復合微生物肥料對桉樹生長和土壤微生態(tài)的影響

張文元.復合微生物肥料對桉樹生長和土壤微生態(tài)的影響[J].福建農業(yè)科技，2023，54（8）：26-31.

摘?要：為實現(xiàn)化肥減量化和生態(tài)營林提供新型肥料，改善桉樹林地土壤酸化等問題，在萌芽林、新植林同時開展試驗，分別施用復合微生物肥料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種肥料處理下桉樹生長及土壤微生態(tài)的差異。結果表明：肥料1、肥料2對桉樹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個月后肥料2對萌芽林促生效果更好，胸徑、樹高提高11.2%、7.5%；肥料1對新植林促生效果更好，胸徑、樹高提高13.8%、10.5%；復合微生物肥料可促進土壤有機物降解為腐殖質，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，復合微生物肥料可以替代化肥用于桉樹人工林種植，具有減肥增效、提升土壤肥力的作用。

關鍵詞：復合微生物肥料；桉樹；生長性狀；土壤肥力；土壤微生態(tài)；促生效果

中圖分類號：S 714.8???文獻標志碼：A???文章編號：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

施肥是桉樹人工林培育中的關鍵技術措施之一，通常其投入占整個經營輪伐期的1/3。我國南方桉樹人工林長期施用化肥導致土壤酸化板結，且桉樹凋落葉分解時釋放水楊酸、6-甲基水楊酸和4-羥基苯甲酸等化感物質會抑制林下植物生長、衰減土壤微生物，造成土壤地（肥）力弱化、林分生產力下降。當前，施用桉樹配方肥、調整施肥方式是減輕桉樹人工林負面影響的主要措施，但化肥的過量施放，進一步加劇了土壤的酸化、板結，且對桉樹產量提升有限，無法從根本上解決桉樹減肥增效、持續(xù)經營問題。據(jù)報道，施用微生物可提高桉樹人工林土壤腐殖質含量，促進桉樹根系吸收氮、磷、鉀等養(yǎng)分，從而利于桉樹生長；并且微生物可分解化感物質，減輕其對林下植物和土壤微生物的抑制作用。復合微生物肥料兼具有機質、無機養(yǎng)分，能滿足作物生長營養(yǎng)需求，同時有效菌可修復土壤，是最有潛力替代傳統(tǒng)化肥的新型肥料，在農業(yè)生產中廣泛應用，但未見應用于桉樹人工林的報道。因此，南靖國有林場在桉樹人工林上進行桉樹專用復合微生物肥料應用試驗，持續(xù)跟蹤調查分析桉樹生長、土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量變化，及時總結復合微生物肥料的初步應用效果，以期在桉樹等速豐林上的進一步推廣應用及人工林化肥減量、綠色可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和科學依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

供試樹種為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），樹勢中等。

1.2?試驗地概況

試驗地點位于漳州市南靖國有林場內樟祠管護站9-14小班和9-15小班，主要種植桉樹，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Ⅱ級。試驗林分前茬為尾巨桉人工林，2018年采伐并進行林地清理后，根據(jù)地形走勢和營造林規(guī)劃設計，一部分林地進行二代萌芽更新（萌發(fā)林），每個伐樁保留1～2株萌芽條，保留密度約2000株·hm，另一部分重新營造尾巨桉（新造林），造林密度為1667株·hm。

試驗地土壤為紅壤，0～60 cm土層背景值為：萌芽林的林地土壤有機質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13.58 g·kg、pH值4.85；新造林的土壤有機質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16.25 g·kg、pH值4.82。土壤呈酸性，有機質豐富，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”）生產的桉樹專用肥，復合微生物肥料1 ：有機質≥20%、N+PO+KO≥32%（N∶PO∶KO=14∶6∶12）、有效活菌數(shù)≥2.0×10 CFU·g；復合微生物肥料2 ：有機質≥25%、N+PO+KO≥26%（N∶PO∶KO=14∶4∶8）、有效活菌數(shù)≥2.0 CFU·g；復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。對照為常規(guī)化肥，是由福建奧利高塔復合肥有限公司生產的桉樹專用肥：N+PO+KO≥38%（N∶PO∶KO=16-6-16）。

1.4?試驗方法

按隨機區(qū)組設計分別開展施肥試驗，分別設置3種處理：處理A為復合微生物肥料1（下稱“肥料1”）；處理B為復合微生物肥料2（下稱“肥料2”）；處理C為常規(guī)化肥（對照）。復合微生物肥料、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。每個處理3次重復，萌芽林每個小區(qū)面積2.69 hm，新植林每個小區(qū)面積1.80 hm。

1.5?指標測定

1.5.1?桉樹生長量調查?在施肥前及施肥后5、9、24個月，在每個小區(qū)各調查一次樹高和胸徑生長指標（每木檢尺）。

1.5.2?土壤養(yǎng)分測定?采用“S”路線，每個小區(qū)取5個點，沿樹冠滴水線處，采集0～30 cm深度的混合土樣1 kg，室內土樣處理后按國標分析方法測定相關指標，其中有機質采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用自動定氮儀法，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，堿解氮采用堿解擴散法，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度計法，腐殖質采用焦磷酸鈉浸提-重鉻酸鉀氧化法。

1.5.3?土壤微生物數(shù)量測定?在施肥前及施肥后5、9、12、24個月（在第2次施肥前測定第12個月的土壤微生物數(shù)量），在每個小區(qū)各調查1次，取土方法同“1.5.2土壤養(yǎng)分測定”，采用平板計數(shù)法測定。

1.5.4?施肥成本分析?參照試驗開展階段的肥料價格（以公開招投標中標價為基準）：桉樹專用復合微生物肥料為3650元·t，常規(guī)化肥為3380元·t，施肥人工費為500元·hm。

1.6?數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行LDS差異顯著性分析，采用EXCEL軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2?結果與分析

2.1?復合微生物肥料對桉樹生長的影響

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

2.2?復合微生物肥料對土壤養(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，說明復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種處理的有機質、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的有機質、全磷、堿解氮與處理C無顯著差異，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，其他指標差異不顯著。有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH值指標能敏感反應土壤養(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%。腐殖質是評價土壤肥力的指標，對土壤理化性質和生物學性質有重要影響，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種處理的有機質、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無顯著差異，其他指標與處理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，有機質顯著小于處理B，其他指標差異不顯著。有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH值、腐殖質處理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?復合微生物肥料對土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是肥力的重要指標，其數(shù)量變化可反映土壤環(huán)境變化，對土壤有機質礦化、營養(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間的延長，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快速增長并與C差異顯著，5個月后約為C的2倍，9個月后約為C的3倍，24個月后萌芽林的處理A、B分別達到7.4×10、8.1×10 CFU·g，新植林的處理A、B分別達到8.1×10、9.4×10 CFU·g，而處理C和施肥前相似甚至降低，說明復合微生物肥料可有效促進土壤微生物繁殖生長，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?討論與結論

在桉樹萌芽林和新植林的種植過程中，施用3種肥料均能不同程度促進生長。雖然常規(guī)化肥可促進桉樹生長，但會造成土壤肥力衰退。復合微生物肥料表現(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題，促進土壤腐殖質的形成，同時折純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。桉樹專用復合微生物肥料是無機養(yǎng)分、有效菌和有機質的綜合制劑，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的需肥特點；第二，復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，避免桉樹快速生長期脫肥或養(yǎng)分過快流失；第三，有效菌可提高肥料利用率，分泌吲哚乙酸、生長素等刺激根系發(fā)達，有利于根系吸收養(yǎng)分供給樹體營養(yǎng)；第四，有機質可疏松土壤、緩解土壤酸化，改良桉樹生長環(huán)境?？梢?，復合微生物肥料除了提供養(yǎng)分，還從生物刺激、改土途徑促進桉樹生長。雖然桉樹專用復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，有效提高桉樹單位產量，經濟效益增長顯著。

林地質量衰退伴隨著土壤養(yǎng)分和微生物活性降低，是種植桉樹遇到的普遍難題。施肥是快速補充土壤養(yǎng)分的主要措施，雖然常規(guī)化肥的養(yǎng)分含量高于復合微生物肥料，但改土培肥能力不及后者。這是因為復合微生物肥料除了直接補充養(yǎng)分，關鍵在于有效菌和有機質的間接效應。肥料中的膠凍樣類芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌是解磷解鉀菌，通過分泌酶和有機酸將土壤固持的磷、鉀轉變?yōu)橛行B(tài)，有機質可增強土壤固氮能力，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養(yǎng)，肥料有機質既供給微生物生長底物，又改良土壤環(huán)境，間接促進土壤微生物菌群的繁殖生長。

腐殖質是土壤有機質的主要組成部分，占比50%～65%，因含膠體官能團吸附陽離子使土壤具備保肥能力，是評價土壤肥力的重要指標。雖然處理間的有機質差異不大，但施用復合微生物肥料顯著提升土壤腐殖質含量，這是因為腐殖質的形成是以微生物為主導的生物化學過程，投入的有效菌將土壤有機物降解為腐殖質，提升土壤有機質的品質。

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時生長較優(yōu)，而新植林施用肥料1時生長較優(yōu)，是否與萌芽林具有成熟根系，生長新根所需磷量少于新植林，相對低磷肥料即可滿足生長有關，這對不同育林方式下精細化施肥具有指導意義，值得進一步探究。

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（責任編輯：柯文輝）

收稿日期：2023-05-10

作者簡介：張文元，男，1972年生，高級工程師，主要從事森林資源培育技術研究及管理。