不同固態(tài)微生物肥料配方對雷竹林生長的影響

曾慶南 程 平 彭逸珍 葉一琪 揭東海 付艷茹 王海霞

(江西省林業(yè)科學(xué)院 南昌 330032)

雷竹(Phyllostachysviolescens‘Prevernalis’)是散生竹種中發(fā)筍較早的竹種，其筍具有產(chǎn)量高、味道美、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)勢，近年來在江西省東北地區(qū)快速發(fā)展，人工造林面積已超1.33萬hm2，已成為部分縣、市林業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，在精準脫貧和鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮了重要作用。

雷竹是喜肥竹種，施肥能有效提高竹筍產(chǎn)量。生產(chǎn)中土壤肥料利用率低、大量施肥的情況時有發(fā)生，造成林地土壤污染、酸化，土壤微生物種群生態(tài)平衡受到破壞，進而導(dǎo)致雷竹林生產(chǎn)周期短、林分退化。為此，本文根據(jù)雷竹生長對養(yǎng)分種類和數(shù)量的需求，結(jié)合雷竹林地土壤微生物特征，篩選不同的微生物及養(yǎng)分種類并進行復(fù)配與試驗，以期篩選雷竹林地土壤專用固態(tài)微生物肥料配方，為雷竹生產(chǎn)提供新型生產(chǎn)物資，促進雷竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 試驗地概況

試驗林位于江西省林業(yè)科學(xué)院筍用竹試驗基地，地理位置28°18′24″N、116°51′31″E，屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)，地處贛東丘陵與鄱陽湖平原的過渡地帶，地勢平坦，多為緩坡丘陵，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，無霜期長，平均氣溫18 ℃，年平均日照時間1 427.9 h，年平均降雨量2 180.6 mm，年無霜期為271 d。土壤以紅壤土為主[1-2]。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

由膠德克斯氏菌、蠟狀芽孢桿菌及膠凍芽孢桿菌的混合微生物與氮素、磷素、鉀素、硅素、硼素、鎂素等元素按不同比例進行復(fù)配。其中，氮素、磷素、鉀素、硅素、硼素、鎂素分別由尿素、過磷酸鈣、氯化鉀、水溶性二氧化硅、硼酸和硫酸鎂提供。

2.2 試驗設(shè)計

采用L3247正交設(shè)計，試驗因素包括氮素、磷素、鉀素、硅素、硼素、鎂素，每個因素設(shè)置4個水平。各因素水平見表1，共32個處理。

表1 試驗因素與水平Tab.1 Test factors and levels

2.3 試驗方法

于2020年、2021年連續(xù)2年在雷竹林中進行試驗，采用土壤施肥。分別于3月、5—7月、8—9月、11—12月各施肥1次。

施肥前在竹株周圍挖深10～15 cm環(huán)形溝，將混合微生物用水溶解并與其他固體肥料混合均勻，施入環(huán)形溝內(nèi)，覆土并澆水20 L。

2.4 調(diào)查與統(tǒng)計

于2021年、2022年對樣地內(nèi)立竹進行每竹調(diào)查，調(diào)查樣地內(nèi)林分立竹數(shù)、立竹年齡、發(fā)筍數(shù)、成竹數(shù)、胸徑及高度等指標，計算單株母竹發(fā)筍數(shù)和成竹率。其中，單株母竹發(fā)筍數(shù)=(當年發(fā)筍數(shù)/上年度林分立竹數(shù))，成竹率=(發(fā)筍數(shù)/成竹數(shù))×100%。

1)樣地設(shè)置與調(diào)查。在造林4年的雷竹林中，選3.3 m × 3.5 m林分作為樣地，四周挖40 cm × 30 cm隔離溝，斬斷所有鞭系，共32個處理，處理1各因素水平均為0，作為試驗對照林分。

2)土壤采樣。每塊樣地取混合土壤樣1 kg進行有效成分含量測定，同時取樣地竹鞭或竹篼根系周圍土壤(5～20 cm)深土樣500 g，裝入無菌塑料袋中帶回實驗室分離、檢測微生物種群(類)。

3)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

各處理對雷竹林生長影響的統(tǒng)計分析結(jié)果見(表2)。由表2可以看出，從發(fā)筍數(shù)來看，與試驗處理1(對照)相比，2021—2022年2年間各處理單株母竹發(fā)筍量平均提高率從大到小依次為處理19(188.89%)>處理23(133.33%)>處理18(111.11%)>處理15、26(100.00%)>處理2、9、21(88.89%)>處理12、13(77.78%)>處理7、17、20、22、31、32(66.67%)>處理5、6、27(55.56%)>處理24(44.44%)>處理3、10、14(33.33%)>處理8、25、28、29(22.22%)>處理16(11.11%)>處理1>處理4(-11.11%)>處理11(-33.33%)，單株母竹發(fā)筍數(shù)以處理19最好。同樣分析可知，成竹率以處理31最好；新竹平均胸徑以處理24最好，其次分別為處理5和處理19；平均株高以處理24最高。

表2 試驗處理對雷竹生長的影響Tab.2 Effect of experimental treatment on the growth of Ph. violescens ‘Prevernalis’

3.1 不同處理對單株母竹發(fā)筍數(shù)的影響

從圖1可以看出，硅元素的添加抑制了母竹發(fā)筍數(shù)的提高，鉀素和微生物對單株母竹發(fā)筍數(shù)的影響較大，氮素、硼素的影響較??；各因素對母竹發(fā)筍數(shù)的影響從大到小依次為硅素、鉀素、微生物、鎂素、磷素、硼素、氮素。

圖1 不同處理單株母竹發(fā)筍數(shù)Fig.1 Shooting number of each maternal bamboo under different treatments

進一步方差分析表明(表3)，各因素對單株母竹發(fā)筍數(shù)均有一定的影響，但差異均不顯著(P>0.05)。根據(jù)各因素各水平對提高發(fā)筍數(shù)的作用大小，篩選出提高單株母竹發(fā)筍數(shù)的配方為：微生物水平3、氮素水平3、磷素水平4、鉀素水平2、硼素水平3、鎂素水平4。

表3 各處理間單株母竹發(fā)筍數(shù)的方差分析Tab.3 Variance analysis of shooting number of each maternal bamboo among different treatments

3.2 不同處理對成竹率的影響

從圖2可以看出，硅元素極大地降低了成竹率，鎂素和硼素對成竹率的影響較大，鉀素的影響較??；各因素對成竹率的影響從大到小依次為硅素、鎂素、硼素、磷素、氮素、鉀素、微生物。

圖2 不同處理的成竹率Fig.2 Percentage of bamboo culm forming under different treatments

進一步方差分析表明(表4)，各因素對成竹率均有一定的影響，其中硅素達到了極顯著水平(P<0.01)，其余因素影響均不顯著。根據(jù)各因素、各水平對成竹率作用的大小，篩選出提高成竹率的配方為：微生物水平4、氮素水平2、磷素水平2、鉀素水平3、硼素水平4、鎂素水平4。

表4 各處理間成竹率的方差分析Tab.4 Variance analysis of bamboo culm forming percentage among different treatments

3.3 不同處理對新竹胸徑的影響

從圖3可以看出，硅元素降低了新竹胸徑，微生物和鎂素對新竹胸徑的影響較大，氮素的影響較??；各因素對新竹胸徑的影響從大到小依次為硅素、微生物、鎂素、鉀素、磷素、硼素、氮素。

圖3 不同處理的新竹胸徑Fig.3 DBH of new bamboo under different treatments

進一步方差分析表明(見表5)，各因素對新竹胸徑的影響存在差異，其中微生物、硅素、鎂素和鉀素均達到了極顯著水平(P<0.01)，其余因素影響不顯著。根據(jù)各因素各水平對提高新竹胸徑的作用大小，篩選出提高新竹平均胸徑的最佳配方為：微生物水平3、氮素水平4、磷素水平4、鉀素水平3、硼素水平3、鎂素水平4。

表5 各處理間新竹胸徑的方差分析Tab.5 Variance analysis of new bamboo DBH among different treatments

3.4 不同處理對新竹高度的影響

從圖4可以看出，硅元素抑制了新竹的高生長，微生物和鎂素對新竹高度的影響較大，氮素的影響較?。桓饕蛩貙π轮窀叨鹊挠绊憦拇蟮叫∫来螢楣杷?、鎂素、微生物、磷素、鉀素、硼素、氮素。

圖4 不同處理的新竹高度Fig.4 Height of new bamboo under different treatments

進一步方差分析表明(表6)，各因素對新竹胸徑的影響存在差異，其中硅素的影響達到極顯著水平(P<0.01)，微生物、鎂素達到了顯著水平(P<0.05)，其余因素影響不顯著。根據(jù)各因素各水平對提高新竹高度作用的大小，篩選出提高新竹高度的最優(yōu)配方為：微生物3、氮素水平1、磷素水平4、鉀素水平2、硼素水平1、鎂素水平4。

表6 各處理間新竹高度的方差分析Tab.6 Variance analysis of the new bamboo height among different treatments

4 結(jié)論與討論

1)土壤養(yǎng)分的種類、含量及土壤微生物對雷竹生長和筍產(chǎn)量有直接的影響。

2)硅元素對雷竹林的生長有著抑制作用，無論是發(fā)筍數(shù)、成竹率、新竹胸徑還是新竹高度，均有不同程度的降低。因此，在紅壤區(qū)培育雷竹筍用林，不需要添加硅元素，這與以往研究的硅肥能有效促進禾本科植物生長的結(jié)論不同，也與李珂清等[3]的硅肥能有效促進水稻生長和產(chǎn)量的研究結(jié)論不同，具體原因有待于進一步研究。

3)微生物的添加能較好地促進雷竹生長，不同水平的微生物配方有不同的效果；總體而言，膠德克斯氏菌作為主要菌群，對雷竹林分的生長起著積極的促進作用，這與涂寶華等[4]關(guān)于不同菌劑對水稻生長的影響研究結(jié)論一致。

4)鎂素對雷竹林分生長的影響也較大，在試驗設(shè)置的4個水平中，水平4對所有指標的影響表現(xiàn)最好，表明在試驗范圍內(nèi)，鎂素的用量以最高水平50.00 g/667 m2為最好[5]。

5)雷竹不同生長指標對大量營養(yǎng)元素(氮、磷、鉀)需求不同。各因素間對母竹發(fā)筍數(shù)和成竹率的影響均不顯著，而鉀肥對新竹平均胸徑的影響達極顯著水平，硅肥對新竹平均高度的影響達極顯著水平，施微生物肥和鎂肥對新竹平均高度的影響達顯著水平。

6)硼元素對新竹高生長有一定的抑制作用，對其余指標均有不同程度的提高，因此，適當添加硼元素能有效提高雷竹林分產(chǎn)量，降低林分高度，在大風(fēng)、大坡度生產(chǎn)區(qū)域建議使用。

7)根據(jù)試驗結(jié)果，依據(jù)雷竹林分生產(chǎn)目標產(chǎn)品為鮮筍的定位，以提高單株母竹發(fā)筍數(shù)優(yōu)先，提高新竹胸徑作為參考指標，篩選出的土壤固體肥料配方為：微生物(50.00 g/667 m2)、氮素(8.00 kg/667 m2)、磷素(2.25 kg/667 m2或3.00 kg/667 m2)、鉀素(1.50 kg/667 m2或2.00 kg/667 m2)、硼素(10.00 g/667 m2或15.00 g/667 m2)、鎂素(50.00 g/667 m2)。