微生物菌肥與化學肥料配施對盈江省藤生長的影響

何明闡 王慷林 李楊濤 張恩向

(1 德宏州林業(yè)科學研究所 云南瑞麗 678601；2 西南林業(yè)大學 昆明 650224；3 云南康森林業(yè)技術咨詢有限公司 云南芒市 678400)

棕櫚藤，是棕櫚科 (Palmae) 省藤亞科(Calamoideae) 省藤屬(Calamus) 植物的總稱，主要產(chǎn)品藤材是僅次于木材和竹材的重要林產(chǎn)品，隨著制藤工業(yè)的日益發(fā)展，野生藤資源日益枯竭，無法滿足工業(yè)和貿(mào)易快速發(fā)展的需求，國家已把棕櫚藤相關研究列入重點科研項目。盈江省藤(C.nambariensisvar.yingjiangensis) 為省藤屬攀援性植物的一種，主要分布于云南西部(盈江銅壁關) 及西南部(滄源)、海拔1 350～1 450 m 的常綠闊葉林中，其藤莖質(zhì)地優(yōu)良[1-3]，是制作高檔家具和工藝品的重要原材料。

微生物菌肥是一種新型肥料，可增加土壤中有益微生物的數(shù)量和活性，改良土壤結構，消除土壤板結，改善地力，還可增強植物抗逆性，提高作物品質(zhì)，有的還能釋放生長激素并抑制有害生物的產(chǎn)生[4-6]，但其不能代替肥料，必須與有機肥或無機肥同時施用[7]。已有研究指出:微生物菌肥對1 年生楊梅(Myrica rubra) 生長具有顯著的促進作用(P＜0.05)，施用微生物菌肥可顯著促進蘋果(Malus pumila) 花臉病感染植株的根系生長，增強根系對氮的吸收和向地上部的運輸；微生物菌肥還有利于調(diào)整土沉香 (Aquilaria sinensis)、海南黃花梨(Dalbergia odorifera)、海南坡壘(Hopea hainanensis) 林地土壤微生物群落結構和代謝活性[8-13]?？傮w上，微生物菌肥有益于提高立地質(zhì)量，促進植物生長。

近年來，國內(nèi)外對一些重要的棕櫚藤種類，特別是盈江省藤的研究，取得了一定的進展，從形態(tài)結構、物理特性、種子萌發(fā)、苗木培育、幼苗管理和施肥等方面都有文獻報道[14-21]，但有關微生物菌肥結合化學肥料施肥對棕櫚藤生長影響的研究較少?；诖耍狙芯客ㄟ^微生物菌肥和化學肥料配施，了解其對盈江省藤生長的影響，以期獲得人工種植盈江省藤幼林最佳的肥料配比，為其人工林高效培育提供科學依據(jù)。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省德宏州瑞麗市的州林科所派羅山林區(qū)，地理位置為北緯24°07′02″、東經(jīng)97°52′06″，海拔1 184～1 210 m；造林地坡向為北坡，平均坡度13°，土壤以棕黃壤和沙壤為主，土層厚0.8～2.5 m，土壤疏松，腐質(zhì)層較厚；氣候溫暖濕潤，屬亞熱帶季風氣候，全年無霜。植被類型為天然次生闊葉林，上層喬木以紅木荷(Schima wallichii)、潤楠(Machilus nanmu)和櫟類(Quercus spp.)等大喬木為主，郁閉度0.7～0.9；下層灌木和草本由魚尾葵(Caryota ochlandra)、桫欏(Alsophila spinulosa)和禾本科(Gramineae)植物組成，蓋度約10%～30%。該區(qū)域?qū)偈√俚倪m生區(qū)域。

1.2 材料和方法

于2014 年采用非均勻密度方式造林(株行距1 m × 2 m × 4 m)、且成活率較好的2 年生盈江省藤幼林中，在立地條件基本一致的地段選擇生長健壯的植株，采用微生物菌肥(生物功能菌，有效活菌數(shù)≥200 億/g)、福澤農(nóng)復合肥(N ∶P ∶K＝22 ∶0 ∶5) 和磷肥(過磷酸鈣有效成分≥16%) 3 種肥料，開展3 因素3 水平(表1) 的施肥試驗。采用L9(34) 正交設計布置試驗(表2)，試驗設置一個空白對照，共有10 個處理組合，每個處理組合施肥20 株，3 次重復。

表1 試驗因素和水平Tab.1 The factors and levels of the trial

試驗前，選擇立地條件基本一致的地段，按雙行統(tǒng)計省藤植株數(shù)，根據(jù)各因素水平組合，將試驗林地分為30 個小區(qū)，各水平組合隨機排入小區(qū)內(nèi)。施肥前，選擇生長基本一致的植株，在其地徑外20 cm 處的上坡方向開挖半圓形施肥溝，將按表2 的各組合配置混合肥料均勻撒在溝內(nèi)后覆土，施肥時間為每年的5 月，從2016 年開始，連續(xù)進行3 年施肥試驗。

表2 L9 (34) 正交設計因素水平及試驗組合表Tab.2 The L9 (34) orthogonal design of the trial

于試驗開始施肥的當年12 月份測定省藤的地徑、株高、葉片數(shù)和冠幅，之后每年12 月份跟蹤測定，分析不同施肥處理對省藤生長的影響。數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS 軟件進行整理和分析。

2 結果與分析

2.1 藤苗地徑生長

2.1.1 施肥處理對苗木地徑生長的影響

施肥的第1 年至第3 年，藤苗平均地徑分別為0.63～1.20、0.92～2.34 和1.07～3.33 cm；施肥的第1 年，處理1～3 的苗木平均地徑極顯著大于其他處理[P＝ (8.7E-23) ＜0.01]，除處理5 外的所有處理的苗木平均地徑均極顯著的大于對照(CK)；施肥的第2 年，處理1 和2 的平均地徑極顯著地大于其他處理[P＝ (6.0E-33) ＜0.01]；施肥的第3 年，則僅處理1 的平均地徑極顯著大于其他處理[P＝ (1.8E-40)＜0.01]。在連續(xù)施肥的3 年中，所有處理的苗木地徑均大于對照的地徑(圖1)，表明微生物菌肥和化學肥料配施，施肥當年即可促進盈江省藤的地徑生長，隨著林齡的增長，連續(xù)施肥措施對其促進作用增強；處理1 的苗木地徑在3年中始終表現(xiàn)最大。

圖1 不同處理的苗木平均地徑Fig.1 Average basal diameters of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

2.1.2 影響苗木地徑生長的主要因素及優(yōu)水平組合

表3 顯示，在施肥的1～3 年中，影響藤苗地徑生長的主導因子都是復合肥(A)；施肥當年，影響地徑生長的次要因素是磷肥(B)，不施復合肥和磷肥處理的苗木地徑極顯著[P＝ (1.9E-19) ＜0.01] 和顯著(P＝0.02＜0.05) 地大于施肥的處理；微生物菌肥(C) 的不同施肥量未對苗木地徑產(chǎn)生顯著差異的影響[P＝ (1.0E-01)＞0.05]。施肥的第2 和3 年，不施復合肥和磷肥的苗木地徑同樣極顯著地大于施肥的處理[PA-2a＝ (2.0E-25) ＜0.01，PA-3a＝ (1.2E-27) ＜0.01；PB-2b＝ (5.4E-3) ＜0.01，PB-3b＝ (6.5E-6) ＜0.01) ]，施微生物菌肥0.3 和0.6 g/株的苗木地徑極顯著地大于施0.9 g/株的處理[PC-2a＝ (4.2E -5) ＜0.01，PC-3b＝ (1.6E -6) ＜0.01]；施肥后，影響苗木地徑生長的理論優(yōu)水平組合均為施微生物菌肥0.3 g/株的處理(A1B1C1)，與實際試驗測得的苗木最大地徑處理相一致(表3)。連續(xù)3 年的施肥試驗，都表現(xiàn)出施復合肥和磷肥抑制盈江省藤地徑生長的結果，表明無機肥料對其地徑生長產(chǎn)生負效應；第2 年施微生物菌肥后，0.3 和0.6 g/株的施肥量處理均促進了苗木地徑生長。

表3 不同處理藤苗地徑的極差分析Tab.3 Range analysis of basal diameters of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

2.2 藤苗株高生長

2.2.1 施肥處理對苗木株高生長的影響

施肥的第1 年至第3 年，各處理的苗木平均株高分別為14.3～32.3、17.9～65.9 和20.7～131.8 cm；施肥當年，處理1 的苗木株高極顯著地高于其他處理，施肥的第2 和3 年，處理1 和2的苗木株高極顯著地高于其他處理[P＝ (2.8E-46～1.9E-33) ＜0.01]，對照處理的苗木株高低于多數(shù)施肥組合處理，施肥的第3 年，苗木株高較第2 年生長迅速(圖2)，表明施肥促進了苗木株高生長，而且適宜的施肥組合可極顯著促進其株高生長。

圖2 不同處理的平均株高Fig.2 Average heights of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

2.2.2 影響苗木株高生長的主要因子及其水平間的差異

與苗木地徑相同，復合肥是影響盈江省藤株高生長的主導因子；施肥當年和第3 年，不施復合肥和磷肥的苗木株高極顯著地高于施肥的處理[PA-1a＝ (1.0E-40) ＜0.01，PA-3a＝ (9.6E-16)＜0.01；PB-1a＝ (2.4E -04) ＜0.01，PB-3a＝(2.3E-05) ＜0.01) ]；施肥的第2 年則是不施復合肥的苗木株高極顯著地高于施肥的處理[P＝(2.5E-30) ＜0.01]；微生物菌肥則是施肥當年和第3 年，施0.3 g/株的處理顯著(P＝0.032＜0.05) 和極顯著[P＝ (1.3E-6) ＜0.01] 地高于施0.9 g/株的處理；影響苗木株高生長的理論優(yōu)水平組合為施肥當年和第3 年，結果相一致，亦與實際測得的株高最高的水平組合相一致。施肥第2 年的理論優(yōu)水平組合則是10 g/株磷肥與0.3 g/株微生物菌肥組合的施肥處理，與實際測得的株高最高的水平組合不一致(表4)。施肥第2 年，盈江省藤株高的理論優(yōu)水平組合與實際試驗最高的處理組合不一致，同時與其余2 年的也不一致。株高對施肥量的響應，即無機肥抑制盈江省藤株高生長的結果，與地徑相一致，進一步揭示在試驗林地條件下，僅施微生物菌肥即可實現(xiàn)促進盈江省藤生長的目的。

表4 不同處理藤苗株高的極差分析Tab.4 Range analysis of height of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

2.3 藤苗葉片生長

施肥的第1 年至第3 年，各水平組合的平均葉片數(shù)分別為2.1～3.2、2.4～4.2 和2.5～5.1 片/株，其中處理1 的平均葉片數(shù)始終極顯著地多于其他處理 [P＝ (2.42E -64～ 1.55E -18) ＜0.01]，與地徑和株高生長表現(xiàn)一致(圖3)；隨著林齡的增長，葉片數(shù)逐漸增多，在施肥第3 年時，所有水平組合的葉片數(shù)均多于對照，表明連續(xù)施肥可促進盈江省藤的葉片生長，并隨著林齡的增長其促進作用增強。隨著植株葉片數(shù)的增加，光合作用增強，促進了苗木的地徑和株高生長。

圖3 不同處理的單株苗木葉片數(shù)Fig.3 Number of leave per seedling with different treatments

在施肥的1～3 年中，影響苗木葉片生長的主導因子與地徑和株高的一致，均為復合肥；施復合肥和磷肥極顯著地抑制苗木葉片的發(fā)育[P＝(4.7E-9～1.1E-3) ＜0.01]，且其抑制作用低于微生物菌肥的促進作用(微生物菌肥在主次因子排序中排在最后)；施0.3 或0.6 g/株微生物菌肥極顯著地促進葉片發(fā)育[P＝ (3.5E-15～7.7E-4) ＜0.01]；影響葉片生長的理論優(yōu)水平組合為A1B1C1(表5)，與影響地徑的理論優(yōu)水平組合相一致，表明苗木的葉片發(fā)育與地徑生長協(xié)調(diào)一致。

表5 不同處理藤苗葉片數(shù)的極差分析Tab.5 Range analysis of leaf numbers of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

2.4 藤苗冠幅生長

施肥的第1 年至第3 年，各水平組合的平均冠幅分別為20.11～42.66、24.12～54.79 和24.65～76.68 cm；施肥當年，處理1 的平均冠幅極顯著大于其他處理[P＝ (5.03E-36) ＜0.01]，除處理5、6、9 外，苗木平均冠幅均大于對照[ (28.61～42.66) cm ＞23.08 cm]；施肥后第2年，處理1 的平均冠幅極顯著大于其他處理[P＝(7.86E-14) ＜0.01]，處理1～9 的平均冠幅均大于對照[(35.55～54.79) cm＞24.12 cm]；施肥后第3 年，處理1～3 的平均冠幅極顯著大于其他處理[P＝ (9.69E-49) ＜0.01]，除處理9 外，平均冠幅均大于對照 [ (32.16～ 76.68) cm ＞30.42 cm]的(圖4)，表明微生物菌肥和化學肥料可促進盈江省藤的冠幅生長，且地徑、株高、葉片數(shù)和冠幅協(xié)同生長，處理1 的冠幅隨施肥次數(shù)的增加增長最顯著，連續(xù)單施少量的微生物菌肥可作為盈江省藤幼林撫育的主要措施。

圖4 不同處理的苗木冠幅Fig.4 Crown width of seedlings with different treatments

與葉片一樣，影響冠幅的主導因子是復合肥，除施肥第3 年10 g/株的磷肥處理顯著促進冠幅擴展外，施復合肥和磷肥的處理依然顯著或極顯著地抑制冠幅生長[PA＝ (3.6E-50～1.2E-18) ＜0.01，PB＝ (0.015～ 3.7E -14) ＜0.05 或＜0.01) ]；施0.3 和0.6 g/株微生物菌肥可促進冠幅擴展，除第3 年外，冠幅的理論優(yōu)水平組合與葉片數(shù)的理論優(yōu)水平組合相一致(為A1B1C1)，第3 年理論優(yōu)水平組合與葉片數(shù)的的理論優(yōu)水平組合不一致，主要是此階段10 g/株磷肥對冠幅擴展產(chǎn)生促進作用所致(表6)，隨著盈江省藤的生長，其對磷肥需求相應增加。

表6 不同處理藤苗冠幅的極差分析Tab.6 Range analysis of crown width of C. nambariensis var. yingjiangensis seedlings with different treatments

3 結論與討論

3.1 結論

試驗結果顯示，對2 年生盈江省藤幼林施0.3～0.6 g/株的微生物菌肥能促進其生長；除第3 年施10 g/株的磷肥促進冠幅擴展外，其余試驗年份施復合肥和磷肥則顯著(P＜0.05) 和極顯著(P＜0.01) 地抑制苗木地徑和株高生長，以及葉片發(fā)育和冠幅擴展，且其抑制作用大于微生物菌肥的促進作用。因此，試驗地盈江省藤幼林單施微生物菌肥即可達到促進其生長的效果，且施肥量不宜超過3～6 g/株，可隨著林齡增長逐漸增加施肥量。

3.2 討論

彭超等[21]指出，相對低濃度的氮肥和高濃度的磷肥能夠促進小省藤(Calamus gracilis) 和盈江省藤幼苗早期生長；楊文君等[22]試驗結果表明，尿素對盈江省藤幼苗生長具有負效應，過磷酸鈣有益于盈江省藤幼苗的生長，此階段不宜施用尿素。本研究顯示，復合肥極顯著地抑制盈江省藤2～5 年生幼林生長，與楊文君等的研究結果一致，與彭超等的研究結果不同；磷肥抑制幼林生長的結論也與以上研究者的試驗結果不相同，其原因可能是林地土壤養(yǎng)分含量不同所致，有待進一步試驗研究。在本研究的試驗林地條件下，僅施微生物菌肥即可實現(xiàn)促進此林齡階段盈江省藤生長的目的，增加復合肥和磷肥不但增加成本，而且抑制了苗木生長。本試驗中不能確定的是幼林對高氮復合肥的需求是否較低，土壤中含有或者微生物菌肥分解的氮元素是否已經(jīng)能滿足需求，將有待于對試驗地土壤養(yǎng)分及生物量做進一步研究。

連續(xù)3 年的施肥試驗顯示，微生物菌肥對盈江省藤幼林生長產(chǎn)生的積極影響，與微生物菌肥增加土壤中的有益微生物活性、改善了土壤營養(yǎng)環(huán)境有關；微生物菌肥與復合肥配施，雖然也對盈江省藤幼林有一定的促進作用，但其效果顯著差于單施微生物菌肥，原因可能是化學肥料會抑制微生物菌肥中的微生物活性，影響林木根系對養(yǎng)分的吸收所致，亦需要更為深入的試驗研究。