌菌株處理的馬占相思林木其樹(shù)高、胸徑和平均立木單株材積均比對(duì)照組的有所提高；其中平均樹(shù)高、胸徑顯著高于對(duì)照組，接種HM8菌株處理促生效果最佳。不同處理對(duì)馬占相思幼林造林地土壤有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素含量變化影響為速效P>有機(jī)質(zhì)> 速效N> 速效K，總體表現(xiàn)效果為HM8>ZG4>HM4>ZG3>HJ7>HJ6。接種根瘤菌可更好地改善林地土壤和維護(hù)地力。

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(責(zé)任編輯 汪羽寧)

Effect of Inoculating Different Rhizobium on Growth and Soil Fertility ofAcaciamangiumYoung Trees

WANG Guang-yu1，2，WEN Guo-quan1*，LV Shi-Fan2，LV Cheng-qun2*，GENG Sen2

(1. Science and Technology Information Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Guangxi Nanning 530007, China；2. Guangxi University，Guangxi Nanning 530004，China)

Effects of inoculating different rhizobium on height，diamete，individual standing volume and soil nutrition elements ofAcaciamangiumyoung trees were investigated. The results showed that，after inoculating different rhizobium, the height, diamete and individual standing volume of different treatments were increased with CK; different treatments had significant difference on height and diamete, but had no significant difference on individual standing volume. HM8 strain was the best of all the rhizobium strains in perform of promoting growth. Effects of different treatments on organic matter and soil nutrition element of Acacia mangium young trees were showed P>organic matter> N> K, general performance of 6 rhizobium strains was HM8>ZG4>HM4>ZG3>HJ7>HJ6.

Inoculation; Rhizobium;Acaciamangium; Growth ;Soil fertility

1001-4829(2016)07-1678-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.07.032

2016-01-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31170617)；廣西林業(yè)科技項(xiàng)目(林科字[2013]第11號(hào))；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專(zhuān)項(xiàng)(桂農(nóng)2016YM37)

王冠玉(1986-)，廣西桂林人，助理研究員，碩士，主要從事林業(yè)生態(tài)和農(nóng)業(yè)科技信息研究，*為通訊作者，E-mail：warmto@sohu.com，lvchengqun8@126.com。

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