龐圣江，張 培，楊保國，劉士玲，馮昌林*

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實驗中心，廣西 憑祥 532600；2.廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，廣西 憑祥 532600）

生物菌肥是指一類具有活性微生物且可獲取特定肥力效應(yīng)的生物肥料制品［1］。生物菌肥主要以微生物的活動產(chǎn)生代謝產(chǎn)物和所包含的酶類物質(zhì)，增強植物抗逆和抗病能力、提高土地肥力和土壤生物活性，從而促進植物生長［2］。由于我國長期過量的施用單一化肥，致使土壤養(yǎng)分供給不均衡和土壤理化性狀惡化的形勢嚴峻［3］。Zhao等［4］研究也指出，植物根際有限時間內(nèi)吸收到少量的化肥，其余多數(shù)流失而造成環(huán)境污染，因此，探尋以生物菌肥為主的新肥源，用于替代或部分替代化肥的研究倍受關(guān)注。相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，生物菌肥與化肥組合配施時，楊樹（Populus spp.）幼苗生長、葉綠素形成和土壤養(yǎng)分增幅效果較為明顯［5］。在提高濕地松（Pinus elliottii）幼苗生長、土壤微生物種類、數(shù)量和所含酶類活性方面尤為顯著［6］。同時，對油茶（Camellia oleifera）幼苗生長、生理指標和土壤養(yǎng)分含量提升具有明顯促進作用，且以生物菌肥與磷肥合適配施的效果更好［7］。

總體而言，生物菌肥與化肥配施能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分比例失衡和環(huán)境污染，又具有低投入高增產(chǎn)出的特點，可作為一種無公害生態(tài)肥料用于實際生產(chǎn)和土壤改良［8］。然而，生物菌肥配施多以集中于楊樹［5］、松樹（Pinus spp.）［6，9］和油茶［10］等林木生長方面，對于諸珍貴樹種的研究鮮見報道。通過生物菌肥與化肥配施培育優(yōu)質(zhì)苗木，不僅有利于珍貴樹種產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，也對實現(xiàn)我國林業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略和實施極具重要意義。

土沉香（Aquilaria sinensis）屬于瑞香科沉香屬常綠喬木樹種，天然分布于廣東、廣西和海南以及香港等省區(qū)。土沉香木材含油脂部分稱為沉香，因其具有優(yōu)異的醫(yī)療和保健功能，香味濃郁且價值不菲，為我國特有的鄉(xiāng)土珍貴木材和藥材兼用樹種［11-12］。近年來，隨著土沉香種植業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，其優(yōu)質(zhì)苗木繁育研究也引起林業(yè)工作者所關(guān)注。如王冉［13］開展傳統(tǒng)施肥和指數(shù)施肥的土沉香幼苗氮（N）肥響應(yīng)研究指出，指數(shù)施肥處理的幼苗生長形態(tài)指標表現(xiàn)更為優(yōu)異，通過建立苗期營養(yǎng)診斷指數(shù)表，獲取幼苗所需N、P和K肥配方。何茜等［14］利用不同濃度指數(shù)施肥研究方法，初步揭示土沉香苗期需肥規(guī)律，并推斷幼苗氮（N）肥施用量。但生物菌肥與化肥配施對土沉香生長及土壤養(yǎng)分的影響試驗尚未見報道，難以滿足土沉香育苗產(chǎn)業(yè)的旺盛需求。因此，本研究以土沉香為研究對象，開展生物菌肥與氮肥、磷肥、鉀肥或復(fù)合肥配施對土沉香苗期生長、葉片生理和土壤養(yǎng)分含量的影響，為土沉香優(yōu)質(zhì)苗木培育和育苗技術(shù)體系的完善提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2018年3月以來，從廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站熱林中心站點苗木繁育基地選取生長良好、比較均勻的2年生土沉香實生苗，平均地徑為0.72 cm，平均苗高為0.76 m，盆栽于廣西憑祥市夏石樹木園附近（N22°05′，E106°53′）。供試驗所用土壤為林地周邊（0～30 cm）紅壤土，采用多點取樣具有代表性的紅壤土1 kg，共計3份；土壤樣品測定理化性質(zhì)作為本底數(shù)據(jù)。經(jīng)檢測盆栽所用紅壤土理化平均數(shù)值分別為：土壤pH值4.21，有機質(zhì)28.72 g·kg-1，堿解N 78.59 mg·kg-1，有效P 0.83 mg·kg-1和速效K 32.34 mg·kg-1，全 N 1.83 g·kg-1、全 P 0.87 g·kg-1和全 K 1.45 g·kg-1。

供試生物菌肥主要包括土壤益生菌、多元盛肽、有機酸等成分；N肥（N 46.3%）、P肥（P2O550.8%）和K肥（K2O 50.8%）以及復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16，總養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)≥ 48%）。

1.2 試驗方法

采用隨機完全區(qū)組設(shè)計，設(shè)置不同水平處理的生物菌肥與化肥配施試驗：即不施肥處理（CK），N1（5 g生物菌肥）、N2（5 g生物菌肥+20 g N肥）、N3（5 g生物菌肥+20 g P肥）、N4（5 g生物菌肥+20 g K肥）和N5（5 g生物菌肥+20 g復(fù)合肥）；M1（10 g生物菌肥）、M2（10 g生物菌肥+20 g N肥）、M3（10 g生物菌肥+20 g P肥）、M4（10 g生物菌肥+20 g K肥）和M5（10 g生物菌肥+20 g復(fù)合肥），共計11個處理。3次重復(fù)。每重復(fù)栽植12株，共36株·處理-1，本次試驗總計用苗396株。

將栽植所用的紅壤土進行高錳酸鉀消毒和自然風干處理，先把CK、土壤與需添加不同比例的肥料混合均勻后裝入聚乙烯育苗容器（容器直徑和高度30 cm×20 cm）內(nèi)，裝土共計6.5 kg·盆-1。在2018年4月初將土沉香栽植于經(jīng)過各處理的育苗容器土壤中進行培育。

1.3 測定項目與方法

2018年12月中下旬，采用顯數(shù)游標卡尺（精確度0.1 mm）和鋼卷尺（精確度0.1 cm）測量土沉香幼苗地徑和高度，葉綠素儀（SPAD502）測定葉綠素含量、考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量和蒽酮比色法測定可溶性糖含量［7，15］。采用收獲法，從各試驗處理隨機取樣15株土沉香幼苗，稱量植株地上部分和地下部分生物量，并帶回實驗室于80℃烘干至恒重稱重。

將土沉香幼苗從育苗容器移出后，土壤取樣帶回實驗室風干，用于測定土壤理化性質(zhì)。其中，采用酸度計測定土壤pH值，K2Cr2O7氧化-外加熱法測定土壤有機質(zhì)含量、堿解擴散法測定堿解N含量、NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定有效P含量和CH3COONH4浸提-火焰光度法測定速效K含量［16］，所有的土壤樣品重復(fù)測定3次取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 20.0對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，各處理的土沉香幼苗地徑、苗高和生物量以及土壤養(yǎng)分進行單因素（One-way ANOVA）方差分析。同時，每個處理間各項生長調(diào)查指標進行Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥與化肥配施對土沉香生長指標的影響

2.1.1 地徑

從圖1可以看出，生物菌肥與化肥配施的土沉香幼苗地徑差異達到顯著水平（P＜0.05）。與不施肥處理（CK）比較發(fā)現(xiàn)，其他處理的幼苗地徑均顯著增加。施用5和10 g單一生物菌肥時，二者幼苗地徑平均值（2.38和2.46 cm）與CK處理（1.37 cm）差異顯著（P＜0.05）。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施時，土沉香幼苗地徑平均值與CK相比分別增加100%、120%、83.94%和135.77%。10 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施時，土沉香幼苗地徑平均值與CK相比分別增加114.60%、127.01%、109.49%和205.84%?？傮w上來看，10 g生物菌肥的水平處理組明顯優(yōu)于5 g生物菌肥的梯度，以生物菌肥與復(fù)合肥配施對土沉香地徑的促進作用效果最好。

圖1 生物菌肥配施對土沉香地徑的影響

2.1.2 苗高

由圖2可知，生物菌肥與化肥配施對土沉香苗高有顯著的促進作用。與CK處理相比，其他處理的平均苗高亦均呈顯著地增加。施用5和10 g單一生物菌肥時，CK處理的平均苗高（0.96 m）與前者（1.12 m）差異不顯著（P＞0.05），而與后者（1.44 m）差異達到顯著水平（P＜0.05）。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施處理差異不顯著（P＞0.05），但生物菌肥與化肥配施的效果均優(yōu)于施用單一生物菌肥，其平均苗高大小順序依次為N5＞N3＞N4＞N2＞N1。10 g 生物菌肥與 20 g N、P、K 或復(fù)合肥配施處理差異顯著（P＜0.05），其苗高均值大小順序為 M5＞M3＞M2＞M4＞M1。其中，10 g 生物菌肥的水平處理組優(yōu)于5 g生物菌肥的梯度，以生物菌肥與復(fù)合肥配施對土沉香地徑的促進作用效果最優(yōu)。

圖2 生物菌肥配施對土沉香苗高的影響

2.1.3 生物量

由圖3可知，生物菌肥與化肥配施的土沉香生物量差異顯著（P＜0.05）。與CK處理相比，其他處理的土沉香幼苗生物量均顯著增加。其中，生物菌肥與N、P、K或復(fù)合肥配施的效果均優(yōu)于施用單一生物菌肥，與土沉香幼苗地徑和苗高的增長基本一致。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施時，N5處理的效果最好，比CK增加79.00%；10 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施時，M5處理的效果最好，比CK增加131.19%。說明適當?shù)脑黾由锞视昧颗c復(fù)合肥配施可顯著地提高土沉香幼苗的生物量積累。

圖3 生物菌肥配施對土沉香生物量的影響

2.2 生物菌肥與化肥配施對土沉香生理指標的影響

2.2.1 葉綠素

圖4顯示，生物菌肥與化肥配施的土沉香葉片葉綠素含量差異達到顯著水平（P＜0.05）。與CK相比，其他處理的土沉香葉綠素含量均有所增加，但不同水平的生物菌肥與化肥配施處理組間增幅各異。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，N3處理葉綠素含量增幅最大（44.09%），N5處理組增幅次之（38.58%），其他3個處理組的增幅范圍為21.26%～27.56%。10 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，M3處理葉綠素含量增幅最大（66.14%），M5處理組增幅次之（55.91%），其他3個處理組的增幅范圍為25.20%～32.28%。

圖4 生物菌肥配施對土沉香葉片葉綠素含量的影響

2.2.2 可溶性糖

圖5顯示，生物菌肥與化肥配施的土沉香葉片可溶性糖含量差異顯著。與CK相比，其他處理的土沉香葉片可溶性糖含量均有所增加，但不同水平處理組間增幅各異。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，土沉香葉片可溶性糖含量的增幅大小依次為 N5（23.67%）＞N3（22.14%）＞N2（21.56%）＞N4（20.45%）＞N1（20.32%）；10 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，土沉香葉片可溶性糖含量的增幅大小依次為M3（26.13%）＞M5（26.12%）＞M2（24.08%）＞M4（22.97%）＞M1（22.51%）。

圖5 生物菌肥配施對土沉香葉片可溶性糖含量的影響

2.2.3 可溶性蛋白質(zhì)

圖6顯示，不同水平處理組的土沉香葉片可溶性蛋白質(zhì)含量明顯高于CK。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，土沉香葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的增幅范圍為12.68～19.74%，N2（19.59%）和N5（19.74%）可溶性蛋白質(zhì)含量的增幅效果最為明顯。10 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，土沉香葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的增幅次序依次為M5（31.74%）＞M3（29.61%）＞M4（24.63%）＞M2（24.09%）＞M1（20.08%）。說明10 g生物菌肥與化肥配施的處理組可溶性蛋白含量明顯高于5 g菌肥的處理組，且不同水平處理組間差異達到顯著水平（P＜0.01）。

圖6 生物菌肥配施對土沉香葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

2.3 生物菌肥與化肥配施對土沉香土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，不同水平生物菌肥與化肥配施的土壤有機質(zhì)、堿解N、有效P和速效K含量差異顯著（P＜0.05）。與CK相比，經(jīng)過施肥處理的土沉香土壤有機質(zhì)含量均表現(xiàn)為增加的趨勢。5 g生物菌肥與20 g N、P、K或復(fù)合肥配施，N2處理的堿解N含量較高，N5處理的土壤有機質(zhì)、有效P和速效K含量提高幅度較大；10 g生物菌肥與20 g復(fù)合肥配施時，M2處理的堿解N含量為最高，M5土壤有機質(zhì)含量、有效P和速效K增幅效果最大，說明適當?shù)纳锞逝c復(fù)合肥配施提高土壤養(yǎng)分的效果更好。

表1 生物菌肥配施對土壤有機質(zhì)、堿解N、有效P和速效K含量的影響

3 結(jié)論與討論

研究表明，施用單一生物菌肥及其與N、P、K或復(fù)合肥配施對土沉香植株生長量均優(yōu)于對照處理，M5（10 g生物菌肥+20 g復(fù)合肥）處理幼苗生長效果最好，與其他處理差異顯著（P＜0.05）。與CK相比，在土沉香苗期施用生物菌肥對幼苗地徑、苗高和生物量有著顯著的促進作用，這與生物菌肥能顯著地提高油茶［7］、馬尾松［9］、巨尾桉［17］苗期生長量的研究結(jié)果相似。同時，施用化肥對于幼苗生長亦有顯著促進作用，但施用單一過量的化肥可造成土壤的嚴重污染［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同處理水平的生物菌肥與N、P、K或復(fù)合肥配施比施用單一生物菌肥的效果更好，以M5處理的效果最優(yōu)，N1處理相對較差，說明合適的生物菌肥與化肥配施對促進苗木生長、減少環(huán)境污染極具重要意義。也有學(xué)者研究認為，生物菌肥與P肥配施對油茶生長的效果最佳［7］，這與本研究的結(jié)果有所差異，原因可能與樹種生物學(xué)特性、幼苗養(yǎng)分需求以及育苗土壤來源方面各異有關(guān)。

研究結(jié)果顯示，不同水平處理組的土沉香葉片葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均高于CK，M3處理葉綠素和可溶性糖的含量最大，M5處理可溶性蛋白質(zhì)含量最大。

以往其他樹種研究發(fā)現(xiàn)，生物菌肥與化肥配施的油茶［10］、楊梅［19］以及鼓節(jié)竹［20］幼苗葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量等生理指標的增幅效果較好，與本研究的結(jié)果基本一致。究其原因，可能與生物菌肥和化肥配施，不僅有效地改善土壤環(huán)境，利于土壤微生物繁殖代謝，提高土壤呼吸強度，促進植物生長發(fā)育。但不同水平處理組之間存在一定的差異性，其原因頗為復(fù)雜，尚待從幼苗光合利用效率以及土壤微生物多樣性方面開展深入研究。

本研究還發(fā)現(xiàn)，生物菌肥與化肥配施皆可有效地提高土壤肥力，M2處理的土壤堿解N含量增幅最大，M5處理的有機質(zhì)、有效P和速效K含量增幅最為顯著。楊盼盼等［2］研究亦表明，生物菌肥與化肥配施能夠快速增加土壤有機質(zhì)含量，有效地提高土壤堿解N、有效P和速效K含量，Bouranis等［21］研究亦得出相類似觀點，與本研究的結(jié)論基本一致。他們研究認為，這可能是生物菌肥含有固氮菌、解磷菌和解鉀菌等大量有益微生物，其生命活動可達到培肥地力的緣故。因此，生物菌肥與化肥配施是提高土壤有益微生物多樣性、數(shù)量以及土壤養(yǎng)分含量的關(guān)鍵。

綜上所述，適當?shù)纳锞逝c化肥配施可使土壤養(yǎng)分潛力得到充分挖掘，利于增強土壤的肥力，為苗木培育提供更多的養(yǎng)分元素。同時，增加土壤有益微生物的種類和數(shù)量，抑制有害病原菌和提高苗木抗逆抗病能力，從而為幼苗生長創(chuàng)造良好的環(huán)境［22］。在本研究中M5處理，即10 g生物菌肥與20 g復(fù)合肥配施，增強土壤肥力的效果更佳，促進土沉香幼苗生長的效果最好，可作為此生物菌肥與化肥配施的推薦用量。本研究成果為培育優(yōu)質(zhì)土沉香苗木和推廣利用生物菌肥提供理論指導(dǎo)，也說明生物菌肥在復(fù)合肥研發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。