不同固态微生物肥料配方对雷竹林生长的影响

曾庆南 程 平 彭逸珍 叶一琪 揭东海 付艳茹 王海霞

(江西省林业科学院 南昌 330032)

雷竹(Phyllostachysviolescens‘Prevernalis’)是散生竹种中发笋较早的竹种，其笋具有产量高、味道美、经济效益显著等优势，近年来在江西省东北地区快速发展，人工造林面积已超1.33万hm2，已成为部分县、市林业的支柱产业，在精准脱贫和乡村振兴中发挥了重要作用。

雷竹是喜肥竹种，施肥能有效提高竹笋产量。生产中土壤肥料利用率低、大量施肥的情况时有发生，造成林地土壤污染、酸化，土壤微生物种群生态平衡受到破坏，进而导致雷竹林生产周期短、林分退化。为此，本文根据雷竹生长对养分种类和数量的需求，结合雷竹林地土壤微生物特征，筛选不同的微生物及养分种类并进行复配与试验，以期筛选雷竹林地土壤专用固态微生物肥料配方，为雷竹生产提供新型生产物资，促进雷竹产业高质量发展。

1 试验地概况

试验林位于江西省林业科学院笋用竹试验基地，地理位置28°18′24″N、116°51′31″E，属亚热带湿润气候区，地处赣东丘陵与鄱阳湖平原的过渡地带，地势平坦，多为缓坡丘陵，气候温和，日照充足，雨量充沛，无霜期长，平均气温18 ℃，年平均日照时间1 427.9 h，年平均降雨量2 180.6 mm，年无霜期为271 d。土壤以红壤土为主[1-2]。

2 材料与方法

2.1 试验材料

由胶德克斯氏菌、蜡状芽孢杆菌及胶冻芽孢杆菌的混合微生物与氮素、磷素、钾素、硅素、硼素、镁素等元素按不同比例进行复配。其中，氮素、磷素、钾素、硅素、硼素、镁素分别由尿素、过磷酸钙、氯化钾、水溶性二氧化硅、硼酸和硫酸镁提供。

2.2 试验设计

采用L3247正交设计，试验因素包括氮素、磷素、钾素、硅素、硼素、镁素，每个因素设置4个水平。各因素水平见表1，共32个处理。

表1 试验因素与水平Tab.1 Test factors and levels

2.3 试验方法

于2020年、2021年连续2年在雷竹林中进行试验，采用土壤施肥。分别于3月、5—7月、8—9月、11—12月各施肥1次。

施肥前在竹株周围挖深10～15 cm环形沟，将混合微生物用水溶解并与其他固体肥料混合均匀，施入环形沟内，覆土并浇水20 L。

2.4 调查与统计

于2021年、2022年对样地内立竹进行每竹调查，调查样地内林分立竹数、立竹年龄、发笋数、成竹数、胸径及高度等指标，计算单株母竹发笋数和成竹率。其中，单株母竹发笋数=(当年发笋数/上年度林分立竹数)，成竹率=(发笋数/成竹数)×100%。

1)样地设置与调查。在造林4年的雷竹林中，选3.3 m × 3.5 m林分作为样地，四周挖40 cm × 30 cm隔离沟，斩断所有鞭系，共32个处理，处理1各因素水平均为0，作为试验对照林分。

2)土壤采样。每块样地取混合土壤样1 kg进行有效成分含量测定，同时取样地竹鞭或竹篼根系周围土壤(5～20 cm)深土样500 g，装入无菌塑料袋中带回实验室分离、检测微生物种群(类)。

3)数据统计。采用DPS数据处理系统进行数据的统计分析。

3 结果与分析

各处理对雷竹林生长影响的统计分析结果见(表2)。由表2可以看出，从发笋数来看，与试验处理1(对照)相比，2021—2022年2年间各处理单株母竹发笋量平均提高率从大到小依次为处理19(188.89%)>处理23(133.33%)>处理18(111.11%)>处理15、26(100.00%)>处理2、9、21(88.89%)>处理12、13(77.78%)>处理7、17、20、22、31、32(66.67%)>处理5、6、27(55.56%)>处理24(44.44%)>处理3、10、14(33.33%)>处理8、25、28、29(22.22%)>处理16(11.11%)>处理1>处理4(-11.11%)>处理11(-33.33%)，单株母竹发笋数以处理19最好。同样分析可知，成竹率以处理31最好；新竹平均胸径以处理24最好，其次分别为处理5和处理19；平均株高以处理24最高。

表2 试验处理对雷竹生长的影响Tab.2 Effect of experimental treatment on the growth of Ph. violescens ‘Prevernalis’

3.1 不同处理对单株母竹发笋数的影响

从图1可以看出，硅元素的添加抑制了母竹发笋数的提高，钾素和微生物对单株母竹发笋数的影响较大，氮素、硼素的影响较小；各因素对母竹发笋数的影响从大到小依次为硅素、钾素、微生物、镁素、磷素、硼素、氮素。

图1 不同处理单株母竹发笋数Fig.1 Shooting number of each maternal bamboo under different treatments

进一步方差分析表明(表3)，各因素对单株母竹发笋数均有一定的影响，但差异均不显著(P>0.05)。根据各因素各水平对提高发笋数的作用大小，筛选出提高单株母竹发笋数的配方为：微生物水平3、氮素水平3、磷素水平4、钾素水平2、硼素水平3、镁素水平4。

表3 各处理间单株母竹发笋数的方差分析Tab.3 Variance analysis of shooting number of each maternal bamboo among different treatments

3.2 不同处理对成竹率的影响

从图2可以看出，硅元素极大地降低了成竹率，镁素和硼素对成竹率的影响较大，钾素的影响较小；各因素对成竹率的影响从大到小依次为硅素、镁素、硼素、磷素、氮素、钾素、微生物。

图2 不同处理的成竹率Fig.2 Percentage of bamboo culm forming under different treatments

进一步方差分析表明(表4)，各因素对成竹率均有一定的影响，其中硅素达到了极显著水平(P<0.01)，其余因素影响均不显著。根据各因素、各水平对成竹率作用的大小，筛选出提高成竹率的配方为：微生物水平4、氮素水平2、磷素水平2、钾素水平3、硼素水平4、镁素水平4。

表4 各处理间成竹率的方差分析Tab.4 Variance analysis of bamboo culm forming percentage among different treatments

3.3 不同处理对新竹胸径的影响

从图3可以看出，硅元素降低了新竹胸径，微生物和镁素对新竹胸径的影响较大，氮素的影响较小；各因素对新竹胸径的影响从大到小依次为硅素、微生物、镁素、钾素、磷素、硼素、氮素。

图3 不同处理的新竹胸径Fig.3 DBH of new bamboo under different treatments

进一步方差分析表明(见表5)，各因素对新竹胸径的影响存在差异，其中微生物、硅素、镁素和钾素均达到了极显著水平(P<0.01)，其余因素影响不显著。根据各因素各水平对提高新竹胸径的作用大小，筛选出提高新竹平均胸径的最佳配方为：微生物水平3、氮素水平4、磷素水平4、钾素水平3、硼素水平3、镁素水平4。

表5 各处理间新竹胸径的方差分析Tab.5 Variance analysis of new bamboo DBH among different treatments

3.4 不同处理对新竹高度的影响

从图4可以看出，硅元素抑制了新竹的高生长，微生物和镁素对新竹高度的影响较大，氮素的影响较小；各因素对新竹高度的影响从大到小依次为硅素、镁素、微生物、磷素、钾素、硼素、氮素。

图4 不同处理的新竹高度Fig.4 Height of new bamboo under different treatments

进一步方差分析表明(表6)，各因素对新竹胸径的影响存在差异，其中硅素的影响达到极显著水平(P<0.01)，微生物、镁素达到了显著水平(P<0.05)，其余因素影响不显著。根据各因素各水平对提高新竹高度作用的大小，筛选出提高新竹高度的最优配方为：微生物3、氮素水平1、磷素水平4、钾素水平2、硼素水平1、镁素水平4。

表6 各处理间新竹高度的方差分析Tab.6 Variance analysis of the new bamboo height among different treatments

4 结论与讨论

1)土壤养分的种类、含量及土壤微生物对雷竹生长和笋产量有直接的影响。

2)硅元素对雷竹林的生长有着抑制作用，无论是发笋数、成竹率、新竹胸径还是新竹高度，均有不同程度的降低。因此，在红壤区培育雷竹笋用林，不需要添加硅元素，这与以往研究的硅肥能有效促进禾本科植物生长的结论不同，也与李珂清等[3]的硅肥能有效促进水稻生长和产量的研究结论不同，具体原因有待于进一步研究。

3)微生物的添加能较好地促进雷竹生长，不同水平的微生物配方有不同的效果；总体而言，胶德克斯氏菌作为主要菌群，对雷竹林分的生长起着积极的促进作用，这与涂宝华等[4]关于不同菌剂对水稻生长的影响研究结论一致。

4)镁素对雷竹林分生长的影响也较大，在试验设置的4个水平中，水平4对所有指标的影响表现最好，表明在试验范围内，镁素的用量以最高水平50.00 g/667 m2为最好[5]。

5)雷竹不同生长指标对大量营养元素(氮、磷、钾)需求不同。各因素间对母竹发笋数和成竹率的影响均不显著，而钾肥对新竹平均胸径的影响达极显著水平，硅肥对新竹平均高度的影响达极显著水平，施微生物肥和镁肥对新竹平均高度的影响达显著水平。

6)硼元素对新竹高生长有一定的抑制作用，对其余指标均有不同程度的提高，因此，适当添加硼元素能有效提高雷竹林分产量，降低林分高度，在大风、大坡度生产区域建议使用。

7)根据试验结果，依据雷竹林分生产目标产品为鲜笋的定位，以提高单株母竹发笋数优先，提高新竹胸径作为参考指标，筛选出的土壤固体肥料配方为：微生物(50.00 g/667 m2)、氮素(8.00 kg/667 m2)、磷素(2.25 kg/667 m2或3.00 kg/667 m2)、钾素(1.50 kg/667 m2或2.00 kg/667 m2)、硼素(10.00 g/667 m2或15.00 g/667 m2)、镁素(50.00 g/667 m2)。