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接种不同根瘤菌对马占相思幼林生长及土壤肥力的影响



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2016)07 - 1678 - 04 DOI:10. 16213 / j. cnki. scjas. 2016. 07. 032
收稿日期:2016 - 01 - 28
基金项目:国家自然科学基金项目(31170617) ;广西林业科技
项目(林科字[2013]第 11 号) ;广西农业科学院基本科研业务
专项(桂农 2016YM37)
作者简介:王冠玉(1986 -) ,广西桂林人,助理研究员,硕士,主
要从事林业生态和农业科技信息研究,* 为通讯作者,E-mail:
warmto@ sohu. com,lvchengqun8@ 126. com。
接种不同根瘤菌对马占相思幼林生长及土壤肥力的影响
王冠玉1,2,温国泉1* ,吕世凡2,吕成群2* ,耿 森2
(1. 广西农业科学院农业科技信息研究所,广西 南宁 530007;2.广西大学,广西 南宁 530004)
摘 要:研究不同人工接种根瘤菌处理对马占相思幼林树高、胸径、平均立木单株材积及林地土壤营养元素含量的影响。结果表
明:接种不同根瘤菌的马占相思林木,其树高、胸径和平均立木单株材积均高于对照,其中平均树高、胸径处理间差异显著,平均立
木单株材积差异不显著,以接种 HM8 对幼林促生效果最佳;不同根瘤菌接种处理对马占相思幼林土壤有机质及营养元素含量的
影响,表现为速效 P >有机质 >速效 N > 速效 K,6 种根瘤菌总体表现效果为 HM8 > ZG4 > HM4 > ZG3 > HJ7 > HJ6。
关键词:根瘤菌;接种;马占相思;生长;土壤肥力
中图分类号:S513 文献标识码:A
Effect of Inoculating Different Rhizobium on Growth and
Soil Fertility of Acacia mangium Young Trees
WANG Guang-yu1,2,WEN Guo-quan1* ,LV Shi-Fan2,LV Cheng-qun2* ,GENG Sen2
(1. Science and Technology Information Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Guangxi Nanning 530007,China;
2. Guangxi University,Guangxi Nanning 530004,China)
Abstract:Effects of inoculating different rhizobium on height,diamete,individual standing volume and soil nutrition elements of Acacia man-
gium young trees were investigated. The results showed that,after inoculating different rhizobium,the height,diamete and individual stand-
ing volume of different treatments were increased with CK;different treatments had significant difference on height and diamete,but had no
significant difference on individual standing volume. HM8 strain was the best of all the rhizobium strains in perform of promoting growth.
Effects of different treatments on organic matter and soil nutrition element of Acacia mangium young trees were showed P > organic matter >
N > K,general performance of 6 rhizobium strains was HM8 > ZG4 > HM4 > ZG3 > HJ7 > HJ6.
Key words:Inoculation;Rhizobium;Acacia mangium;Growth ;Soil fertility
马占相思(Acacia mangium)为含羞草科(Mimo-
saceae)金合欢属(Acacia)中的速生常绿乔木[1]。我
国始于 1979 年引种马占相思[2],主要集中分布在海
南和广东、广西的南部。马占相思具有丰产、速生、
耐贫瘠、耐干旱的特性,其根系能与土壤中的根瘤菌
结合,形成具有共生固氮功能的根瘤,有利于改良土
壤和维护地力,具有较好的推广应用前景。国内学
者对马占相思的研究较多。叶明辉[3]等研究表明
湿地松与马占相思混交造林林木生长良好,其苗木
成活率、胸径、树高、树冠均比纯林提高。张志强
等[4]研究表明,不同种类、浓度生长调节剂对马占
相思种子发芽率有一定影响。周小金[5]等研究马
占相思基本密度和树皮率发现,马占相思木材相对
大多数阔叶树材而言,基本密度较小,同时树皮基本
密度小于木材基本密度。李汉强[6]等研究马占相
思人工林的林冠截留效应认为,马占相思的穿透雨
率高于相邻的鼎湖山常绿阔叶林,林冠截留率低于
常绿阔叶林。前人研究大多集中在引种栽培[7 - 9]、
木材利用[10 - 11]以及生态学特性[12 - 16]等方面,而对
马占相思根瘤菌的研究不多[17],应用根瘤菌进行人
工栽培的探讨甚少[18]。为了充分发挥根瘤菌的生
物固氮作用,促进马占相思速生丰产,对其进行了接
种根瘤菌育苗和造林试验,研究人工接种根瘤菌对
促进马占相思生长的影响,为今后根瘤菌在相思树
8761
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2016 年 29 卷 7 期
Vol. 29 No. 7
种造林上的推广和应用提供科学依据,对促进相思
人工林的可持续发展具有重要意义。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地点为广西钦州的钦冠黎合江科技园,该
科技园位于钦州市郊(东经 107° 27 ~ 109°56,北
纬 20°54 ~ 22°41) ,属广西国有钦廉林场平银分场。
背靠大西南,面临北部湾,东北和西北分别有六万大
山和十万大山,海拔超过 1000 m,地势北高南低。
属亚热带气候,具有亚热带向热带过渡性质的海洋
季风气候特点。年日照时数约 1800 h,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 1600 mm,相对湿度 80 %,热量丰富,雨量
充沛,极适合植物生长。钦冠黎合江科技园地处台
地,海拔高度约 200 m 左右,土壤母质以砂页岩为
主,土层浅薄,土壤酸性,肥力低下。
1. 2 供试菌株及苗木
供试菌株来源于 6 个不同的相思树种,编号分
别为 HM8、ZG4、HJ6、ZG3、HM4、HJ7。马占相思种
子来自中国林科院热带林业研究所。采用不同的根
瘤菌菌株与马占相思种子拌种,培育成带菌的营养
杯实生苗。育苗期间除接种不同根瘤菌外,均按苗
圃常规技术管理,苗木出圃约 6 cm 时,选长势一致
的一级苗用于造林试验。
1. 3 试验方法
采用随机区组试验设计造林,设 3 个区组,每区
组分别设 HM8、ZG4、HJ6、ZG3、HM4、HJ7 及不接种
(CK)7个处理,每处理(小区)根据地形从山脚至山瘠
造林 3 ~5列,株行距 3 m ×3 m,面积不小于 1300 m2,
每小区两旁及区组间均设有红椎隔离带和保护行。
于 2012年 5 月造林,全垦挖穴整地,施基肥 1. 5
kg /株,造林后的抚育为每年除草、追肥各 1次。
1. 4 测定方法
幼林 32 月龄时,按常规方法对林木树高、胸径
进行每木调查测定。同时,分别对各小区的林地土
壤进行采样分析:每小区分别从上、中、下坡取样,共
取约 1 kg 土壤作养分分析。采样时去掉土表的枯
枝落叶,然后挖一个 0 ~ 20 cm 的垂直剖面,在垂直
剖面自上而下均匀取土,弄碎,去掉碎石、根系等。
土样置室内自然风干后测定。
土壤中的有机质、氮、磷、钾含量的测定:土壤有
机质采用重铬酸钾氧化—外加热法测定,速效氮采
用碱解—扩散法(GB7848-87)测定,速效磷采用盐
酸—硫酸浸提—铝锑抗比色法(GB7853-87)测定,
速效钾采用乙酸铵浸提—火焰光度法(GB7856-87)
测定[19]。
1. 5 数据处理
按随机区组试验设计的要求进行统计分析,采
用 SPSS 13. 0[20]软件进行数据处理。立木单株材积
的计算公式[21]如下。
V = 0. 000 064 15D[1. 824 576 - 0. 006 985(D + H) ]·
H[1. 023 269 + 0. 005 713(D + H) ]
2 结果与分析
2. 1 接种不同根瘤菌对马占相思幼林生长的影响
马占相思实生苗造林 32 个月后林木树高、胸径
测定结果见表 1。接种不同根瘤菌的马占相思林木
平均树高值均比对照组大,其中增幅最大的为接种
HM8 菌株处理;增幅最小的是接种 HJ7 菌株处理。
接种不同根瘤菌处理的马占相思林木平均胸径值也
均比对照组大。方差分析结果,接种 HM8、HM4、
HJ7 处理显著高于对照组。接种不同根瘤菌处理平
均立木单株材积均比对照组大,其中接种 HM8 菌株
处理增幅最大,接种 ZG4、HM4 和 ZG3 菌株等处理
增幅也较大。
表 1 接种不同根瘤菌对马占相思幼树生长的影响
Table 1 Effect of inoculating different rhizobium on growth of Acacia Mangium Young Trees
菌株
Strain
平均树高(m)
Average
height
比 CK增加(%)
Increased
with CK
平均胸径(cm)
Average
diameter
比 CK增加(%)
Increased
with CK
平均立木
单株材积(m3)
Average
individual
standing volume
比 CK增加(m3)
Increased
with CK
HM4 6. 75a 3. 85 8. 40b 11. 85 0. 02058 0. 0022
HM8 7. 28c 12. 00 8. 69c 15. 71 0. 02300 0. 0046
ZG3 6. 89ab 6. 00 8. 22ab 9. 45 0. 02016 0. 0017
ZG4 7. 10b 9. 23 8. 25ab 9. 85 0. 02110 0. 0027
HJ6 7. 05b 8. 46 7. 92a 5. 50 0. 01950 0. 0011
HJ7 6. 62a 1. 85 8. 38b 11. 58 0. 01973 0. 0013
对照(CK) 6. 50a 7. 51a 0. 01843
注:同列数据后不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著性差异。
Note:Different lowercase and capital letters in the same column indicate significant difference at 0. 05 level.
97617 期 王冠玉等:接种不同根瘤菌对马占相思幼林生长及土壤肥力的影响
表 2 接种不同根瘤菌菌株后造林地土壤营养元素含量的变化
Table 2 Changes of forest soil nutrient elements after inoculating different rhizobium
菌株
Strain
有机质(g /kg)
Organic matter
速效 N(mg /kg)
Available N
速效 P(mg /kg)
Available P
速效 K(mg /kg)
Available K
平均值
Average
value
± % Increase
amplitude
平均值
Average
value
± % Increase
amplitude
平均值
Average
value
± % Increase
amplitude
平均值
Average
value
± % Increase
amplitude
HJ7 16. 59 - 4. 8 91. 6 - 3. 4 0. 9 0. 0 23. 2 5. 5
ZG3 16. 39 - 6. 0 104. 6 10. 3 1. 2 33. 3 20. 0 - 9. 1
HM4 19. 64 12. 7 84. 2 - 11. 2 1. 0 11. 1 19. 6 - 10. 9
ZG4 18. 14 4. 1 88. 7 - 6. 4 0. 8 - 11. 1 21. 6 - 1. 8
HJ6 24. 72 41. 8 109. 3 15. 3 1. 0 11. 1 24. 4 10. 9
HM8 13. 72 - 21. 3 80. 6 - 15. 0 0. 5 - 44. 4 24. 0 9. 1
对照 17. 43 - 94. 8 - 0. 9 - 22. 0 -
2. 2 接种不同根瘤菌处理对马占相思幼林对土壤
肥力的影响
2. 2. 1 对土壤有机质含量的影响 接种不同根瘤
菌后,马占相思幼林林地土壤有机质含量发生较大
变化(表 2) ,与对照相比,不同处理有机质含量变化
幅度为 - 21. 3 % ~41. 8 %。其中,接种 HJ6、HM4、
ZG4 菌株处理增幅分别为 41. 8 %、12. 7 %、4. 1 %;
接种 HM8、ZG3、HJ7 菌株处理降幅为 4. 8 % ~ 21. 3
%,接种 HM8 菌株处理降幅最大,达到 21. 3 %。
2. 2. 2 对土壤速效 N含量的影响 从表 2 可以看
出,与对照相比,除 HJ6、ZG3 菌株处理外,其他处理
造林地土壤速效 N 含量均存在一定程度地下降。
其中接种 HJ7 菌株处理的土壤速效 N 含量变化幅
度最小,降低 3. 4 %,HJ6 菌株处理增幅最大为 15. 3
%,HM8 菌株处理降幅最大,为 - 15. 0 %。
2. 2. 3 对土壤速效 P 含量的影响 接种不同根瘤
菌菌株处理后造林地土壤速效 P 含量相比对照组
变化幅度较大(- 44. 4 % ~ 33. 3 %) ,见表 2。其
中,接种 HJ7 菌株处理土壤速效 P 含量变幅最小,
与对照组含量相同;接种 HM8 和 ZG4 菌株处理的
土壤速效 P 含量比对照分别降低了 44. 4 %、11. 1
%;而接种 ZG3、HM4 和 HJ6 的则分别比对照增加
33. 3 %、11. 1 %、11. 1 %。
2. 2. 4 对土壤速效 K含量的影响 从表 2 还可以
看出,相比对照组,接种不同的根瘤菌处理林地土壤
的速效 K 含量变化幅度较小(- 10. 9 % ~ 10. 9
%) ,其中接种 HJ6 菌株处理造林地土壤的速效 K
含量增幅最大,为 10. 9%,其次是接种 HM8 菌株处
理,增幅为 9. 1 %。接种 HM4 菌株处理的土壤速效
K含量最低,降幅为 10. 9 %,接种 ZG3 菌株处理的
土壤速效 K含量降幅为 9. 1 %。
3 讨 论
3. 1 接种不同根瘤菌菌株对幼林生长的影响
本研究结果表明,接种不同根瘤菌菌株处理对
马占相思苗木幼林的生长均具有促进作用,幼树的
平均树高、平均胸径与平均立木单株材积均比对照
组有所提高,促生效果显著,其中接种 HM8 菌株的
马占相思林木其平均树高和平均胸径的增幅均为最
大,分别达 12. 0 %和 15. 71 %,说明接种 HM8 菌株
处理效果最好。接种不同根瘤菌菌株处理马占相思
平均立木单株材积的增值大小依次为:HM8 > ZG4
> HM4 > ZG3 > HJ7 > HJ6。不同处理间马占相思树
高、胸径的差异均达显著水平,立木单株材积差异不
显著。接种 HM8 菌株处理的立木单株材积增加,同
时其土壤中的含氮量降幅也最大 ,说明苗木的快速
生长吸收了大量的氮素;接种 HJ6 菌株处理立木单
株材积增加量最小,其土壤中的含氮量增加值最大。
这与黄宝灵等[22]研究发现材积与含氮量之间呈弱
的负相关关系相一致[22]。在相同立地条件下,接种
不同的根瘤菌对提高马占相思的立木单株材积能起
到良好的促进作用,可为将来大面积营林提供参考。
3. 2 接种不同根瘤菌对幼林土壤肥力的影响
接种不同根瘤菌菌株处理对马占相思幼林造林
地土壤有机质及营养元素含量的影响也有较大差
异,其中,对速效 P 含量的影响最大(- 44. 4 % ~
33. 3 %) ,有机质次之(- 21. 3 % ~ 12. 7 %) ,对速
效 N含量的影响中等(- 15. 0 % ~ 15. 3 %) ,对速
效 K含量的影响最小(- 10. 9 % ~10. 9 %)。这与
黄宝灵等[22]的研究认为根瘤菌固氮过程需要大量
的磷,固氮能力的增强与土壤 P 的消耗增大有关相
一致。
0861 西 南 农 业 学 报 29 卷
接种 HM8 菌株处理的马占相思林木的平均树
高、平均胸径与平均立木单株材积与对照相比其增
幅为最大,说明其对马占相思生长的促进作用最好,
但接种 HM8 菌株处理的造林地土壤的有机质、速效
N、P含量均比对照下降,速效 K 含量值增大,原因
可能为幼林生长快速而大量消耗营养,说明在肥力
低下的土壤接种根瘤菌造林 32 月龄时,生长快速的
马占相思幼林尚不能发挥其森林的自肥作用。而接
种 HJ6 菌株处理幼林生长相对最差,但其造林地土
壤的有机质、速效 N、P、K 含量均比对照提高,最有
利于改良土壤。对比土壤的有机质、速效 N、P、K含
量四项指标,接种 HM8 菌株处理的造林地土壤营养
元素含量的变化幅度最大;而接种 HJ6 菌株处理后
造林地土壤肥力最好;ZG3、HM4 菌株处理也能较好
的改良土壤;HJ7、ZG4 菌株处理对土壤肥力的影响
较小。
4 结 论
接种不同根瘤菌菌株处理的马占相思林木其树
高、胸径和平均立木单株材积均比对照组的有所提
高;其中平均树高、胸径显著高于对照组,接种 HM8
菌株处理促生效果最佳。不同处理对马占相思幼林
造林地土壤有机质及营养元素含量变化影响为速效
P >有机质 > 速效 N > 速效 K,总体表现效果为
HM8 > ZG4 > HM4 > ZG3 > HJ7 > HJ6。接种根瘤菌
可更好地改善林地土壤和维护地力。
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