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Effects of Bacterial Fertilizer on Growth of Young Oil-tea Camellia

细菌肥料对油茶幼林生长的影响



全 文 :林业科学研究 2014,27(4):570 574
ForestResearch
  文章编号:10011498(2014)04057005
细菌肥料对油茶幼林生长的影响
沈兴亮,焦如珍
(中国林业科学研究院林业研究所,国家林业局林木培育重点实验室,北京 100091)
收稿日期:20130615
基金项目:林业科技推广项目“微生物肥料在油茶育苗及造林中的推广应用”([2012]08号)及中国林业科学研究院林业研究所重点
项目“卧龙自然保护区天然林土壤微生物资源研究及分布规律”(ZD200912)
作者简介:沈兴亮,男,硕士研究生,主要从事微生物肥料应用的研究.Email;bravedown@163.com.
 通讯作者.
关键词:细菌肥料;油茶幼林;营养生长
中图分类号:S794.4 文献标识码:A
EfectsofBacterialFertilizeronGrowthofYoungOilteaCamelia
SHENXingliang,JIAORuzhen
(KeyLaboratoryofTreeBreedingandCultivation,StateForestryAdministration,ResearchInstituteofForestry,
ChineseAcademyofForestry,Beijing 100091,China)
Abstract:Inordertounderstandtheefectsofbacterialfertilizeronthegrowthofyoungoilteacamelia,thefertili
zationtrialinMatianCameliaBaseinShangyouofJiangxiProvincewasconducted.Theresultsshowedthatthebac
terialfertilizerenhancedthegrowthsignificantly.ThelengthofshootandSPADvalueoftheautumnleavestreated
withAzoandPseroseby49.0%,66.4% and3.50%,5.56%,whichweresignificantlyhigherthanthatofthe
control.ThePsehadcertaincontributiontotheflowersofthecamelia.Bacterialfertilizerhadlitleinfluenceonthe
grounddiameter.However,comparedwiththecontrol,theAzoandBaccouldincreasethegrounddiameterincre
mentby14.62% and18.41%,respectively.TheAzoincreasedthecontentofcopperandironremarkablyby
11814% and40.47%.TheBacandPseshowednosignificantdiferenceontheamountoftheleafnutrientele
ments.
Keywords:bacterialfertilizer;oilteacamelia;nutritionalgrowth
油茶(CameliaoleiferaAbel)又名油茶树或茶子
树,属山茶科(Theaceae)山茶属(CameliaL.)常绿
灌木或小乔木,通常是山茶属植物中油脂含量较高
且有栽培经济价值的一类植物的总称,是我国南方
重要的木本油料树种。作为我国特有的木本食用油
料树种,与棕榈、椰子和橄榄合称为世界4大木本油
料树种[1-4]。油茶在我国有着2300多年的栽培历
史,主要分布在南方红壤地区,是重要的经济林树
种,在保持水土、涵养水源、抗污染及调节气候等方
面具有重要价值[5-7]。油茶油是优质高级食用油,
其不饱和油酸和亚油酸含量高达 90%以上,素有
“东方橄榄油”之称,并可作为重要的工业和医药原
料[3,5]。由于油茶林栽培缺乏科学管理,经营粗放,
加上品种低劣,林龄老化,各种病虫害和火灾频繁发
生,致使油茶林单位面积产量较低。当前提高油茶林
产量,除了培育油茶良种外,改良油茶林的栽培管理
措施至关重要,其中,对油茶林的合理施肥是重要经
营措施之一[8];但由于化学肥料大量使用容易造成环
境污染,土壤板结,进一步加重土壤酸化,且不利于油
茶林地土壤功能的改良。细菌肥料具有用量少、使用
方便,不污染环境的优点,在林木生长方面,细菌肥料
对桉树、杨树、马尾松、核桃及桑树等林木的生长发育
第4期 沈兴亮等:细菌肥料对油茶幼林生长的影响
有较好的促进作用[9-14]。油茶施肥试验大都集中于
化学肥料施用研究,有关细菌肥料对油茶幼林营养生
长的影响鲜见报道,本文旨在研究细菌肥料对油茶幼
林生长的影响,为细菌肥料在油茶科学管理、合理施
肥等方面的应用提供理论依据,以期为油茶林增产的
同时又可保持良好的生态环境。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于江西省上犹县(114°34′27″E,25°55′
24″N)麻田油茶基地,属于中亚热带季风湿润气候,
其特点是气候温和、雨量充沛、无霜期长、四季分明。
多年平均气温为18.8℃,极端最高气温39.2℃,极
端最低气温 -5.8℃。年均降水量为1511.8mm。
历年平均日照时数为 1756.2h。全年无霜期
289d,≥10℃的积温为5765.6℃。试验地位于东
北坡,坡度18°。土壤为红壤,土层厚度大于40cm。
土壤中有机质为194g·kg-1,速效氮为38.9mg·
kg-1,速效钾为34.0mg·kg-1。
1.2 试验材料
试验菌种为(1)褐球固氮菌(Azotobacterchroo
coccumBeijerinck),用Azo表示;(2)芽孢杆菌(Ba
cilussubtilis(Herenberg)Cohn),用Bac表示;(3)荧
光假单细菌(PseudomonasfluorescensMigulaKO),用
Pse表示。本实验的细菌肥料是中国林业科学研究
院林业研究所森林土壤研究室筛选的具有溶磷能力
的细菌菌株,经菌株活化、摇床培养、发酵罐扩大培
养,发酵液接种到人造腐殖质中制成固体菌剂,经检
测固体菌剂有效活菌数量均在59×108cfu· g-1;
细菌肥料为固体颗粒状。
1.3 试验设计
选择地形、油茶林分树高、冠幅等条件基本一致
的2年生油茶林进行试验。试验林于2011年用1
年生容器苗造林,苗木是中国林科院亚林中心培育
的无性“长林”系列4号,林分株行距2m×3m,长
势良好,造林后采用正常的抚育管理措施。试验采
用随机区组设计,设置 3个区组,5个处理(Azo、
Bac、Pse3种菌肥处理,1个无菌肥基质(人造腐殖
质,主要是经过微生物发酵的秸秆、枯枝落叶)处理,
1个不添加任何物质的空白处理),每个施肥处理18
棵油茶幼苗。用量为200g·株 -1。在4月下旬施
肥,采用环状沟施法施入,即在每株树四周,挖深度
为20cm的细沟,沿沟施各种细菌肥料,然后覆土。
其它管理按常规方式进行。
在施肥前(2012年4月15日)和树木停止生长
时(2012年10月25日),在每个试验处理小区测量
每株油茶的地径。
植株样品采集:2012年10月底采集标准样株
中上部叶片,带回实验室洗净后烘干,用粉碎机粉碎
后过2mm尼龙筛制成植物样供营养分析。
1.4 测定项目及方法
测量地径、秋梢长、花苞数、叶片叶绿素 SPAD
值(叶绿素SPAD值是一个相对比值,没有单位的无
量纲,下面如有出现统一用“叶绿度”表示),测定叶
片的氮、磷、钾、钙、镁、铁、铜等含量。地径用电子数
显卡尺测定;秋梢长用标尺测量;花苞数采用人工计
数的方式测定,各处理间分别取其平均值作统计分
析;分别在植株中上部4个方向各取10片叶测量叶
绿度值,测量仪器为日本 MINOLTA公司生产的
SPAD502叶绿素仪测量;叶片全氮采用元素分析仪
VarioMAXCN测定,全磷、钾、钙、镁、铁、铜用 HNO3
消煮法提取,采用电感耦合等离子质谱仪(ICPMS)
测定。
1.5 数据处理
采用MicrosoftOficeExcel2007与SPSS18.0统
计软件对测定数据进行分析,方差分析采用 Ducan
法,p<0.05为差异显著。
2 结果与分析
2.1 不同处理对油茶幼林地径生长的影响
图1所示:CK处理与基质处理的油茶幼林的地
径增长量分别为5.54、7.08cm,且差异显著 (p<
005),说明无菌肥基质对油茶幼林的生长有一定的
促进作用;细菌肥料 Azo、Bac处理的油茶地径增长
量分别为6.35、6.56cm,与 CK处理的差异均不显
著,但分别提高了14.62%、18.41%,说明施用菌肥
能够有效地促进油茶幼林地径的增长;Pse处理的油
茶幼林地径的增长量为5.34cm,与CK处理的差异
不显著。不同菌肥的作用效果各异,Pse对油茶幼林
地径生长的效应不明显,Bac、Azo对地径的促进作
用比较明显。
2.2 不同处理对油茶幼林秋梢生长的影响
由图2可知:菌肥对油茶幼林秋梢生长有显著
的促进作用。施肥处理新梢的平均增长量均比不施
肥的大。基质处理的秋梢长(12.24cm)与 CK处理
的秋梢长(12.62cm)差异不显著,说明基质对油茶
175
林 业 科 学 研 究 第27卷
  图中小写字母不同表示处理间差异显著(p<0.05),小写
   字母相同表示处理间差异不显著(p>0.05)。
图1 各处理对油茶幼林地径生长的影响
秋梢的生长影响不大;Azo、Bac和Pse处理的秋梢长
分别为18.81、17.49、21.0cm,分别比CK处理的秋
梢长增加49.0%、38.6%和66.4%,且均达显著性
差异(p<0.05),说明3种细菌肥料都能有效地促进
油茶幼林秋梢的生长,其中,Pse处理的效果最佳,
Azo次之。
  图中小写字母不同表示处理间差异显著(p<0.05),小写字
   母相同表示处理间差异不显著(p>0.05)。
图2 各处理对油茶幼林秋梢长的影响
2.3 不同处理对油茶幼林花苞数的影响
花苞的形成需要充分的养分供给,花苞数的多
少在一定程度反映了土壤肥力大小,与施肥有一定
相关性。图3显示:CK处理的花苞数为147个,与
无菌肥基质处理的花苞数(144个)无显著差异,说
明基质对油茶幼林花苞生长的影响不大。Pse和
Azo菌肥处理的花苞数分别为256、181个,均高于
CK处理,Bac菌肥处理的花苞数(139个)与 CK处
理无显著差异。Pse细菌肥料在一定程度上更能促
进花苞的形成,利于油茶幼林的生殖生长;Azo、Bac
的作用效果不明显。
2.4 不同处理对油茶幼林叶片叶绿度的影响
对油茶幼林叶片叶绿度原始数据进行方差分
图3 各处理对油茶幼林花苞数的影响
析,结果表明:不同细菌肥料对油茶幼林叶片叶绿度
有显著影响。图4表明:无菌肥基质处理的油茶幼
林叶片叶绿度(80.69)显著(p<0.05)比 CK处理
(77.1)的大,说明基质处理增加了油茶幼林叶片叶
绿度值,菌肥 Azo和 Pse处理的油茶叶片叶绿度分
别为79.84、81.39,与基质处理的差异不显著,但分
别比CK处理的油茶幼林叶绿度值增加了3.55%和
5.56%,这表明Azo和Pse能够提高叶片叶绿度,有
利于油茶幼林生长,其中,Pse的效果更好。Bac处
理(7517)与CK无显著差异。总之,施用细菌肥料
Pse可增加油茶幼龄叶片的叶绿素,增强光合作用,
有利于幼树的营养生长。
  图中小写字母不同表示处理间差异显著(p<0.05),小写字母
相同表示处理间差异不显著(p>0.05)。
图4 各处理对油茶幼林叶绿度的影响
2.5 不同处理对油茶幼林叶片营养元素含量的
影响
2.5.1 不同处理对叶片全氮、全钾、全磷含量的影
响 表1所示:不同处理的全氮和全钾含量无显著
差异。以CK处理的全氮(19.03g·kg-1)全钾含量
(6.03g·kg-1)为基准,基质处理的油茶叶全氮含
量(17.93g·kg-1)、全钾含量(6.22g·kg-1)分别
降低 5.78%、增加 3.15%;Azo处理的全氮含量
275
第4期 沈兴亮等:细菌肥料对油茶幼林生长的影响
(18.72g·kg-1)、全钾含量(5.92g·kg-1)与 Bac
处理的全氮含量(17.99g·kg-1)、全钾含量(5.89g
·kg-1)都低于CK处理的对应值,分别比 CK处理
降低了1.63%、1.82%与5.47%、2.32%;Pse处理
的全氮(19.28g·kg-1)、全钾含量(6.93g·kg-1)
则相应增加了1.3%、15%,但均未达到显著水平。
Azo、Bac和基质处理的叶片全磷含量分别为0.66、
0.62、0.63g·kg-1,分别显著比 CK处理减少了
12.0%、17.3%、16.0%,Pse处理的全磷含量
(0.70g·kg-1)降低了 6.67%,但与 CK差异不显
著。与基质处理相比,只有 Pse处理的叶片全磷含
量显著增加,达0.70g·kg-1,相应增加 11.11%。
Azo处理比基质稍有增加,而Bzo处理的略有下降。
2.5.2 不同处理对叶片钙、镁含量的影响 细菌肥
料对油茶幼林叶片镁含量的影响没有对钙含量的影
响明显(表1)。与 CK处理叶片钙含量(8.53g·
kg-1)相比,Azo处理(10.4g·kg-1)、Bac处理
(900g·kg-1)、Pse处理(9.65g·kg-1)和基质处
理的叶片钙含量分别为10.40、9.00、9.65、10.30g
·kg-1,分别比 CK处理提高了 21.92%、5.51%、
1313%和20.75%,但未达到显著差异水平;与基质
处理相比,Bac、Pse处理油茶叶片的钙含量分别减少
了12.62%、6.31%,Azo略有增加,但差异不显著。
基质处理叶片的镁含量(1.34g·kg-1)比 CK处理
(1.27g·kg-1)增加了5.51%,相应的 Pse处理叶
片的镁含量(1.29g·kg-1)增加不大,Bac处理叶片
的镁含量(1.13g·kg-1)减少了11.02%,只有菌肥
Azo处理的叶片镁含量增加了 4.72%,但差异不
显著。
2.5.3 不同处理对叶片铁、铜含量的影响 从表1
可得出:无菌肥基质处理的铁含量(80.96g·kg-1)
和铜含量(3.86g·kg-1)分别比 CK处理(90.61g
·kg-1,4.63g·kg-1)减少了10.65%和16.63%,
但差异不显著。菌肥Azo处理的油茶幼林叶片铜含
量(10.1mg·kg-1)、铁含量(127.28mg·kg-1)分
别比CK增加了118.14%、40.47%,且差异显著(p
<0.05)。Bac和 Pse处理的叶片铜、铁含量与 CK
的差异均不显著,相应分别增加了14.47%、3.75%
和2203%、27.93%。
表1 不同处理对油茶幼林叶片营养元素含量的影响
施肥
处理
大量元素/(g·kg-1)
全氮 全磷 全钾 钙 镁
微量元素/(mg·kg-1)
铁 铜
Azo 18.72a 0.66bc 5.92a 10.40a 1.33a 127.28a 10.10a
Bac 17.99a 0.62c 5.89a 9.00a 1.13a 94.01ab 5.30b
Pse 19.28a 0.70ab 6.93a 9.65a 1.29a 115.92ab 5.65b
基质 17.93a 0.63c 6.22a 10.30a 1.34a 80.96b 3.86b
CK 19.03a 0.75a 6.03a 8.53a 1.27a 90.61ab 4.63b
  注:表中小写字母不同表示处理间差异显著(p<0.05),小写字母相同表示处理间差异不显著(p>0.05)。
3 结论与讨论
(1)叶绿度值高低与光合作用强弱存在明显的
正相关,是反映光合作用强弱的重要指标,植物光合
作用的能力可以直接或间接的影响着其生长。因此
研究叶片叶绿度,能了解油茶不同时期的生理活动
和养分吸收特点[15-18]。菌肥Pse比CK处理的叶绿
度值增加了5.56%,且达到显著水平(p<0.05);菌
肥Bac处理与CK处理未达到显著水平。
(2)油茶生长发育需要足够的养分供应,除基
本的氮、磷、钾外,还需要多种微量元素如铁、铜
等[19-20],这些营养元素的丰缺状况对油茶品质的影
响极大。施用细菌肥料对油茶幼林叶片全氮、全钾
以及钙和镁含量影响不显著,但Azo处理叶片的铜、
铁含量达到了10.10、127.28mg·kg-1,分别比 CK
显著增加了118.14%、40.47%。菌肥Bac和Pse处
理叶片的铜、铁含量与CK的差异均不显著。
(3)新梢长度的变化是最能反映油茶植株生长
情况的直观性生理指标之一,同时也能反映土壤中
肥力情况,研究发现细菌肥料对油茶秋梢长均有显
著影响,与 CK相比,菌肥 Azo、Bac和 Pse处理的秋
梢长分别显著增加49.0%、38.6%和66.4%,其中,
Pse处理效果最佳。
(4)3种细菌肥料对油茶幼林地径增长量的影
响不显著,有研究发现,生物量转化成地径的增长还
与其在植物各组织器官中的分配有关,应该综合分
析环境等因子对树木生长的影响[21-22]。菌肥 Pse
处理的油茶幼林地径的增长量比 CK降低3.61%,
但其处理的油茶花苞数增加了近1倍,秋稍长也显
著增加了66.4%,这可能与油茶品种、土壤肥力状
375
林 业 科 学 研 究 第27卷
况或油茶幼林时期光合作用产物在不同器官的分配
有关。
(5)基质是细菌肥料的载体,载体的选择与处
理对细菌肥料产品的保存期及质量有非常关键的影
响,载体的类型、灭菌方式、酸碱度都会直接影响到
细菌肥料效应,进而决定着植物生长速度[23-24]。与
CK处理相比,基质处理提高了油茶幼林地径增长
量、叶片叶绿度,但降低了叶片全磷含量,且达到显
著水平,说明本试验中基质对油茶幼林生长可能会
有一定的影响。
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