全 文 ：第 25卷 第 4期 西 南 林 学 院 学 报 Vo1.25 No.4
2005年 12月 JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYCOLLEGE Dec.2005
厚荚相思苗木接种根瘤菌的造林试验＊
黄宝灵 ,吕成群 ,秦武明 ,韦原莲 ,韦立秀
(广西大学 林学院 ,广西南宁 530005)
摘要:为了解接种根瘤菌对造林质量的影响 ,筛选出适于造林生产的优良根瘤菌株 ,采用随机
区组试验设计 ,设置 6处理 、3重复的厚荚相思苗木接种根瘤菌造林试验 ,结果表明:采用接种
根瘤菌的苗木造林 ,利用生物固氮作用 ,可促进幼树的高生长和地径生长 ,增加幼树叶片的叶
绿素含量;并从中筛选出 ZG04为优良菌株.
关键词:厚荚相思;根瘤菌;造林试验
中图分类号:S725 文献标识码:A 文章编号:1003-7179(2005)04-0080-04
相思(Acacia)树大多数种类相对集中地分布在
澳大利亚 ,国内外对相思树种的引种栽培都很重视 ,
特别是东南亚 、南美洲 、非洲等地先后大批量地引
种 [ 1, 2] .马来西亚早在 20世纪 60年代开始引种澳大
利亚相思树 ,并以每年 6 000 hm2的造林速度发
展 [ 3] .我国引种相思树已有 70多年历史 ,自从 1983
年把相思树的引种栽培正式列入国家科技攻关课题
研究以来 ,使相思树在我国得到了较快地发展[ 4] ,特
别是在华南地区 ,目前已成为营造短周期工业用材
林的主要树种[ 5 ～ 7] .营造短周期工业用材林的措施
之一是集约经营 ,提供良好的水肥条件才能获得最
大的经济效益.但对大面积林木施肥目前仍难以实
现 ,因此 ,为了提高林木生长量 ,降低营林成本 ,取得
更大的经济效益 ,选择具有生物固氮作用 、结瘤效率
高 、固氮能力强的优良相思根瘤菌接种苗木造林 ,促
进树木的生长 ,具有其他营林技术措施无法比拟的
深远意义.本研究在对 53个相思根瘤菌菌株的结瘤
固氮特性 、生理生化特征 、生长适应性和盆栽苗接种
试验的基础上 ,筛选出 5个菌株接种到目前在生产
上已大量推广的造林树种厚荚相思(Acaciacrasc-
carp)苗木上 ,进行造林试验 ,旨在筛选出适用于大
面积造林并能显著促进林木生长的优良菌株.
1 试验地概况
试验地位于广西高峰林场界牌分场 ,地处东
经 108°21′,北纬 22°41′,海拔 450 m左右 ,相对高
度 100 ～ 200 m,坡度 25°～ 30°.年平均气温 21 ℃,
极端低温 -2℃,极端高温 40 ℃,年积温 7 500℃.
年降雨量 1 200 ～ 1 500 mm,降雨多集中在每年的
6 ～ 9月 ,年蒸发量 1 250 ～ 1 620 mm.年日照时数
1 450 ～ 1 650 h,相对湿度 80%.成土母岩以砂岩
为主 ,砖红壤性红壤 ,酸性.造林前为人工杉木林.
2 材料与方法
2.1 供试菌株及来源
在对 53株相思根瘤菌的结瘤固氮特性 、生理
生化特征 、生长适应性和接种盆栽苗木试验等的
基础上 ,选出 5个代表菌株用于接种造林苗木 ,所
用菌株见表 1.
表 1 菌株及宿主植物
菌株 宿主植物 采集地点及坡位
HJ06 厚荚相思(Acaciacrassccarp) 芭蕉弄 、上坡
MZ06 马占相思(Acaciamangium) 芭蕉弄 、上坡
ZG04 直干型大叶相思(Straight-stemAcaciaauriculiformis) 三塘 、中坡
ZJ01 杂交相思(Acaciamangium×Acaciaauriculiformis) 三塘 、中坡
ZJ02 杂交相思(Acaciamangium×Acaciaauriculiformis) 三塘 、中坡
2.2 苗木培育
用经消毒的泥碳土在高架床上扦插育苗.插
穗生根后定植于经消毒处理的营养杯土中 ,然后
接种根瘤菌剂 ,常规育苗管理.3个月后 ,苗木结瘤
＊ 收稿日期:2005-09-26
基金项目:广西科学基金资助项目(桂科基 0448005);广西“十五 ”林业科学研究资助项目(“十五 ”林科字 2002第 19号).
作者简介:黄宝灵(1957-),女 ,广西凌云人 ,研究员 ,博士 ,主要从事森林培育学 、森林生态学 、森林微生物学的教学与研究.
率达 90%以上者 ,经苗木分级 ,选用长势一致 、平
均苗高 35cm的 1级苗用于造林.
2.3 造林试验设计
采用随机区组试验设计 ,设 3个区组 ,每区组
设 HJ06, MZ06 , ZG04, ZJ01 , ZJ02及不接种(对照)
6个处理 ,每处理(小区)64株 ,株行距 3m×5m,
小区面积 12 m×80 m,定位测定中心区 20株.每
小区四周均设两行以上的保护行 ,每区组四周均
设 6 m以上的保护带.
2.4 造林及抚育方法
全垦整地 ,穴植 ,每穴施钙镁磷肥 0.25 kg为
基肥 ,造林当年除草抚育 1次.
2.5 测定方法
林木的测定方法:按常规方法 ,于造林 1年后
每木测定小区中心区 20株林木的树高和地径 ,然
后进行统计分析.
叶绿素测定方法:参照沈伟其 [ 8]的混合液提
取法提取叶绿素 ,混合提取液为乙醇∶丙酮∶水 =
4.5∶4.5∶1,在分光光度计 652nm波长下测定光密
度值 ,按 Arnon[ 9]的计算公式计算叶绿素含量.
叶片硝酸还原酶活性测定方法:按华东师范大
学生物系植物生理教研组 [ 10]的磺胺比色法测定.
3 结果与分析
3.1 根瘤菌对幼树高生长的影响
接种不同根瘤菌对厚荚相思树高生长有明显
的影响(表 2).与不接种对照相比 , 接种 ZG04,
ZJ02, MZ06, ZJ01, HJ06菌株的树高分别增加
15.5%, 11.2%, 10.8%, 9.4%, 5.1%.经方差分
析 ,接种不同根瘤菌后树高生长差异达极显著水
平(F=5.80＊＊ >F0.01 =5.64).q检验结果表明:
ZG04与对照间的树高生长差异达极显著水平(D
=0.43＊＊ >D0.01 =0.38), ZJ02, MZ06与对照间存
在显著差异 D=0.31＊ >D0.05 =0.29, D=0.30＊ >
D0.05 =0.29), ZG04与 HJ06间存在显著差异(D=
0.29＊ =D0.05 =0.29).
表 2 根瘤菌对树高生长的影响 m
菌株 区组Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值 比对照增加 /%
对照 2.77 2.75 2.78 2.77
HJ06 2.90 2.83 2.98 2.91 5.1
MZ06 3.17 3.10 2.93 3.07 10.8
ZG04 3.20 3.22 3.17 3.20 15.5
ZJ01 3.07 3.01 3.02 3.03 9.4
ZJ02 2.86 3.23 3.14 3.08 11.2
3.2 根瘤菌对幼树地径生长的影响
接种不同根瘤菌均能增加厚荚相思幼树的地
径生长(表 3).接种 ZG04, MZ06, ZJ02, ZJ01, HJ06
菌株造林 1年后地径生长分别比对照增加 7.5%,
5.8%, 5.4%, 4.6%, 3.9%.但经方差分析 ,结果表
明:接种各菌株的幼树地径生长差异未达到显著
水平.
表 3 根瘤菌对幼树地径生长的影响 cm
菌株 区组Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值 比对照增加 /%
对照 4.10 3.96 4.28 4.11
HJ06 4.24 4.33 4.24 4.27 3.9
MZ06 4.36 4.66 4.02 4.35 5.8
ZG04 4.39 4.20 4.67 4.42 7.5
ZJ01 4.41 4.24 4.26 4.30 4.6
ZJ02 4.20 4.61 4.18 4.33 5.4
3.3 根瘤菌对幼树叶片叶绿素含量的影响
用不同根瘤菌接种对厚荚相思幼树叶片叶绿
素含量的影响见表 4.接种根瘤菌能增加幼树叶片
的叶绿素含量 , 与对照相比 , ZG04, HJ06, ZJ01 ,
ZJ02, MZ06 分别 增 加 10.3%, 8.3%, 6.1%,
5.0%, 2.1%.经方差分析 ,结果表明:各处理间幼
树叶片的叶绿素含量差异达到显著水平 (F=
3.60＊ >F0.05 =3.33).q检验结果表明:ZG04与对
照间的叶绿素含量有显著差异(D=0.037＊ >D0.05
=0.033).
表 4根瘤菌对幼树叶绿素含量的影响 干重%
菌株 区组Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值 比对照增加 /%
对照 0.272 0.306 0.256 0.278
HJ06 0.302 0.318 0.282 0.301 8.3
MZ06 0.282 0.308 0.262 0.284 2.1
ZG04 0.336 0.314 0.296 0.315 10.3
ZJ01 0.302 0.296 0.286 0.295 6.1
ZJ02 0.308 0.310 0.258 0.292 5.0
对接种不同相思根瘤菌后厚荚相思幼树高生
长量(X)和叶绿素含量(Y)进行回归分析 ,其回归
方程式为:Y=0.1 228+0.0 569 X, r=0.65＊＊
(r0.01 =0.59 ).表明叶绿素含量与树高生长量存
在极显著的正相关.
对接种不同相思根瘤菌后厚荚相思幼树地径
生长量(X)和叶绿素含量(Y)进行回归分析 ,它的
回归方程式为:Y=-0.0 281 +0.0 876 X, r=
0.70＊＊(r0.01 =0.59).表明叶绿素含量与地径生
长量也存在极显著的正相关.
81第 4期 黄宝灵等:厚荚相思苗木接种根瘤菌的造林试验
3.4 根瘤菌对幼树叶片硝酸还原酶活性的影响
用不同根瘤菌接种对厚荚相思幼树叶片硝酸
还原酶活性的影响见表 5.接种 ZJ01, HJ06菌株的
厚荚相思幼树叶片硝酸还原酶活性分别比对照提
高 57.6%, 26.6%,其余的均比对照低.方差检验
结果表明:各处理间硝酸还原酶活性未达到差异
显著水平(F=2.84
μmol/g· h
菌株 区组Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值 比对照增加 /%
对照 60.9 214.5 127.5 134.3
HJ06 147.8 159.4 202.9 170.0 26.6
MZ06 104.3 89.9 69.6 87.9 -34.5
ZG04 52.2 165.2 81.2 99.5 -25.9
ZJ01 220.3 153.6 260.9 211.6 57.6
ZJ02 110.1 130.4 95.7 112.1 -16.5
4 结论与讨论
厚荚相思在我国福建 、广东 、广西等地引种栽
培都表现出速生快长 、适应性强 、材质好的优点 ,
是 目前相 思树 种引种 栽培 地区的 首选 树
种 [ 7, 11 ～ 13] .用 5株不同的相思根瘤菌接种到厚荚
相思苗木后的造林结果显示 , ZG04菌株的综合效
应最好 ,其树高生长量增长 15.5%,地径生长量增
长 7.5%,叶绿素含量增加 10.3%,这三项指标均
居各菌株之首.对 ZG04菌株的一系列研究表明 ,
它在促进苗木的共生结瘤 、增加固氮酶活性 、叶片
含氮量和植株总氮量 、提高盆栽苗木生长量和生
物量等方面都表现出稳定的优良特性 ,进而它能
促进山地造林树木的生长.因此 , ZG04菌株可在相
思引种栽培地区进一步扩大接种造林试验 ,以便
确定它是否是能适用于更大面积造林推广应用的
优良菌株.
ZG04是慢生相思根瘤菌 ,其具有这样稳定的
优良性能 ,为更广泛开展研究慢生根瘤菌在共生
结瘤 、固氮能力 、促进宿主生长等方面以及诸方面
之间的相互关系提供参考依据 ,对慢生根瘤菌的
深入研究和广泛应用具有重要的理论意义和生产
实践意义.
HJ06同样是在共生结瘤 、固氮酶活性 、固氮能
力和促进苗木生长等方面都表现优良的菌株 ,而
在接种苗木造林后却未能表现出同样的优良效
果.这仅仅是因为它是快生菌而已 ,或者更重要的
是它对较为复杂多变的造林地生态条件的不适
应 ,或者其他原因 ,这些都有待研究解决.同时也
表明:筛选出优良稳定的能适用于生产的根瘤菌
株 ,需要做更多更艰苦的工作.
叶绿素是影响植物光合作用的重要因素 ,提
高植物的光合效率将有利于植物加强共生固氮作
用的碳源和能源供应 ,以提高根瘤菌的共生固氮
效率.用线性回归分析的结果表明:树高生长量和
地径生长量分别与叶绿素含量之间均存在极显著
的相关性.因此 ,可以用叶绿素含量间接指示植物
根瘤菌的共生有效性 [ 14] .
NO-3 的还原和固氮作用是植物获取氮素的两
个主要途径 ,这两个途径在植物体内的相互关系
一直受到关注 [ 15] .从本试验的结果看出 ,树高生长
量和地经生长量排在前 3位的 ZG04, ZJ02, MZ06 ,
其硝酸还原酶活性均比对照低 ,而树高生长量和
地经生长量较低的 ZJ01和 HJ06,其硝酸还原酶活
性却比对照高.树高生长量和地径生长量与硝酸
还原酶活性之间存在一定的负相关 ,说明本试验
林木并非主要通过 NO-3 的还原作用获取氮源来促
进树木生长的 ,而主要是通过与根瘤菌共生固氮
作用获取氮素来促进树木的生长.
试验结果表明:在同一条件下 ,厚荚相思树种
分别接种不同的根瘤菌株 ,从树高生长量 、地径生
长量 、叶绿素含量和硝酸还原酶活性等指标看 ,所
用根瘤菌并不能使厚荚相思树种获得同样的接种
效果 ,说明两者之间有着一种相互匹配的共生关
系.一些在盆栽试验接种效果很好的菌株 ,在山地
接种造林试验后却未表现出良好的效果 ,如菌株
HJ06.现有研究表明:同一种植物在不同生态环境
中可与不同根瘤菌结瘤固氮;在同一生态环境条
件下 ,不同植物可与同一根瘤菌共生固氮[ 16] .因
此 ,在相思根瘤菌选种时应扩大选种范围 ,针对种植
的生态环境及寄主植物两方面因素选择根瘤菌的最
佳匹配 ,而不应只考虑与宿主的匹配 ,过去只考虑与
宿主关系很可能是接种效果不稳定的原因.
82 西 南 林 学 院 学 报 第 25卷
[参 考 文 献 ]
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ForestationExperimentonAcaciacrascarpSeedlings
InoculatedwithNoduleBacteria
HUANGBao-ling, LVCheng-qun, QINWu-ming, WEIYuan-lian, WEILi-xiu
(ForestryCollege, GuangxiUniversity, NanningGuangxi530005, China)
Abstract:ArandomblockforestationexperimentwascarriedoutforAcaciacrassccarpseedlingsinoculated
withnodulebacteriadesignedwithsixtreatmentsandthreerepetitionsinordertounderstandtheefectofnodule
bacteriauponforestationquality, andtoscreenoutthenodulebacteriastrainswithsuperiorcharactersapplicable
toforestation.Theresultsshowedthattheinoculatednodulebacteriacouldenhancethegrowthofheightandbas-
aldiameterofyoungAcaciacrassccarptreesandincreasechlorophylcontentsintheleavesbecauseofthebiologi-
calnitrogenfixation.Amonganumberoftestednodulebacteriastrains, ZG04waspickedoutassuperiorstrain.
Keywords:Acaciacrasccarp;nodulebacteria;forestationexperiment
83第 4期 黄宝灵等:厚荚相思苗木接种根瘤菌的造林试验