全 文 ：第 30卷 第 3期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vo l.30 No.3
2010 年 3 月 Journal of Central South University of Forestry &Technology M ar.2010
马占相思接种根瘤菌对根际微生物及其林下植被生物量的影响
耿 森1 ,黄宝灵1 ,吕成群1 ,伍荣善2 ,梁德政2 ,何汉冲2
(1.广西大学 林学院 , 广西 南宁 530004;2.广西国营钦廉林场 , 广西 钦州 535000)
摘 要: 采用前期筛选的 6 个优良的根瘤菌株接种到马占相思幼苗上 ,并应用于造林试验。 4.5 a 后 ,通过对其
林下根际土壤微生物和林下植被生物量的测定 , 探讨根瘤菌对人工马占相思林根际土壤微生物和林下植被生物
量的影响。结果表明:根际土壤微生物的数量总和差异极显著(F>F0.01), 大小依次为:HM 08>HM04>HJ06>
H J07>ZG03>ZG04>CK;林下植被总生物量差异不显著(F
>ZG03>HJ07>CK。 2 项测定表明:HM08、HM04、H J06 3 个菌株相对较优良 , 且根际微生物的数量与其林下植
被的总生物量和草本生物量表现出显著的线性正相关(P<0.05),与木本生物量表现出极显著的线性正相关(P<
0.01)。
关键词: 微生物学;马占相思;接种根瘤菌;根际微生物;植被生物量
中图分类号: Q939.9 文献标志码: A 文章编号: 1673-923X(2010)03-0041-05
Effects of Acacia mangium inoculated rhizobia on rhixospheric
microbe and understory vegetation biomass
GENG Sen1 , HUANG Bao-ling 1 , L Cheng-qun1 , WU Rong-shan2 , LIANG De-zheng 2 , HE Han-chong 2
(1.Fo restry College , Guangx i Unive rsity , Nanning 530004 , Guangx i , China;
2.Qinlian S tate-ow ned Fo restry Farm of Guangx i , Qinzhou 535000 , Guangx i , China)
Abstract:Six strains super io r Acacia r hizobia have been se lected f rom diffe rent Acacias , and Acacia mangi um
seedling s inoculated with those Acacias r hizobia w ere applied to field affo restation expe riment.Af te r 4.5 yea rs ,
soil rhizo spheric mic robe and biomass of understo ry vegeta tion w ere de te rmined , to probe into effec t o f rhizobia
on soil r hizo spheric microbe and biomass of under sto ry vegetation o f ar tificial Acacia mang ium stand.The results
showed:the to tal number o f soil rhizo sphe ric showed ex tremely significant difference(F>F0 .01)and was in the fol-
lowing order:HM08>HM04>H J06>HJ07 >ZG03>ZG04 >CK;the to tal biomass of under story vegetation
showed not significant diffe rence(F
>HJ07>CK.Two determination shows:HM08 ,HM04 ,HJ06 were better than other strains , and the number of the rhi-
zo spheric M icrobe show ed significant linear positive cor related w ith the under story to tal biomass and herbaceous bio-
mass(P<0.05), and remarked significant linear positive cor related with w oody biomass(P<0.01).
Key words:micr obiolog y;Acacia mangium;rhizobia inocula tion;rhizo sphere microbe;vegetation biomass
马占相思 Acaciamangium 为含羞草科 Mimo-
saceae金合欢属 Acacia速生常绿乔木 ,原产澳大利
亚昆士兰沿海 ,以及马布新几内亚的西南部和印度
尼西亚的的东部 ,具有生长迅速 、干形通直 、适应性
广 、病虫害少 、能够固氮和改良土壤等优点 ,对解决
我国热带 、南亚热带沿海低山 、丘陵的荒山荒地绿
收稿日期:2009-06-05
基金项目:广西自然科学基金项目(0448005)
作者简介:耿 森(1983-),男 ,河南新蔡人 ,硕士研究生 ,主要从事森林培育学研究
通讯作者:黄宝灵(1957-),女 ,广西凌云人 ,研究员 ,博士 ,主要从事森林培育学 、森林生态学和森林微生物学研究
DOI :10.14067/j.cnki .1673-923x.2010.03.025
化具有重要意义[ 1] 。至 1979年引种至我国南方 ,
30年来该树种在广东 、广西 ,海南等地生长良好 ,已
成为继桉树之后的又一优良速生用材树种 。目前
我国学者选取接种根瘤菌的对象大多为相思树的
幼苗[ 2-4] ,造林应用的不多。跟踪接种根瘤菌的
4.5 a 生马占相思林分 ,通过对其林下根际土壤微
生物(细菌 、真菌 、放线菌)和林下植被生物量的测
定和比较 ,探讨接种根瘤菌对人工马占相思林根际
土壤微生物和林下植被生物量的影响 。同时本次
实验也为优良菌株的进一步选取及以后菌株在实
际中的应用提供科学的参考依据 。
1 试验地概况
1.1 试验地的自然概况
本次试验地设在钦冠黎合江科技园。科技园
地处海滨台地 ,海拔高度约 200 m ,土壤为砖红壤性
红壤 ,母岩为砂页岩 ,肥力低下 ,土壤呈酸性;属亚
热带气候 ,具有亚热带向热带过渡性质的海洋季风
特点;年日照时数 1 800 h 左右 ,年平均气温 21 ～ 23
℃,绝大部分地区无霜期在 350 d以上 ,年降水量为
1 600 mm ,相对湿度 80%,热量丰富 ,雨量充沛。样
地中植被以铁芒箕 Dicranopteris linearis 为主 ,占
绝对优势种 ,盖度达 90 %以上 ,此外还零星分部有
桃金娘 Rhodomyrtus tomentosa 、岗松 Baeckea f ru-
tescens 、野牡丹 Medini l la condid um 、剑兰 Gladio-
lus hortulanus 、乌毛蕨 Blechnum orientale 、香茅
Cymbopogon ci trates 、蔓生莠竹 Microstegium va-
gans 、粗叶悬钩子 Rubus alceae folius 等。林下有
大量的枯枝落叶存在。
1.2 供试菌株及来源
供试菌株由广西大学林学院提供 ,来源于不同
的相思树种 , 编号分别为:ZG04 、HM08 、HJ06 、
ZG03 、HM04和 HJ07 ,共 6个菌株 。
2 研究方法
2.1 苗木培育和造林
采用不同的根瘤菌菌株分别与经表面消毒和浸种
的马占相思种子拌种 ,点播于营养杯中培育成实生苗 ,
造林前除不施肥外 ,均按苗圃常规管理进行育苗。苗
龄 6个月时 ,选长势一致的1级苗用于造林试验。
2004年 5 月进行造林 ,造林时全垦挖穴整地 ,
施自配基肥 1.5 kg/株。造林后的抚育为每年除
草 、追肥各 1次。采用随机区组试验设计造林 ,设 3
个区组 ,每区组分别设 HJ07 、ZG03 、HM04 、ZG04 、
HJ06 、HM08及不接种(对照)7个处理 ,每处理(小
区)根据地形造林 3 ～ 5 列 ,每列 15株以上 ,株行距
3 m×3 m ,每小区两旁及区组间均设有保护行。
2.2 实验方法
(1)根际土样的采集:于2008年9月19 ～ 25日
按文献[ 5]方法 ,在每个样地内用平均木法 ,挖土壤
剖面 ,约 0 ～ 40 cm 之间(马占相思根系发达 ,主要
分布于土层的 0 ～ 40 cm)[ 6] ,用消毒后的工具采取
适量马占相思带土根系 ,装入无菌袋中 ,带回实验
室 4 ℃冰箱储存备用。
(2)根际微生物的分离和计数采用稀释平板
法[ 7] :细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基 ,接种时
采用 10-6g/mL 的土壤稀释液;放线菌采用改良高
氏 1号培养基 ,接种时采用 10-4 g/mL 的土壤稀释
液;真菌采用孟加拉红马丁氏培养基 ,接种时采用
10
-3
g/mL 的土壤稀释液。各类群分析均采用表面
涂抹接种法接种 ,每一处理设 3 个重复 ,然后将培
养皿倒置于 28 ～ 30 ℃恒温箱中培养一定时间(细
菌 3 ～ 5 d ,真菌 5 ～ 7 d ,放线菌 10 ～ 14 d)后取出 ,
检查记录其 3大类群微生物的数量。
(3)生物量调查法:此次调查仅测定林下植被
的地上部分 ,在每个样地内设 10 m×10 m 的样方 ,
记录木本类植物的种类 、株数和高度 ,对于样方内
的木本类植物分树种在野外称量其鲜质量:个体数
量多的 ,用平均木法测定其鲜质量;个体数量少的
物种 ,全部称量其鲜质量 。草本调查采用全部收割
法 ,在对应的10 m×10 m 的样方内 ,取3个 1 m×1
m 的小样方 ,测定其样方内草本植物的种类 、多度
和盖度 ,并按种类记录称其鲜质量 ,视生物量的大
小取样带回实验室用烘箱在 80 ℃左右烘干至恒定
质量。取样后的鲜质量和烘干后的恒定质量之差
即为含水量 ,由含水量可推算出每个物种的干物
质量[ 8] 。
2.3 数据分析
运用 Excel和 SPSS 13.0软件进行分析 。
42 耿 森 , 等:马占相思接种根瘤菌对根际微生物及植被生物量的影响 第 3 期
3 结果与分析
3.1 马占相思接种根瘤菌人工林根际土壤微生物
区系分析
从表 1可以看出 ,接种过 HM08 、HM04 ,HJ06
菌株的马占相思林与接种过 HJ07 、ZG03 ,ZG04 菌
株的马占相思林相比较 ,前者根际土壤中的细菌 、
真菌 ,放线菌的数量均多于后者;而没有接种过根
瘤菌的对照马占相思林地根际土壤微生物与其它 6
个处理过的马占相思林地相比较 ,细菌 、真菌 ,放线
菌的数量(除一区细菌的 ZG03 、ZG04 , 真菌的
HJ07;二区真菌的 HJ07;三区细菌的 ZG04 ,真菌的
HJ07外)都远远低于处理过的马占相思林地 。一
区 3个类群微生物的总和从大到小依次为:HM04 、
HM08 、HJ06 、HJ07 、CK 、ZG03 、ZG04。二区 3个类
群微生物的总和从大到小依次为:HM08 、HM04 、
HJ06 、HJ07 、ZG04 、ZG03 、CK 。三区 3个类群微生
物的总和从大到小依次为:HM08 、HM04 、HJ06 、
HJ07 、ZG03 、ZG04 、CK 。3个区微生物总和的平均
从大到小依次为:HM08 、HM04 、HJ06 、HJ07 、
ZG03 、ZG04 、CK 。
表 1 接种不同根瘤菌的马占相思根际微生物的数量和组成
Table 1 Amount and composition of rhizospheric microbe of Acacia mangium inoculated with different rhizobia
重复 微生物类型 处 理
HJ06 HM04 HJ07 ZG03 ZG04 HM08 CK
一区
细菌 5.11 6.54 4.08 3.44 3.22 6.38 3.60
真菌 7.69 5.54 2.53 4.56 4.21 5.24 3.34
放线菌 8.02 5.06 1.79 2.95 1.49 4.34 0.46
总和 5 197.89 6 596.14 4 100.43 3 474.06 3 239.11 6 428.64 3 607.94
二区
细菌 5.94 6.55 4.35 4.07 4.35 7.03 3.02
真菌 5.62 6.60 2.80 4.01 5.87 6.03 3.85
放线菌 8.24 5.98 4.43 3.58 1.93 8.08 1.78
总和 6 028.02 6 616.40 4 397.10 4 074.01 4 375.17 7 116.83 3 041.65
三区
细菌 6.25 7.29 5.28 4.64 3.93 7.58 4.44
真菌 5.00 6.43 3.56 4.44 4.14 5.63 3.83
放线菌 8.65 8.78 4.94 2.55 3.55 7.29 2.26
总和 6 341.50 7 384.23 5 332.96 4 669.94 3 969.64 7 658.53 4 466.43
总和平均 5 855.80 6 865.59 4 610.16 4 072.67 3 861.31 7 068.00 3 705.34
细菌单位为 107 个/ g;真菌 、总和单位为 104 个/ g;放线菌单位为 105 个/ g。
从表 2可以看出 3 个小区中接种不同根瘤菌
后的马占相思林分下的土壤根际微生物中的细菌 、
真菌 、放线菌及其总和均存在极显著差异。对细菌
数量做 Q检验 ,结果表明:HM08和 HM04与对照
间差异达到极显著水平(D=3.31＊＊>D0.01 =2.09 ,
D=3.11＊＊ >D 0.01 =2.09);HJ 06与对照间差异达
到显著水平(D=2.08＊ >D0.05 =1.66)。对真菌数
量做 Q 检验 ,结果表明:HM04和 HJ06与对照间
差异达到显著水平(D=2.52＊ >D0.05 =2.07 , D =
2.43＊>D 0.05 =2.07)。对放线菌数量做 Q 检验 ,
结果表明:HJ06 、HM04和 HM08与对照间的差异
均达到极显著水平(D=6.80＊＊ >D0.01 =4.77 ,D =
5.11＊＊>D0.01 =4.77 ,D =5.07＊＊ >D0.01 =4.77)。
对微生物数量的总和做 Q检验 ,结果表明:HM08 、
HM04和 HJ06与对照间的差异均达到极显著水平
(D=3 362.66＊＊ >D0.01 =2 118.02 , D=3 160.25＊＊
>D0.01 =2 11 8.02 , D =2 15 0.4 6＊＊>D 0.0 1 =
2 11 8.02)。
43第 30卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
表 2 3 个小区中细菌 、真菌 、放线菌及总和的方差分析
Table 2 Variance analysis of bacterium , fungis , actinomyces and total in three sample
微生物类型 变差来源 平方和 自由度 均方 F值 F0.05 F0.01
细菌
组间 35.683 6 6 5.947 3 16.747 0＊＊ 2.847 7 4.455 8
组内 4.971 7 14 0.355 1
总计 40.655 3 20
真菌
组间 27.558 0 6 4.593 0 8.295 8＊＊ 2.847 7 4.455 8
组内 7.751 1 14 0.553 7
总计 35.309 1 20
放线菌
组间 118.986 2 6 19.831 0 10.747 6＊＊ 2.847 7 4.455 8
组内 25.832 3 14 1.845 2
总计 144.818 5 20
总和
组间 36 959 851 6 6 159 975 16.920 1＊＊ 2.847 7 4.455 8
组内 5 096 863 14 364 061.7
总计 42 056 714 20
3.2 马占相思接种根瘤菌人工林林下植被生物
量分析
从表 3可以看出 ,接种根瘤菌的马占相思林下
单位面积植被总的生物量均大于对照林地 ,从大到
小依 次为:HM08 、HM04 、HJ06 、ZG04 、ZG03 、
HJ07 ,CK ,与对照相比增长了 21.03%～ 34.49 %
不等;林下单位面积草本生物量均大于对照林地 ,
从大到小依次为:HM04 、HM08 、HJ06 、ZG04 、
ZG03 、HJ07 , CK , 与对照相比增长了 19.07% ～
31.32%不等 ,但处理林地与对照林地相比 ,草本生
物量所占的比重处理林地却都小于对照林地;林下
单位面积内木本植物生物量所占比重也均大于对
照林地 ,且与单位面积内总的生物量表现基本一
致 ,从大到小依次为:HM08 、HJ06 、HM04 、ZG04 、
HJ07 、ZG03 , CK , 与对照相比增长 61.17% ～
86.17%不等 。
分别对接种不同根瘤马占相思林下的总生物
量 、草本生物量和木本生物量进行方差分析 ,结果
表明:总生物量 、草本生物量和木本生物量均不存
在显著性差异(F =1.51
Table 3 Distribution and proportion of understory vegetation biomass of Acacia mangium stand inoculated with differ-
ent rhizobia and CK
处理 总生物量/(g·m-2)
比对照增
加/ %
草本生物/
(g·m-2)
草本生物
量比重/ %
比对照增
加/ %
木本生物
量/(g·m-2)
木本生物量
比重/ % 比对照增加/ %
H J06 504.419 29.69 470.200 93.2 26.16 34.219 6.8 78.14
HM04 539.941 34.32 505.507 93.6 31.32 34.434 6.4 78.28
H J07 449.091 21.03 428.978 95.5 19.07 20.113 4.5 62.82
ZG03 464.231 23.60 444.969 95.9 21.98 19.262 4.1 61.17
ZG04 478.418 25.87 453.961 94.9 23.52 24.457 5.1 69.42
HM08 541.350 34.49 496.919 91.8 30.13 44.431 8.2 86.17
CK 354.655 347.176 97.9 7.479 2.1
此表所得数据均为 3个小区的平均值。
44 耿 森 , 等:马占相思接种根瘤菌对根际微生物及植被生物量的影响 第 3 期
3.3 接种不同根瘤菌马占相思根际微生物与林下
植被生物量的相关性分析
对接种不同根瘤菌马占相思根际微生物量与
其林下植被总的生物量 、草本生物量和木本生物量
进行相关分析(见表 4),其相关系数分别为 0.823 、
0.792 、0.899 ,并且分别在 0.05 和 0.01 的水平上
显著相关 ,说明微生物量和总生物量 、草本生物量 、
木本生物量之间都存在很强的相关性 。其中以微
生物量和木本生物量的相关性最强。
对接种不同根瘤菌的马占相思根际微生物(x)
与其林下植被总的生物量(y)进行回归分析 ,其回
归方程为:y =286.088 +0.823 x ,显著性检验 P =
0.023<0.05 ;对接种不同根瘤菌的马占相思根际
微生物(x)与其林下植被草本生物量(y)进行回归
分析 ,其回归方程为:y =299.365+0.792x ,显著性
检验 P=0.034 <0.05;对接种不同根瘤菌的马占
相思根际微生物(x)与其林下植被木本生物量(y)
进行回归分析 , 其回归方程为:y =-13.277 +
0.899x ,显著性检验 P =0.006 <0.01。表明接种
不同根瘤菌的马占相思林下根际微生物与其林下
植被总的生物量和草本生物量均存在显著的正相
关 ,而与木本生物量则存在极显著的正相关 。
表 4 微生物量与总生物量 、草本生物量和木本生物量的相关分析
Table 4 Correlation analysis among rhizospheric microbe and total biomass , herbaceous biomass , woody biomass
样本 微生物量相关系数 r 显著性检验 P 样本数量 n
总生物量 0.823＊ 0.023 7
草本生物量 0.792＊ 0.034 7
木本生物量 0.899＊＊ 0.006 7
＊表示在 0.05的水平上显著相关;＊＊表示在 0.01的水平上显著相关。
4 结 论
(1)通过对马占相思苗木接种根瘤菌株可以明
显提高马占相思根际土壤微生物的数量 ,总体来
说 ,接种根瘤菌的林下土壤微生物的总数 、类群均
比对照有所改善及提高 ,从而对林下土壤肥力和植
物的多样性产生积极作用[ 9] 。
(2)从接种效果来看 , HM08 、HM04 , HJ06 3个
菌株相对优良。而 HJ07 、ZG03 ,ZG04 3个菌株与对
照相比虽也有所提高 ,但接种效果不如 HM08 、
HM04 ,HJ06这3个菌株[ 3] 。
(3)接种过根瘤菌菌株的马占相思纯林林下的
植被生物量均比对照林下的高 ,且根际微生物的数
量与其林下植被的总生物量和草本生物量表现出
显著的线性正相关(P <0.05),与木本生物量表现
出极显著的线性正相关(P<0.01),说明接种根瘤
菌对林下木本植物的影响要大于草本植物[ 10] 。
(4)相同立地条件下 ,接种根瘤菌的 4.5 a 生马
占相思林分根际微生物的数量和植被生物量与对
照相比均有所提高 ,说明在野外造林实验中接种根
瘤菌同样有很好的促生效果 ,为将来大面积营林提
供了理论依据 。
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[本文编校:吴 毅]
45第 30卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报