雷竹专用液体微生物肥料配方筛选

钟东洋 程 平 曾庆南 彭逸珍 揭东海 付艳茹 王海霞*

(1 江西省林业科技推广和宣传教育中心 南昌 330038； 2 江西省林业科学院 南昌 330032)

雷竹(Phyllostachys violescens‘Prevernalis’)为散生、中小型笋用竹种。 雷竹发笋早、产量高、味道美、经济效益显著，在江西省种植面积已超过1.59万hm2，并已形成以弋阳县为中心的重点发展区。

适当施肥能有效提高雷竹笋产量， 但采用土壤施肥时， 肥料有效利用率一般不高于30%， 造成了大量肥料浪费。 为此， 本文根据雷竹各生长时期的养分需求规律和林地土壤微生物变化， 充分利用雷竹竹腔存储和竹纤维输送功能， 开展含有微生物和养分的竹腔注射专用液体肥料配方研究， 旨在为雷竹生产提供新型肥料， 减少肥料用量， 保护生态环境。

1 试验地概况

试验地设在位于抚州市东乡区的江西省林业科学院笋用竹试验基地内， 地理位置为东经116°51′31″、 北纬28°18′24″。 该处位于亚热带湿润气候区， 为赣东丘陵与鄱阳湖平原的过渡地带，地势平坦， 四季分明， 气候温暖(年平均气温18 ℃)， 日照充足(年平均日照1 427.9 h)， 雨量充沛(年平均降雨量2 180.6 mm)， 无霜期长(年无霜期271 d)。 土壤以红壤土为主[1-2]。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

由具有解氮、 解磷、 解钾功能的胶德克斯氏菌、 蜡状芽孢杆菌及胶冻芽孢杆菌配成混合微生物， 与含氮、 磷、 钾、 硅、 硼、 镁等元素的尿素、过磷酸钙、 氯化钾、 水溶性二氧化硅、 硼酸和硫酸镁按不同比例混合， 配置成能溶于水的液态肥料。

2.2 试验设计

以微生物(A)、氮元素(B)、磷元素(C)、钾元素(D)、硅元素(E)、硼元素(F)、镁元素(G)为设计因子，采用L32(47)正交设计，各因素设置4 个水平，共32 个处理。 试验因素与水平见表1。

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

2.3 试验方法

分别于2020 年和2021 年的3 月、 5—7 月、8—9 月、 11—12 月采用竹腔注射施肥法各施肥1次。 施肥时， 将配置好的肥料与水按照1 ∶4 的比例稀释后， 对样地内的立竹进行施肥， 每株立竹注射稀释液3 mL。

2.4 试验调查与统计

试验期间对样地内立竹进行每竹调查。 调查时， 统计样地内立竹年龄、 立竹数量、 发笋数、成竹数、 新竹胸径及新竹高度等， 单株母竹发笋数按照“林分内当年发笋数/上一年度林分立竹数” 进行折算。

1) 样地设置与调查。 在2016 年造林的雷竹林分内设置样地， 样地大小为3.3 m × 3.5 m， 样地四周设隔离沟， 沟深40 cm、 宽30 cm， 以斩断各样地间竹鞭的联系。 处理1 各因素水平均为0，默认为试验对照林分。

2) 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

分析结果显示(表2)， 各处理对雷竹林分生长的影响存在差异。 就对发笋数的影响来看， 以处理11、 22 表现最好， 均较对照(处理1) 提高75.00%， 处理3 表现最差， 较对照降低75.00%；在其余各处理中， 处理4、 10、 23 与对照无差别，处理16、 17、 19、 20、 25、 27、 30、 31、 32 的发笋数均低于对照。 就对成竹率的影响来看， 以处理3表现最好， 较对照提高33.33%， 其次依次为处理25 (20.00%) > 处理23 (18.67%) > 处理19(14.67%) >处理20、 30 (12.00%) >处理15、 21、27 (6.67%) >处理6、 16、 31 (5.33%) >处理29(4.00%)， 处理5 和处理8 与对照(处理1) 无差别， 其余处理均低于对照。 就对新竹平均胸径的影响来看， 所有处理的新竹胸径均高于对照， 其中以处理18 表现最好， 新竹胸径是对照的3.8 倍； 处理32 表现稍差， 新竹胸径较对照提高13.33%。 就对新竹高度的影响来看， 除处理32 低于对照外，其余处理均高于对照， 其中以处理18 表现最好，新竹高是对照的2.32 倍。

表2 不同处理的雷竹生长指标Tab.2 Growth indicators of Ph. violescens ‘Prevernalis’ under different treatments

3.1 单株母竹发笋数

从图1 可以看出，磷元素和硅元素对雷竹发笋具有一定的抑制作用；微生物和镁元素对单株母竹发笋数的影响较大，微生物添加过多，则会降低发笋数，当镁元素添加到最高水平时，发笋数有较大程度的提高，而添加量较少时则作用不明显；氮元素添加的量越大，发笋数越多。 各因素对单株母竹发笋数的影响从大到小依次为镁、硅、微生物、硼、磷、氮、钾。

图1 各处理对单株母竹发笋数的影响Fig.1 Effects of different treatments on shooting number of each maternal bamboo

方差分析结果表明(表3)， 各因素均不同程度地影响单株母竹发笋数， 其中硅元素和镁元素的影响达到显著水平(P<0.05)， 其余元素的影响均不显著(P>0.05)。 各因素各水平对提高发笋数作用最好的配方为: 微生物水平3 (0.015 g/100 mL)、 氮水平4 (40 g/100 mL)、 磷水平1(0)、 钾水平3 (25 g/100 mL)、 硼水平4 (0.010 g/100 mL)、 镁水平4 (0.005 g/100 mL)。

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 成竹率

从图2 可以看出， 添加硅元素后， 成竹率出现了大幅度的降低， 说明硅元素对雷竹出笋成竹有抑制作用； 添加钾元素后， 成竹率也有所降低；而微生物、 硼元素和镁元素对成竹率的影响较大；氮元素对成竹率有积极作用， 但影响较小。 各因素对成竹率的影响从大到小依次为硅、 镁、 硼、磷、 微生物、 钾、 氮。

图2 各处理对成竹率的影响Fig.2 Effects of different treatments on the rate of bamboo culm forming

方差分析结果显示(表4)， 硅素对成竹率的影响达到极显著水平(P<0.01)， 而其他元素对成竹率的影响均不显著(P>0.05)。 各因素、 各水平对提高成竹率作用最好的配方为: 微生物水平3 (0.015 g/100 mL)、 氮水平3 (30 g/100 mL)、磷水平2 (10 g/100 mL)、 钾水平1 (0)、 硼水平3 (0.005 g/100 mL)、 镁 水 平 4 (0.005 g/100 mL)。

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 新竹胸径

从图3 可以看出， 硅元素对新竹胸径的影响较大， 而且整体呈降低趋势， 再次说明硅素会抑制雷竹生长。 微生物和镁素的添加新竹胸径的影响有一定差异， 且整体上随添加量增加而影响加大； 磷素的影响较小， 少量添加磷素能提高新竹胸径， 添加量略微提高则会产生负面影响。 各因素对新竹胸径的影响从大到小依次为硅、 微生物、镁、 氮、 硼、 钾、 磷。

图3 各处理对新竹胸径的影响Fig.3 Effects of different treatments on DBH of new bamboo

方差分析结果显示(表5)， 各元素对新竹胸径的影响不同， 其中硼元素接近于显著水平， 氮元素达到显著水平、 接近于极显著水平， 微生物、硅元素和镁元素的影响达到极显著水平 (P<0.01)， 其余因素的影响则不显著。 各因素、 各水平对增加新竹胸径作用最好的配方为: 微生物水平2 (0.010 g/100 mL)、 氮水平3 (30 g/100 mL)、 磷水平2 (10 g/100 mL)、 钾水平4(25 g/100 mL)、 硼水平2 (0.001 g/100 mL)、 镁水平4 (0.005 g/100 mL)。

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 新竹高度

从图4 可以看出， 硅元素的添加降低了新竹高度， 微生物的添加则能有效提高新竹高度， 且不同微生物添加量水平， 差异性较大； 镁元素对新竹高度的影响根据随添加量增加呈先增加、 再减小、 再大幅增加的变化趋势； 磷元素对新竹高度的影响整体上较小， 且随添加量的增加呈增加幅度持续减少的变化趋势。 各因素对新竹高度的影响从大到小依次为硅、 镁、 微生物、 磷、 钾、硼、 氮。

图4 各处理对新竹高度的影响Fig.4 Effects of different treatments on height of new bamboo

方差分析结果显示(表6)， 硅元素、 镁元素和微生物对新竹高度的响应达极显著水平(P<0.01)， 而其余因素的响应则不显著(P>0.05)。各因素、 各水平对增加新竹高度作用最好的配方为: 微生物水平2 (0.010 g/100mL)、 氮水平3(30 g/100 mL)、 磷水平2 (10 g/100 mL)、 钾水平4 (25 g/100 mL)、 硼水平2 (0.001 g/100 mL)、镁水平4 (0.005 g/100 mL)。

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) 与土壤施用土体微生物肥料的研究结果一样[3]， 硅元素对雷竹生长有抑制作用， 在液态肥中添加硅素后， 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时， 建议在配方肥中不添加硅元素， 这与以往研究硅肥能有效促进禾本科植物生长的结论不同， 也与李珂清等研究的硅肥能有效促进水稻生产和产量的影响不同[4]， 具体原因有待于进一步研究。

2) 微生物能较好地促进雷竹生长， 不同微生物添加量作用效果不同， 整体上随添加量的增加促进作用增强。 基于笋用竹培育目标为提高竹笋产量， 本文建议选用0.015 g/100 mL 作为竹腔注射专用微生物肥的适宜用量。

3) 添加镁元素能有效提高雷竹林分的生长指标， 在本试验设置的4 个水平中， 水平4(0.005 g/100 mL)对所有生长指标的提高值最大，亦即在试验范围内镁元素的量以最高水平0.005 g/100 mL 为最好。

4) 不同生长指标对大量营养元素(氮、 磷、钾) 需求不同[5]。 添加氮元素对雷竹各生长指标均有不同程度的提高， 其中水平3 (30 g/100 mL)对提高发笋数和成竹率提高较大、 水平2(20 g/100 mL) 对新竹胸径和高度提高较大。 添加磷元素不能提高发笋数， 但能提高其他生长指标， 因此若要留笋养竹， 则可适当添加磷元素(10 g/100 mL)。 钾元素对提高发笋量、 新竹平均胸径和高度都有较好的作用， 若要提高发笋数则选择水平3 (19 g/100 mL)， 若是林分胸径和高度较小则选择水平4 (25 g/100 mL)。

5) 硼元素能有效提高雷竹林分生长指标， 其中水平4 (0.010 g/100 mL) 对促进发笋作用最好， 水平2 (0.001 g/100 mL) 能明显提高新竹胸径和高度， 因此适当的添加硼元素， 能有效提高雷竹林分产量。

综上所述， 针对雷竹不同生长指标， 适宜的液态微生物肥配方分别为: 单株母竹发笋数， 微生物0.015 g/100 mL、 氮40 g/100 mL、 磷0 g/100 mL、钾 19 g/100 mL、 硼 0.010 g/100 mL)、 镁0.005 g/100 mL； 成竹率， 微生物0.015 g/100 mL、氮30 g/100 mL、 磷10 g/100 mL、 钾0 g/100 mL、硼0.005 g/100 mL、 镁0.005 g/100 mL； 新竹胸径和竹高， 微生物0.010 g/100 mL、 氮30 g/100 mL、磷10 g/100 mL、 钾25 g/100 mL、 硼0.001 g/100 mL、镁0.005 g/100 mL。

因此， 针对雷竹林的不同经营目的， 应选择不同配方以实现定向培育的目标。 如雷竹笋用林，其培育的主要目标是获取更多的新笋， 出笋数量就成为重要指标， 此时则应优先选择能有效提高单株母竹发笋数的配方。