復(fù)合微生物菌肥對(duì)強(qiáng)力班克木苗期生長(zhǎng)與生物量積累的影響

羅水興，孫 冰，裴男才★，史 欣，陳 勇，唐藝家

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州510520；2.廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院，廣東 廣州510405）

強(qiáng)力班克木(Banksia robur)屬于山龍眼科(Proteaceae)班克木屬(Banksia)灌木，高約3 m，樹(shù)皮光滑，葉革質(zhì)，倒卵圓形或橢圓形葉片，葉背被絨毛，葉面光滑，葉脈光滑，葉緣內(nèi)彎，鋸齒，新葉桃紅色；花序10～17 cm長(zhǎng)，6～7 cm寬，花在花蕾時(shí)為綠色，盛開(kāi)時(shí)為金黃色，3～5年可開(kāi)花；喜歡季節(jié)性濕潤(rùn)地區(qū)；適宜生長(zhǎng)在部分遮陰、下層林木或者開(kāi)闊有陽(yáng)光的地方[1]。全世界班克木屬植物共80種[2]，除齒葉班克木(Banksiadentata)外，其他種均自然分布于澳大利亞，大部分種類(lèi)分布于海拔100～250 m的熱帶-亞熱帶地區(qū)[3]。班克木屬植物是優(yōu)良的城市綠化樹(shù)種，其艷麗獨(dú)特的大花序也是新型高檔木本切花[4-7]。班克木屬植物于20世紀(jì)90年代引種到我國(guó)的廣東、云南、四川等地，但存在存活率低、生長(zhǎng)緩慢、易得病蟲(chóng)害等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了班克木屬植物在我國(guó)的推廣應(yīng)用。因此，嘗試通過(guò)施肥等措施解決上述問(wèn)題，提高班克木屬植物在我國(guó)的生長(zhǎng)適應(yīng)性、擴(kuò)大其適生范圍，具有重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

微生物菌肥是一種高效、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的肥料[8]，其主要通過(guò)微生物的活動(dòng)改善土壤的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[9]，增加根際土壤中的有益菌的數(shù)量和活性，促進(jìn)幼苗根系形態(tài)建成，增大幼苗根系吸收面積，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，最終提高幼苗質(zhì)量和增加幼苗的抗性[10]，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)林生產(chǎn)中，并對(duì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)效果顯著[11-15]。本研究在前期菌肥對(duì)苗木生長(zhǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用不同菌肥對(duì)強(qiáng)力班克木進(jìn)行施肥，測(cè)定處理后幼苗的生長(zhǎng)高度、地徑、生物量以及N養(yǎng)分積累量等，了解菌肥對(duì)強(qiáng)力班克木生長(zhǎng)的影響，為強(qiáng)力班克木的引種與苗木培育提供技術(shù)支持，進(jìn)而推廣應(yīng)用到城鄉(xiāng)綠化建設(shè)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試苗木

供試材料為3個(gè)種源強(qiáng)力班克木，分別為38163、38164和35224；種子均從澳大利亞CSIRP種子中心采購(gòu)[16]。各種源的地理位置均為澳大利亞昆士蘭州，其氣候因子詳見(jiàn)表1。試驗(yàn)處理在中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所苗圃?xún)?nèi)(22°30′N(xiāo)，114°02′E)進(jìn)行。2013年11月14日播種于育苗盆中，待小苗長(zhǎng)出兩對(duì)以上真葉時(shí)，選取生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的小苗移植到預(yù)先裝好基質(zhì)的育苗袋。育苗基質(zhì)均為同一土質(zhì)的黃心土，不作滅菌處理。育苗袋高13 cm，直徑6 cm。用沙盤(pán)墊起苗床，距離地面15 cm，避免育苗袋與地面接觸。

表1 強(qiáng)力班克木的種源地及其氣候一覽表Tab.1 Provenance and climate data of Banksia robur

1.1.2 供試菌肥

參試菌肥菌株為固氮菌，由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所應(yīng)用微生物課題組提供。菌肥質(zhì)量符合“復(fù)合微生物肥料”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T798-2004)，菌肥產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到有效活菌數(shù)cfu檢測(cè)值(億·g-1)≥0.50，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)%≥0.60，pH在5~8之間，液體劑型。1號(hào)菌肥由1號(hào)有機(jī)肥(全N 12.33‰+全P 21.96‰+全K 13.98‰)+固氮菌組成，新的成分為全N 12.72‰+全P 23.30‰+全K 12.94‰；2號(hào)菌肥由2號(hào)有機(jī)肥(全N 14.62‰+全P 18.01‰+全K 19.18‰)+固氮菌組成，新的成分為全N 15.95‰+全P 20.10‰+全K 19.24‰；3號(hào)菌肥為混合施肥(1號(hào)+2號(hào)各半)，新的成分為全N 13.67‰+全P 20.66‰+全K 16.06‰。每種菌肥的施用量均為10 ml·株-1。對(duì)照處理為不施菌肥。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。參試的強(qiáng)力班克木，共3個(gè)種源，每個(gè)種源4個(gè)處理（1個(gè)對(duì)照)，每個(gè)處理30株，3次重復(fù)。試驗(yàn)苗木按常規(guī)進(jìn)行管理，不追加其它肥料。

1.2.2 施肥方法及施用量

2014年3月24日，在容器苗植株旁用竹簽戳一個(gè)3~4 cm深的小洞，將菌肥澆入小洞中，10 ml·株-1。

1.2.3 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

2015年1月15日從每個(gè)種源每個(gè)處理中，隨機(jī)選出9株生長(zhǎng)較一致的苗木，測(cè)定每株苗木的苗高、地徑。苗高采用鋼卷尺測(cè)量，地徑采用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

1.2.4 生物量測(cè)定

2015年1月15日收獲全株。生物量主要是測(cè)定地上部分(葉片+莖)鮮重、地下部分(根系)鮮重、地上部分干重、地下部分干重。樣品晾干，用萬(wàn)分之一天平分別稱(chēng)量其鮮重；樣品于80℃烘至恒量，用萬(wàn)分之一天平分別稱(chēng)量其干重。

1.2.5 N測(cè)定

2015年1月22日送樣，全N含量采用硫酸-雙氧水消煮、擴(kuò)散法測(cè)定[17]。植物樣品在濃硫酸溶液中，經(jīng)過(guò)脫水、碳化、氧化等作用一段時(shí)間后，加入30%雙氧水并在熱的濃硫酸溶液中繼續(xù)分解，定容后用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定、測(cè)定植株全N含量。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析和Duncan′s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌肥對(duì)不同種源苗高、地徑的影響

2.1.1 強(qiáng)力班克木苗高、地徑生長(zhǎng)方差分析

強(qiáng)力班克木施用菌肥后，不同種源間的苗高和地徑生長(zhǎng)差異不顯著，種源與施肥處理的交互作用也不顯著，但不同菌肥處理間的差異達(dá)到了顯著水平(P＜0.05，表2)。2號(hào)菌肥處理苗木高生長(zhǎng)最好(15.49 cm)，其次是1號(hào)菌肥處理(15.18 cm)，對(duì)照的苗高生長(zhǎng)最差(11.84 cm)(表3)。3號(hào)菌肥處理苗木地徑生長(zhǎng)最好(3.94 cm)，其次是1號(hào)菌肥處理(3.72 cm)，對(duì)照的苗高生長(zhǎng)最差(2.75 cm)(表3)。1、2、3號(hào)菌肥處理的強(qiáng)力班克木的苗高和地徑與對(duì)照均呈現(xiàn)顯著差異，施用菌肥可顯著促進(jìn)苗高和地徑生長(zhǎng)，1、2、3號(hào)菌肥處理分別比對(duì)照苗高提高28.21%、30.83%和17.40%，地徑提高35.27%、31.27%和43.27%；菌肥間差異不顯著，不同種源強(qiáng)力班克木的苗高和地徑差異也不顯著(表3)。

表2 強(qiáng)力班克木苗高和地徑生長(zhǎng)方差分析Tab.2 ANOVAs of height growth and ground diameter of B.robur seedling

表3 強(qiáng)力班克木苗高和地徑生長(zhǎng)多重比較Tab.3 Multiple comparisons on height and ground diameter for B.robur seedlings

2.1.2 不同種源強(qiáng)力班克木苗高生長(zhǎng)對(duì)菌肥的效應(yīng)

施用菌肥均能提高苗木生長(zhǎng)(表4)。對(duì)種源2，施用1、2號(hào)菌肥與對(duì)照的高生長(zhǎng)達(dá)顯著差異，其苗高生長(zhǎng)分別比對(duì)照提高了33%和18.68%。對(duì)種源3，施用1、2號(hào)菌肥的苗高生長(zhǎng)較對(duì)照為顯著差異，其苗高生長(zhǎng)分別比對(duì)照提高了36.83%和53.5%。

表4 不同菌肥對(duì)不同種源苗高生長(zhǎng)影響Tab.4 Effects of different bacteria fertilizer on height of different provenances seedlings

2.2 不同菌肥對(duì)不同種源生物量的影響

2.2.1 不同菌肥處理的苗木生物量差異分析

不同種源的強(qiáng)力班克木施用菌肥后，不同種源間的苗木地上干重、地下干重以及全株干重差異均不顯著，種源與處理的交互作用地上干重和全株干重也不顯著，但不同菌肥處理間呈顯著差異(表5)。1、2、3號(hào)菌肥處理的強(qiáng)力班克木的地上、地下以及全株干重與對(duì)照呈現(xiàn)顯著差異，施用菌肥比不施菌肥可顯著提高苗木生長(zhǎng)量，分別比對(duì)照全株干重提高99.38%、98.77%和116.67%，而菌肥間苗木地上、地下和全株干重差異不顯著。不同種源強(qiáng)力班克木苗木地上、地下和全株干重差異不顯著(表6)。

表5 施用菌肥對(duì)3個(gè)種源苗木干重方差分析Tab.5 ANOVAs of dry weight for three provenances seedling and bacteria fertilizers

表6 3個(gè)種源與不同菌肥處理下苗木干重多重比較/gTab.6 Multiple comparisons on dry weight for three provenances seedlings and bacteria fertilizers

2.2.2 不同菌肥對(duì)3個(gè)種源生物量積累的影響

種源1以施用3號(hào)菌肥的地上部分干重、地下部分干重和全株干重多于施用1、2號(hào)菌肥，顯著優(yōu)于對(duì)照，分別增加了196.8%、174.55%和190%(表7)。種源2以施用1號(hào)菌肥的地上部分干重和全株干重顯著優(yōu)于對(duì)照，分別比對(duì)照增加了67.95%和76.30%。種源3的地上部分干重、地下部分干重和全株干重施3種菌肥的差異不顯著，但是都顯著優(yōu)于對(duì)照。種源3施用3種菌肥比對(duì)照的全株干重分別提高198.95%、226.32%和203.16%。

表7 不同菌肥對(duì)3個(gè)種源苗木干重的影響Tab.7 Effects of different bacteria fertilizers on dry weight of three provenances seedlings

2.3 不同菌肥對(duì)不同種源班克木苗木N養(yǎng)分積累量的影響

2.3.1 不同種源強(qiáng)力班克木N養(yǎng)分積累量的方差分析

不同種源的強(qiáng)力班克木施用菌肥后，不同種源間的苗木地上、地下以及全株N積累量差異均不顯著，種源與處理的交互作用地上N積累量和全株N積累量也不顯著，但不同菌肥處理間呈顯著差異(表8)。1、2號(hào)菌肥處理的強(qiáng)力班克木的地上、地下以及全株N積累量與對(duì)照呈顯著差異，1、2、3號(hào)菌肥處理分別比對(duì)照的全株N積累量提高85.73%、78.64%和47.31%，而菌肥之間苗木地上、地下和全株N積累量差異不顯著。不同種源強(qiáng)力班克木的苗木地上、地下和全株N積累量差異不顯著(表9)。

表8 不同菌肥對(duì)3個(gè)種源苗木N養(yǎng)分積累量方差分析Tab.8 ANOVAs of effects of bacteria fertilizers on nutrient accumulated amount of N for three provenances seedlings

表9 不同菌肥處理3個(gè)種源苗木N養(yǎng)分積累量多重比較Tab.9 Multiple comparisons on nutrient accumulated amount of N for three provenances seedlings and bacteria fertilizers

2.3.2 不同菌肥對(duì)不同種源苗木N養(yǎng)分積累量的影響

由表10可知，在苗木地上部分N養(yǎng)分積累量方面，種源1施用菌肥3與對(duì)照的差異顯著，比對(duì)照增加了86.02%；在苗木地下部分N養(yǎng)分積累量方面，種源3施用菌肥與對(duì)照的差異顯著，分別比對(duì)照增加了195.54%、233.04%和177.68%；在苗木全N養(yǎng)分積累量方面，種源3施用菌肥1和2顯著高于對(duì)照，分別比對(duì)照增加了187.64%和198.19%。

表10 不同菌肥對(duì)3個(gè)種源苗木N養(yǎng)分積累量的影響Tab.10 Effects of bacteria fertilizers on nutrient accumulated amount of N for three provenances seedlings

3 結(jié)論與討論

生物菌肥最顯著特點(diǎn)是其有活性益生菌，具有固N(yùn)功能，可以改善植物營(yíng)養(yǎng)條件和生長(zhǎng)環(huán)境[10]。本研究結(jié)果表明，施用菌肥能顯著提高強(qiáng)力班克木苗木生長(zhǎng)，苗高生長(zhǎng)較對(duì)照提高17.4%~30.83%，地徑生長(zhǎng)提高31.27%~43.27%。這與蘇小青等在油茶[10]，蔣欣梅等在茄子[12]以及陳榮在赤松[18]研究中的結(jié)果基本一致。本實(shí)驗(yàn)采用的3種菌肥明顯促進(jìn)強(qiáng)力班克木苗木的生長(zhǎng)，說(shuō)明這3種菌肥對(duì)強(qiáng)力班克木是適應(yīng)的。這可能與供試的這3種強(qiáng)力班克木是同屬不同種源的植物有關(guān)，因?yàn)橹参镩g的遺傳差異較小，對(duì)這3種肥料的應(yīng)用效果較一致。

施用菌肥能顯著提高強(qiáng)力班克木的苗木生物量，菌肥處理比對(duì)照的全株干重提高98.77%~116.67%。這與胡彩顏等[9]、魏國(guó)江等[8]、任瑞蘭等[11]的研究結(jié)果相似。但是，不同種源強(qiáng)力班克木對(duì)不同菌肥的反應(yīng)不一致：其中，種源1對(duì)3號(hào)菌肥的生長(zhǎng)反應(yīng)優(yōu)于其他菌肥以及對(duì)照，而種源2對(duì)1號(hào)菌肥的生長(zhǎng)量反應(yīng)優(yōu)于其他菌肥及對(duì)照，種源3對(duì)三種菌肥的生長(zhǎng)量反應(yīng)沒(méi)有顯著差異。

施用菌肥能顯著增加強(qiáng)力班克木苗木N的養(yǎng)分積累，比對(duì)照的全株N積累量提高47.31%~85.73%。這說(shuō)明菌肥中的固氮菌已發(fā)揮固氮作用，通過(guò)固氮作用，增加苗木對(duì)氮的吸收與積累。雖然生物菌肥本身幾乎不含N、P、K，但是其具有固N(yùn)、解P、解K的功能，通過(guò)生物菌的活動(dòng)改變土壤環(huán)境從而改善植物營(yíng)養(yǎng)條件和生長(zhǎng)環(huán)境[10]。胡彩顏等[9]研究表明，菌肥極顯著增加了紅錐 (Castanopsis hystrix)、長(zhǎng)芒杜英(Elaeocarpus apiculatus)和樟(Cinnamomum camphora)的N、P養(yǎng)分積累。通過(guò)施用菌肥能顯著提高苗木的高度和地徑，能顯著提高苗木的生物量以及N的積累，但菌肥對(duì)花序大小、顏色以及整體觀賞效果有何影響有待進(jìn)一步研究[19-20]。

致謝：康麗華研究員及其課題組提供了菌肥和技術(shù)支持。李華娥、研究團(tuán)隊(duì)成員和研究生等人在前期項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中開(kāi)展了部分工作，相關(guān)專(zhuān)家為稿件提供了修改意見(jiàn)和建議。