趙曉娥 劉少波* 楊 波 程 敏 曹佩佩

（陜西省林業(yè)科學(xué)院，陜西 西安710082）

生物有機(jī)肥料營(yíng)養(yǎng)成分豐富，對(duì)于改善土壤環(huán)境具有十分積極作用，比如可以改善土壤酸堿度、增加養(yǎng)分等，應(yīng)用于石質(zhì)山地造林生長(zhǎng)中可以對(duì)促進(jìn)林木生長(zhǎng)有著突出優(yōu)勢(shì)。大量實(shí)踐證明，在石質(zhì)山地造林區(qū)使用生物有機(jī)肥料的情況下，其林木生長(zhǎng)狀態(tài)普遍要優(yōu)于未使用生物有機(jī)肥料的林木，比如林木高度、地徑等，生長(zhǎng)趨勢(shì)都會(huì)更為良好。因此，進(jìn)行石質(zhì)山地植樹(shù)造林的過(guò)程中，應(yīng)該充分利用生物有機(jī)肥料為林木生長(zhǎng)創(chuàng)造優(yōu)良的條件。

1 關(guān)于生物有機(jī)肥料的概述

所謂生物有機(jī)肥料，指的是一些有機(jī)固體廢棄物，其主要來(lái)源包括家畜和人的糞便、作物桔梗以及其他農(nóng)副產(chǎn)品或食品加工后產(chǎn)生的固體廢棄物等。人們將這些物質(zhì)收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵、除臭和其他一系列加工制作之后，就可以作為有機(jī)肥料使用。有機(jī)肥料中含有豐富的微量元素成分，同時(shí)還存在多種功能的微生物，施加到土壤當(dāng)中可以起到改善土壤板結(jié)的作用，從而改良土壤結(jié)構(gòu)，讓土壤吸收更多的有機(jī)物質(zhì)，增強(qiáng)土壤的供肥和保肥能力，使其發(fā)揮出更大作用。與此同時(shí)，還能間接將土壤中的根線蟲(chóng)以及蛔蟲(chóng)卵等殺死，這對(duì)于保護(hù)林木根系健康生長(zhǎng)具有重要意義。

生物有機(jī)肥料中的有益微生物在進(jìn)入到土壤當(dāng)中后，會(huì)與土壤中已經(jīng)存在的微生物產(chǎn)生共生增殖關(guān)系，共同起到抑制有害菌繁殖生長(zhǎng)的作用，甚至能夠?qū)⒂泻D(zhuǎn)化成有益菌。而在有益菌繁殖生長(zhǎng)的過(guò)程中，則會(huì)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，這些物質(zhì)會(huì)促進(jìn)土壤中有機(jī)物的分解，一方面能夠增加土壤的營(yíng)養(yǎng)成分，另一方面則能起提高土壤孔隙度的作用。所以生物有機(jī)肥料在石質(zhì)山地造林生長(zhǎng)中起到促長(zhǎng)作用的原理主要在于：利用肥料中微生物的生命活動(dòng)來(lái)使土壤中的微量元素含量增加，比如氮、磷、鉀等。同時(shí)利用微生物的作用，將土壤中原本一些不能直接利用的物質(zhì)，轉(zhuǎn)換成可以被林木吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而促進(jìn)林木長(zhǎng)勢(shì)。

相比較于普通肥料而言，生物有機(jī)肥料主要具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，該類肥料成分天然、安全無(wú)毒，屬于一種環(huán)保型肥料，長(zhǎng)期使用不會(huì)增加土壤耐肥性，也不會(huì)酸化土壤。其次，生物有機(jī)肥料的所含養(yǎng)分種類相對(duì)更加齊全、配方也更加科學(xué)；再者，采用生物有機(jī)肥料，可以充分利用有益微生物的作用對(duì)土壤中的有害微生物進(jìn)行抑制，并且對(duì)土壤起到一定的殺菌作用，這對(duì)于降低林木生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)生病蟲(chóng)害的幾率大有裨益。

2 生物有機(jī)肥料應(yīng)用于石質(zhì)山地造林工程中的實(shí)驗(yàn)分析

本次針對(duì)生物有機(jī)肥料在石質(zhì)山地造林工程中的應(yīng)用效果分析實(shí)驗(yàn)，一共開(kāi)展時(shí)間為四個(gè)月，總體實(shí)驗(yàn)思路為：選取40株歐洲白樺苗木作為受試對(duì)象，將其平均分成兩組，作為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組對(duì)比觀察。在實(shí)驗(yàn)之前，先對(duì)植株的高度、地徑等進(jìn)行測(cè)量，然后每個(gè)月固定日期分別對(duì)植株的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行調(diào)查，最后一次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量完成后，再將采樣植株全部帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行重量稱取，使用烘箱將實(shí)驗(yàn)植株烘至衡中，分別進(jìn)行稱量，最后取40 棵實(shí)驗(yàn)植株的平均重量作為最終數(shù)據(jù)參數(shù)。與此同時(shí)，也對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行周期性檢測(cè)。具體的實(shí)驗(yàn)方法如下：

2.1 實(shí)驗(yàn)土壤采集方法

本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于土壤的采集主要依照整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，同樣于每個(gè)月固定日期采集一次，與植株高度測(cè)量工作選在同一日期進(jìn)行。但是為了確保所采集土壤樣品具有代表性，采集時(shí)間選在清晨，并且在采集樣品的前一天傍晚，對(duì)實(shí)驗(yàn)植株進(jìn)行噴灌。至于土壤采集的深度，則依照苗木的根系生長(zhǎng)深度決定，從0-10cm 深度不等，每棵植株土壤取樣均采用蛇形10 點(diǎn)取樣混合方法，采集后的土壤樣品分別裝入無(wú)菌的采樣袋內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)分析。

2.2 土壤中細(xì)菌和真菌的呼吸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法

土壤中細(xì)菌和真菌的呼吸強(qiáng)度是影響土質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，在對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，需要使用抗菌素作為選擇抑制劑，利用其可以抑制微生物的作用，來(lái)對(duì)土壤中細(xì)菌和真菌呼吸代謝的占比分別進(jìn)行獲取，從而計(jì)算得出二者的呼吸強(qiáng)度。具體的實(shí)驗(yàn)方法如下：

第一步，先準(zhǔn)備四個(gè)容量為500ml 的廣口瓶，然后分別向其中加入20ml 濃度為0.1mol/mL 的NaOH 溶液；第二步，精密稱取三份采集的新鮮土壤樣品，每份樣品重量均為20g。然后用雙層紗布將每份樣品包好，并其中一份加入2 萬(wàn)單位鏈霉素硫酸鹽并混合均勻；第二份加入4 萬(wàn)單位的放線菌酮，同樣混合均勻；第三份不添加任何其他試劑。完成后將三份樣品分別置于事先準(zhǔn)備的廣口瓶當(dāng)中，并塞進(jìn)瓶蓋，在瓶外貼好記錄標(biāo)簽。接下來(lái)把四個(gè)廣口瓶都放到28℃的恒溫箱中，恒溫培養(yǎng)二十四小時(shí)。第三步，將滿足培養(yǎng)時(shí)間要求的土壤樣品從廣口瓶?jī)?nèi)取出，避免對(duì)樣品造成污染和破壞，然后向每個(gè)廣口瓶中滴入相同滴數(shù)的酚酞指示劑，觀察瓶?jī)?nèi)NaOH 溶液的顏色變化。第四步，使用濃度為0.1mol/mL 的HCl 試劑，滴定檢驗(yàn)NaOH 溶液，直至前面所滴入的酚酞指示劑顏色消失，最后記錄HCl 的用量。第五步，根據(jù)試劑滴定量對(duì)照每份樣品所消耗的HCl 用量，計(jì)算得出二者的用量差，該數(shù)據(jù)即為每份土壤樣品中等量的NaOH 溶液用于細(xì)菌和真菌吸收呼吸作用所釋放的CO2量。第六步，按照相關(guān)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，每消耗1mol 濃度為0.1mol/mL 的NaOH溶液，實(shí)際上相當(dāng)于產(chǎn)生2.2mg CO2，基于此標(biāo)準(zhǔn)可以計(jì)算出本次試樣土壤樣品呼吸作用所釋放的CO2量，同時(shí)也能分別計(jì)算出細(xì)菌和真菌呼吸分別所占百分比。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 生物有機(jī)肥料對(duì)供試植株生長(zhǎng)狀況的影響

本次實(shí)驗(yàn)于6 月到9 月間連續(xù)進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)階段內(nèi)，所調(diào)查的歐洲白樺樣品植株具體的生長(zhǎng)趨勢(shì)如圖1 和圖2 所示。

圖1 歐洲白樺施加不同濃度肥料組株高、地徑在各時(shí)期增長(zhǎng)圖

圖2 歐洲白樺不同時(shí)期不同濃度肥料組株高、地徑增長(zhǎng)量與對(duì)照組差異變化柱狀圖

由圖1 可以看出，實(shí)驗(yàn)植株在6 月和7 月兩個(gè)月份的長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)比較快，8 月以后長(zhǎng)勢(shì)逐漸緩慢；而由圖2 可以看出，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后三十天內(nèi)，施加生物有機(jī)肥料后的實(shí)驗(yàn)組植株高度明顯比對(duì)照組要高，而且隨著肥料用量的增加，株高差距越來(lái)越明顯；在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行六十天節(jié)點(diǎn)階段，有機(jī)肥料濃度在10g/m2、20g/m2、30g/m2的實(shí)驗(yàn)組株高仍然隨著與肥料用量成正比，且較對(duì)照組增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，但是濃度為40g/m2、50g/m2的實(shí)驗(yàn)組植株株高增長(zhǎng)趨勢(shì)卻有所下降。由此可見(jiàn)，在該時(shí)間段，歐洲白樺促長(zhǎng)所使用的生物有機(jī)肥料量應(yīng)該在30g 左右為最佳；而當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到90 天階段的時(shí)候，歐洲白樺的株高增長(zhǎng)趨勢(shì)與60 天階段時(shí)基本無(wú)差異，其中生物有機(jī)肥料使用濃度為10g/m2的實(shí)驗(yàn)植株增長(zhǎng)趨勢(shì)已經(jīng)非常微小，這說(shuō)明，該濃度下的生物有機(jī)肥料作用期限大概只能維持兩個(gè)月左右。相比較而言，30g/m2濃度的肥料作用時(shí)間持續(xù)最長(zhǎng)，且效果最明顯。地徑的增長(zhǎng)量與株高增長(zhǎng)趨勢(shì)保持一致。由此可見(jiàn)，不同濃度的生物有機(jī)肥料對(duì)林木促長(zhǎng)作用存在一定差距，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡量保證肥料用量。

3.2 生物有機(jī)肥料對(duì)供試植株樣地土壤pH 值的影響

表1 給出了生物有機(jī)肥料對(duì)供試的歐洲白樺植物樣地土壤pH 值的影響。

表1 歐洲白樺樣地土壤pH 值

由以上數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：施加微生物肥料對(duì)土壤pH 值無(wú)顯著影響，土壤pH 值隨施肥量增加呈無(wú)規(guī)律變化。各種供試植株在此pH 值內(nèi)均能生長(zhǎng)良好。

3.3 生物有機(jī)肥料對(duì)供試植物樣地土壤有機(jī)質(zhì)的影響

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2、20g/m2時(shí)，樣地土壤中有機(jī)質(zhì)含量在施肥后30d 和90d 間減少量逐漸降低，而到30g/m2、40g/m2、50g/m2時(shí)，樣地土壤中有機(jī)質(zhì)含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說(shuō)明，微生物肥料施入量達(dá)到濃度30g/m2的時(shí)侯，該育苗樣地土壤中有機(jī)質(zhì)在滿足植株生長(zhǎng)的同時(shí)，得到了積累。

3.4 生物有機(jī)肥料對(duì)供試植物樣地土壤水解性氮的影響

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2、20g/m2時(shí)，樣地土壤中水解性氮含量在施肥后30d 和90d 間減少量逐漸降低，而到30g/m2、40g/m2、50g/m 時(shí)，樣地土壤中有機(jī)質(zhì)含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說(shuō)明微生物肥料施入量達(dá)到濃度30g/m2的時(shí)候，該育苗樣地土壤中水解性氮在滿足植株生長(zhǎng)的同時(shí)，也得到了積累。

3.5 生物有機(jī)肥料對(duì)供試植物樣地土壤有效性磷的影響

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2時(shí)，樣地土壤中有效性磷含量在施肥后30d 和90d 間減少量逐漸降低，而到20g/m2、30g/m2、40g/m2、50g/m2時(shí)，樣地土壤中有效性磷含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說(shuō)明，微生物肥料施入量達(dá)到濃度20g/m2的時(shí)候，該育苗樣地土壤中有效性磷在滿足植株生長(zhǎng)的同時(shí)，得到了積累。試驗(yàn)結(jié)果表明，生物有機(jī)肥料能促進(jìn)供試植物的生長(zhǎng)。隨著施入的生物有機(jī)肥料濃度的增加，各供試植物的株高、地徑、生物量亦隨之增加。

4 結(jié)論

上述試驗(yàn)、分析表明，生物有機(jī)肥料在石質(zhì)山地造林生長(zhǎng)中起著非常重要的促長(zhǎng)作用，同時(shí)還對(duì)改善石質(zhì)山地土壤環(huán)境也有積極影響，因此，在石質(zhì)山地造林的過(guò)程中，充分認(rèn)識(shí)生物有機(jī)肥料的優(yōu)勢(shì)，積極使用生物有機(jī)肥對(duì)土壤進(jìn)行改良，增加土壤肥力，確保林木的持續(xù)、健康生長(zhǎng)。