生物有機肥料在石質(zhì)山地造林生長中的促長作用機理分析

趙曉娥 劉少波* 楊 波 程 敏 曹佩佩

（陜西省林業(yè)科學院，陜西 西安710082）

生物有機肥料營養(yǎng)成分豐富，對于改善土壤環(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，應用于石質(zhì)山地造林生長中可以對促進林木生長有著突出優(yōu)勢。大量實踐證明，在石質(zhì)山地造林區(qū)使用生物有機肥料的情況下，其林木生長狀態(tài)普遍要優(yōu)于未使用生物有機肥料的林木，比如林木高度、地徑等，生長趨勢都會更為良好。因此，進行石質(zhì)山地植樹造林的過程中，應該充分利用生物有機肥料為林木生長創(chuàng)造優(yōu)良的條件。

1 關于生物有機肥料的概述

所謂生物有機肥料，指的是一些有機固體廢棄物，其主要來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，經(jīng)過微生物發(fā)酵、除臭和其他一系列加工制作之后，就可以作為有機肥料使用。有機肥料中含有豐富的微量元素成分，同時還存在多種功能的微生物，施加到土壤當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物質(zhì)，增強土壤的供肥和保肥能力，使其發(fā)揮出更大作用。與此同時，還能間接將土壤中的根線蟲以及蛔蟲卵等殺死，這對于保護林木根系健康生長具有重要意義。

生物有機肥料中的有益微生物在進入到土壤當中后，會與土壤中已經(jīng)存在的微生物產(chǎn)生共生增殖關系，共同起到抑制有害菌繁殖生長的作用，甚至能夠?qū)⒂泻D(zhuǎn)化成有益菌。而在有益菌繁殖生長的過程中，則會產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，這些物質(zhì)會促進土壤中有機物的分解，一方面能夠增加土壤的營養(yǎng)成分，另一方面則能起提高土壤孔隙度的作用。所以生物有機肥料在石質(zhì)山地造林生長中起到促長作用的原理主要在于：利用肥料中微生物的生命活動來使土壤中的微量元素含量增加，比如氮、磷、鉀等。同時利用微生物的作用，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養(yǎng)物質(zhì)，從而促進林木長勢。

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

2 生物有機肥料應用于石質(zhì)山地造林工程中的實驗分析

本次針對生物有機肥料在石質(zhì)山地造林工程中的應用效果分析實驗，一共開展時間為四個月，總體實驗思路為：選取40株歐洲白樺苗木作為受試對象，將其平均分成兩組，作為對照組和實驗組對比觀察。在實驗之前，先對植株的高度、地徑等進行測量，然后每個月固定日期分別對植株的長勢進行調(diào)查，最后一次現(xiàn)場測量完成后，再將采樣植株全部帶回實驗室進行重量稱取，使用烘箱將實驗植株烘至衡中，分別進行稱量，最后取40 棵實驗植株的平均重量作為最終數(shù)據(jù)參數(shù)。與此同時，也對土壤質(zhì)量進行周期性檢測。具體的實驗方法如下：

2.1 實驗土壤采集方法

本次實驗過程中，對于土壤的采集主要依照整個實驗進度節(jié)點進行，同樣于每個月固定日期采集一次，與植株高度測量工作選在同一日期進行。但是為了確保所采集土壤樣品具有代表性，采集時間選在清晨，并且在采集樣品的前一天傍晚，對實驗植株進行噴灌。至于土壤采集的深度，則依照苗木的根系生長深度決定，從0-10cm 深度不等，每棵植株土壤取樣均采用蛇形10 點取樣混合方法，采集后的土壤樣品分別裝入無菌的采樣袋內(nèi)帶回實驗室進行檢測分析。

2.2 土壤中細菌和真菌的呼吸強度實驗方法

土壤中細菌和真菌的呼吸強度是影響土質(zhì)的關鍵因素之一，在對該項內(nèi)容進行檢測的過程中，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，來對土壤中細菌和真菌呼吸代謝的占比分別進行獲取，從而計算得出二者的呼吸強度。具體的實驗方法如下：

第一步，先準備四個容量為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 萬單位鏈霉素硫酸鹽并混合均勻；第二份加入4 萬單位的放線菌酮，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備的廣口瓶當中，并塞進瓶蓋，在瓶外貼好記錄標簽。接下來把四個廣口瓶都放到28℃的恒溫箱中，恒溫培養(yǎng)二十四小時。第三步，將滿足培養(yǎng)時間要求的土壤樣品從廣口瓶內(nèi)取出，避免對樣品造成污染和破壞，然后向每個廣口瓶中滴入相同滴數(shù)的酚酞指示劑，觀察瓶內(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)試劑滴定量對照每份樣品所消耗的HCl 用量，計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 溶液用于細菌和真菌吸收呼吸作用所釋放的CO2量。第六步，按照相關文獻實驗標準，每消耗1mol 濃度為0.1mol/mL 的NaOH溶液，實際上相當于產(chǎn)生2.2mg CO2，基于此標準可以計算出本次試樣土壤樣品呼吸作用所釋放的CO2量，同時也能分別計算出細菌和真菌呼吸分別所占百分比。

3 實驗結(jié)果分析

3.1 生物有機肥料對供試植株生長狀況的影響

本次實驗于6 月到9 月間連續(xù)進行，在實驗階段內(nèi)，所調(diào)查的歐洲白樺樣品植株具體的生長趨勢如圖1 和圖2 所示。

圖1 歐洲白樺施加不同濃度肥料組株高、地徑在各時期增長圖

圖2 歐洲白樺不同時期不同濃度肥料組株高、地徑增長量與對照組差異變化柱狀圖

由圖1 可以看出，實驗植株在6 月和7 月兩個月份的長勢相對比較快，8 月以后長勢逐漸緩慢；而由圖2 可以看出，在實驗開始后三十天內(nèi)，施加生物有機肥料后的實驗組植株高度明顯比對照組要高，而且隨著肥料用量的增加，株高差距越來越明顯；在實驗進行六十天節(jié)點階段，有機肥料濃度在10g/m2、20g/m2、30g/m2的實驗組株高仍然隨著與肥料用量成正比，且較對照組增長趨勢明顯，但是濃度為40g/m2、50g/m2的實驗組植株株高增長趨勢卻有所下降。由此可見，在該時間段，歐洲白樺促長所使用的生物有機肥料量應該在30g 左右為最佳；而當實驗進行到90 天階段的時候，歐洲白樺的株高增長趨勢與60 天階段時基本無差異，其中生物有機肥料使用濃度為10g/m2的實驗植株增長趨勢已經(jīng)非常微小，這說明，該濃度下的生物有機肥料作用期限大概只能維持兩個月左右。相比較而言，30g/m2濃度的肥料作用時間持續(xù)最長，且效果最明顯。地徑的增長量與株高增長趨勢保持一致。由此可見，不同濃度的生物有機肥料對林木促長作用存在一定差距，在實際應用過程中應當盡量保證肥料用量。

3.2 生物有機肥料對供試植株樣地土壤pH 值的影響

表1 給出了生物有機肥料對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：施加微生物肥料對土壤pH 值無顯著影響，土壤pH 值隨施肥量增加呈無規(guī)律變化。各種供試植株在此pH 值內(nèi)均能生長良好。

3.3 生物有機肥料對供試植物樣地土壤有機質(zhì)的影響

本次實驗結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2、20g/m2時，樣地土壤中有機質(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，樣地土壤中有機質(zhì)含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說明，微生物肥料施入量達到濃度30g/m2的時侯，該育苗樣地土壤中有機質(zhì)在滿足植株生長的同時，得到了積累。

3.4 生物有機肥料對供試植物樣地土壤水解性氮的影響

本次實驗結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2、20g/m2時，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，樣地土壤中有機質(zhì)含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說明微生物肥料施入量達到濃度30g/m2的時候，該育苗樣地土壤中水解性氮在滿足植株生長的同時，也得到了積累。

3.5 生物有機肥料對供試植物樣地土壤有效性磷的影響

本次實驗結(jié)果顯示：歐洲白樺在用量為0g/m2、10g/m2時，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，樣地土壤中有效性磷含量在施肥后30d 和90d 間依次增加，這說明，微生物肥料施入量達到濃度20g/m2的時候，該育苗樣地土壤中有效性磷在滿足植株生長的同時，得到了積累。試驗結(jié)果表明，生物有機肥料能促進供試植物的生長。隨著施入的生物有機肥料濃度的增加，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、分析表明，生物有機肥料在石質(zhì)山地造林生長中起著非常重要的促長作用，同時還對改善石質(zhì)山地土壤環(huán)境也有積極影響，因此，在石質(zhì)山地造林的過程中，充分認識生物有機肥料的優(yōu)勢，積極使用生物有機肥對土壤進行改良，增加土壤肥力，確保林木的持續(xù)、健康生長。