雷竹專(zhuān)用液體微生物肥料配方篩選

鐘東洋 程 平 曾慶南 彭逸珍 揭東海 付艷茹 王海霞*

(1 江西省林業(yè)科技推廣和宣傳教育中心 南昌 330038； 2 江西省林業(yè)科學(xué)院 南昌 330032)

雷竹(Phyllostachys violescens‘Prevernalis’)為散生、中小型筍用竹種。 雷竹發(fā)筍早、產(chǎn)量高、味道美、經(jīng)濟(jì)效益顯著，在江西省種植面積已超過(guò)1.59萬(wàn)hm2，并已形成以弋陽(yáng)縣為中心的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)。

適當(dāng)施肥能有效提高雷竹筍產(chǎn)量， 但采用土壤施肥時(shí)， 肥料有效利用率一般不高于30%， 造成了大量肥料浪費(fèi)。 為此， 本文根據(jù)雷竹各生長(zhǎng)時(shí)期的養(yǎng)分需求規(guī)律和林地土壤微生物變化， 充分利用雷竹竹腔存儲(chǔ)和竹纖維輸送功能， 開(kāi)展含有微生物和養(yǎng)分的竹腔注射專(zhuān)用液體肥料配方研究， 旨在為雷竹生產(chǎn)提供新型肥料， 減少肥料用量， 保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在位于撫州市東鄉(xiāng)區(qū)的江西省林業(yè)科學(xué)院筍用竹試驗(yàn)基地內(nèi)， 地理位置為東經(jīng)116°51′31″、 北緯28°18′24″。 該處位于亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)， 為贛東丘陵與鄱陽(yáng)湖平原的過(guò)渡地帶，地勢(shì)平坦， 四季分明， 氣候溫暖(年平均氣溫18 ℃)， 日照充足(年平均日照1 427.9 h)， 雨量充沛(年平均降雨量2 180.6 mm)， 無(wú)霜期長(zhǎng)(年無(wú)霜期271 d)。 土壤以紅壤土為主[1-2]。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

由具有解氮、 解磷、 解鉀功能的膠德克斯氏菌、 蠟狀芽孢桿菌及膠凍芽孢桿菌配成混合微生物， 與含氮、 磷、 鉀、 硅、 硼、 鎂等元素的尿素、過(guò)磷酸鈣、 氯化鉀、 水溶性二氧化硅、 硼酸和硫酸鎂按不同比例混合， 配置成能溶于水的液態(tài)肥料。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以微生物(A)、氮元素(B)、磷元素(C)、鉀元素(D)、硅元素(E)、硼元素(F)、鎂元素(G)為設(shè)計(jì)因子，采用L32(47)正交設(shè)計(jì)，各因素設(shè)置4 個(gè)水平，共32 個(gè)處理。 試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素與水平Tab.1 Test factors and levels

2.3 試驗(yàn)方法

分別于2020 年和2021 年的3 月、 5—7 月、8—9 月、 11—12 月采用竹腔注射施肥法各施肥1次。 施肥時(shí)， 將配置好的肥料與水按照1 ∶4 的比例稀釋后， 對(duì)樣地內(nèi)的立竹進(jìn)行施肥， 每株立竹注射稀釋液3 mL。

2.4 試驗(yàn)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)期間對(duì)樣地內(nèi)立竹進(jìn)行每竹調(diào)查。 調(diào)查時(shí)， 統(tǒng)計(jì)樣地內(nèi)立竹年齡、 立竹數(shù)量、 發(fā)筍數(shù)、成竹數(shù)、 新竹胸徑及新竹高度等， 單株母竹發(fā)筍數(shù)按照“林分內(nèi)當(dāng)年發(fā)筍數(shù)/上一年度林分立竹數(shù)” 進(jìn)行折算。

1) 樣地設(shè)置與調(diào)查。 在2016 年造林的雷竹林分內(nèi)設(shè)置樣地， 樣地大小為3.3 m × 3.5 m， 樣地四周設(shè)隔離溝， 溝深40 cm、 寬30 cm， 以斬?cái)喔鳂拥亻g竹鞭的聯(lián)系。 處理1 各因素水平均為0，默認(rèn)為試驗(yàn)對(duì)照林分。

2) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。 采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

分析結(jié)果顯示(表2)， 各處理對(duì)雷竹林分生長(zhǎng)的影響存在差異。 就對(duì)發(fā)筍數(shù)的影響來(lái)看， 以處理11、 22 表現(xiàn)最好， 均較對(duì)照(處理1) 提高75.00%， 處理3 表現(xiàn)最差， 較對(duì)照降低75.00%；在其余各處理中， 處理4、 10、 23 與對(duì)照無(wú)差別，處理16、 17、 19、 20、 25、 27、 30、 31、 32 的發(fā)筍數(shù)均低于對(duì)照。 就對(duì)成竹率的影響來(lái)看， 以處理3表現(xiàn)最好， 較對(duì)照提高33.33%， 其次依次為處理25 (20.00%) > 處理23 (18.67%) > 處理19(14.67%) >處理20、 30 (12.00%) >處理15、 21、27 (6.67%) >處理6、 16、 31 (5.33%) >處理29(4.00%)， 處理5 和處理8 與對(duì)照(處理1) 無(wú)差別， 其余處理均低于對(duì)照。 就對(duì)新竹平均胸徑的影響來(lái)看， 所有處理的新竹胸徑均高于對(duì)照， 其中以處理18 表現(xiàn)最好， 新竹胸徑是對(duì)照的3.8 倍； 處理32 表現(xiàn)稍差， 新竹胸徑較對(duì)照提高13.33%。 就對(duì)新竹高度的影響來(lái)看， 除處理32 低于對(duì)照外，其余處理均高于對(duì)照， 其中以處理18 表現(xiàn)最好，新竹高是對(duì)照的2.32 倍。

表2 不同處理的雷竹生長(zhǎng)指標(biāo)Tab.2 Growth indicators of Ph. violescens ‘Prevernalis’ under different treatments

3.1 單株母竹發(fā)筍數(shù)

從圖1 可以看出，磷元素和硅元素對(duì)雷竹發(fā)筍具有一定的抑制作用；微生物和鎂元素對(duì)單株母竹發(fā)筍數(shù)的影響較大，微生物添加過(guò)多，則會(huì)降低發(fā)筍數(shù)，當(dāng)鎂元素添加到最高水平時(shí)，發(fā)筍數(shù)有較大程度的提高，而添加量較少時(shí)則作用不明顯；氮元素添加的量越大，發(fā)筍數(shù)越多。 各因素對(duì)單株母竹發(fā)筍數(shù)的影響從大到小依次為鎂、硅、微生物、硼、磷、氮、鉀。

圖1 各處理對(duì)單株母竹發(fā)筍數(shù)的影響Fig.1 Effects of different treatments on shooting number of each maternal bamboo

方差分析結(jié)果表明(表3)， 各因素均不同程度地影響單株母竹發(fā)筍數(shù)， 其中硅元素和鎂元素的影響達(dá)到顯著水平(P<0.05)， 其余元素的影響均不顯著(P>0.05)。 各因素各水平對(duì)提高發(fā)筍數(shù)作用最好的配方為: 微生物水平3 (0.015 g/100 mL)、 氮水平4 (40 g/100 mL)、 磷水平1(0)、 鉀水平3 (25 g/100 mL)、 硼水平4 (0.010 g/100 mL)、 鎂水平4 (0.005 g/100 mL)。

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 成竹率

從圖2 可以看出， 添加硅元素后， 成竹率出現(xiàn)了大幅度的降低， 說(shuō)明硅元素對(duì)雷竹出筍成竹有抑制作用； 添加鉀元素后， 成竹率也有所降低；而微生物、 硼元素和鎂元素對(duì)成竹率的影響較大；氮元素對(duì)成竹率有積極作用， 但影響較小。 各因素對(duì)成竹率的影響從大到小依次為硅、 鎂、 硼、磷、 微生物、 鉀、 氮。

圖2 各處理對(duì)成竹率的影響Fig.2 Effects of different treatments on the rate of bamboo culm forming

方差分析結(jié)果顯示(表4)， 硅素對(duì)成竹率的影響達(dá)到極顯著水平(P<0.01)， 而其他元素對(duì)成竹率的影響均不顯著(P>0.05)。 各因素、 各水平對(duì)提高成竹率作用最好的配方為: 微生物水平3 (0.015 g/100 mL)、 氮水平3 (30 g/100 mL)、磷水平2 (10 g/100 mL)、 鉀水平1 (0)、 硼水平3 (0.005 g/100 mL)、 鎂 水 平 4 (0.005 g/100 mL)。

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 新竹胸徑

從圖3 可以看出， 硅元素對(duì)新竹胸徑的影響較大， 而且整體呈降低趨勢(shì)， 再次說(shuō)明硅素會(huì)抑制雷竹生長(zhǎng)。 微生物和鎂素的添加新竹胸徑的影響有一定差異， 且整體上隨添加量增加而影響加大； 磷素的影響較小， 少量添加磷素能提高新竹胸徑， 添加量略微提高則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。 各因素對(duì)新竹胸徑的影響從大到小依次為硅、 微生物、鎂、 氮、 硼、 鉀、 磷。

圖3 各處理對(duì)新竹胸徑的影響Fig.3 Effects of different treatments on DBH of new bamboo

方差分析結(jié)果顯示(表5)， 各元素對(duì)新竹胸徑的影響不同， 其中硼元素接近于顯著水平， 氮元素達(dá)到顯著水平、 接近于極顯著水平， 微生物、硅元素和鎂元素的影響達(dá)到極顯著水平 (P<0.01)， 其余因素的影響則不顯著。 各因素、 各水平對(duì)增加新竹胸徑作用最好的配方為: 微生物水平2 (0.010 g/100 mL)、 氮水平3 (30 g/100 mL)、 磷水平2 (10 g/100 mL)、 鉀水平4(25 g/100 mL)、 硼水平2 (0.001 g/100 mL)、 鎂水平4 (0.005 g/100 mL)。

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 新竹高度

從圖4 可以看出， 硅元素的添加降低了新竹高度， 微生物的添加則能有效提高新竹高度， 且不同微生物添加量水平， 差異性較大； 鎂元素對(duì)新竹高度的影響根據(jù)隨添加量增加呈先增加、 再減小、 再大幅增加的變化趨勢(shì)； 磷元素對(duì)新竹高度的影響整體上較小， 且隨添加量的增加呈增加幅度持續(xù)減少的變化趨勢(shì)。 各因素對(duì)新竹高度的影響從大到小依次為硅、 鎂、 微生物、 磷、 鉀、硼、 氮。

圖4 各處理對(duì)新竹高度的影響Fig.4 Effects of different treatments on height of new bamboo

方差分析結(jié)果顯示(表6)， 硅元素、 鎂元素和微生物對(duì)新竹高度的響應(yīng)達(dá)極顯著水平(P<0.01)， 而其余因素的響應(yīng)則不顯著(P>0.05)。各因素、 各水平對(duì)增加新竹高度作用最好的配方為: 微生物水平2 (0.010 g/100mL)、 氮水平3(30 g/100 mL)、 磷水平2 (10 g/100 mL)、 鉀水平4 (25 g/100 mL)、 硼水平2 (0.001 g/100 mL)、鎂水平4 (0.005 g/100 mL)。

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) 與土壤施用土體微生物肥料的研究結(jié)果一樣[3]， 硅元素對(duì)雷竹生長(zhǎng)有抑制作用， 在液態(tài)肥中添加硅素后， 無(wú)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)培育雷竹筍用林時(shí)， 建議在配方肥中不添加硅元素， 這與以往研究硅肥能有效促進(jìn)禾本科植物生長(zhǎng)的結(jié)論不同， 也與李珂清等研究的硅肥能有效促進(jìn)水稻生產(chǎn)和產(chǎn)量的影響不同[4]， 具體原因有待于進(jìn)一步研究。

2) 微生物能較好地促進(jìn)雷竹生長(zhǎng)， 不同微生物添加量作用效果不同， 整體上隨添加量的增加促進(jìn)作用增強(qiáng)。 基于筍用竹培育目標(biāo)為提高竹筍產(chǎn)量， 本文建議選用0.015 g/100 mL 作為竹腔注射專(zhuān)用微生物肥的適宜用量。

3) 添加鎂元素能有效提高雷竹林分的生長(zhǎng)指標(biāo)， 在本試驗(yàn)設(shè)置的4 個(gè)水平中， 水平4(0.005 g/100 mL)對(duì)所有生長(zhǎng)指標(biāo)的提高值最大，亦即在試驗(yàn)范圍內(nèi)鎂元素的量以最高水平0.005 g/100 mL 為最好。

4) 不同生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)大量營(yíng)養(yǎng)元素(氮、 磷、鉀) 需求不同[5]。 添加氮元素對(duì)雷竹各生長(zhǎng)指標(biāo)均有不同程度的提高， 其中水平3 (30 g/100 mL)對(duì)提高發(fā)筍數(shù)和成竹率提高較大、 水平2(20 g/100 mL) 對(duì)新竹胸徑和高度提高較大。 添加磷元素不能提高發(fā)筍數(shù)， 但能提高其他生長(zhǎng)指標(biāo)， 因此若要留筍養(yǎng)竹， 則可適當(dāng)添加磷元素(10 g/100 mL)。 鉀元素對(duì)提高發(fā)筍量、 新竹平均胸徑和高度都有較好的作用， 若要提高發(fā)筍數(shù)則選擇水平3 (19 g/100 mL)， 若是林分胸徑和高度較小則選擇水平4 (25 g/100 mL)。

5) 硼元素能有效提高雷竹林分生長(zhǎng)指標(biāo)， 其中水平4 (0.010 g/100 mL) 對(duì)促進(jìn)發(fā)筍作用最好， 水平2 (0.001 g/100 mL) 能明顯提高新竹胸徑和高度， 因此適當(dāng)?shù)奶砑优鹪兀?能有效提高雷竹林分產(chǎn)量。

綜上所述， 針對(duì)雷竹不同生長(zhǎng)指標(biāo)， 適宜的液態(tài)微生物肥配方分別為: 單株母竹發(fā)筍數(shù)， 微生物0.015 g/100 mL、 氮40 g/100 mL、 磷0 g/100 mL、鉀 19 g/100 mL、 硼 0.010 g/100 mL)、 鎂0.005 g/100 mL； 成竹率， 微生物0.015 g/100 mL、氮30 g/100 mL、 磷10 g/100 mL、 鉀0 g/100 mL、硼0.005 g/100 mL、 鎂0.005 g/100 mL； 新竹胸徑和竹高， 微生物0.010 g/100 mL、 氮30 g/100 mL、磷10 g/100 mL、 鉀25 g/100 mL、 硼0.001 g/100 mL、鎂0.005 g/100 mL。

因此， 針對(duì)雷竹林的不同經(jīng)營(yíng)目的， 應(yīng)選擇不同配方以實(shí)現(xiàn)定向培育的目標(biāo)。 如雷竹筍用林，其培育的主要目標(biāo)是獲取更多的新筍， 出筍數(shù)量就成為重要指標(biāo)， 此時(shí)則應(yīng)優(yōu)先選擇能有效提高單株母竹發(fā)筍數(shù)的配方。