复合微生物肥料对桉树生长和土壤微生态的影响

張文元.复合微生物肥料对桉树生长和土壤微生态的影响[J].福建农业科技，2023，54（8）：26-31.

摘 要：为实现化肥减量化和生态营林提供新型肥料，改善桉树林地土壤酸化等问题，在萌芽林、新植林同时开展试验，分别施用复合微生物肥料1（N∶PO∶KO=14∶6∶12，枯草芽孢杆菌十月交冻样类芽孢杆菌有效活菌数≥2.0 CFU·g，下称“肥料1”）、复合微生物肥料2（N∶PO∶KO=14∶4∶8，枯草芽胞杆菌十月交冻样类芽孢杆菌有效活菌数≥2.0 CFU·g，下称“肥料2”）和常规化肥，比较3种肥料处理下桉树生长及土壤微生态的差异。结果表明：肥料1、肥料2对桉树促生效果和林地改良效果优于常规化肥，且折纯NPK投入量分别减少15.8%、31.6%。与常规化肥相比，施肥24个月后肥料2对萌芽林促生效果更好，胸径、树高提高11.2%、7.5%；肥料1对新植林促生效果更好，胸径、树高提高13.8%、10.5%；复合微生物肥料可促进土壤有机物降解为腐殖质，提升微生物菌群数量，提高土壤养分，显著缓解土壤酸化。综合可知，复合微生物肥料可以替代化肥用于桉树人工林种植，具有减肥增效、提升土壤肥力的作用。

关键词：复合微生物肥料；桉树；生长性状；土壤肥力；土壤微生态；促生效果

中图分类号：S 714.8   文献标志码：A   文章编号：0253-2301（2023）08-0026-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.08.004

Effects of the Compound Microbial Fertilizers on Eucalyptus Growth and Soil Microecology

ZHANG Wen-yuan

（Nanjing National Forest Farm of Fujian Province， Zhangzhou， Fujian 363600， China）

Abstract：In order to realize the reduction of chemical fertilizer and provide new fertilizer for ecological forest management， and improve the soil acidification of Eucalyptus forest land， the experiments were carried out in the sprouting forest and the newly-planted forest at the same time， the compound microbial fertilizer 1 （N∶PO∶KO=14∶6∶12， effective viable bacteria count of Paenibacillus in October frozen sample of Bacillus subtilis≥2.0 CFU·g， hereinafter referred to as ″Fertilizer 1″）， the compound microbial fertilizer 2 （N∶PO∶KO=14∶4∶8， effective viable bacteria count of Paenibacillus in October frozen sample of Bacillus subtilis≥2.0 CFU·g， hereinafter referred to as ″Fertilizer 2″） and the conventional chemical fertilizer were applied respectively to compare the differences of Eucalyptus growth and soil microecology under the three fertilizer treatments. The results showed that Fertilizer 1 and Fertilizer 2 had better growth promotion and forest land improvement effects on Eucalyptus than the conventional fertilizers， and the amount of converted NPK was reduced by 15.8% and 31.6%， respectively. Compared with the conventional chemical fertilizer， Fertilizer 2 had better growth-promoting effect on the sprout forest after 24 months of fertilization， and the diameter at breast height and plant height increased by 11.2% and 7.5%， respectively. The growth-promoting effect of Fertilizer 1 on the newly-planted forest was better， and the diameter at breast height and plant height increased by 13.8% and 10.5%， respectively. The compound microbial fertilizer could promote the degradation of soil organic matter into humic substance， increase the number of microbial flora， improve the soil nutrients， and significantly alleviate the soil acidification. It could be concluded that the compound microbial fertilizer could replace chemical fertilizer for planting the Eucalyptus plantation， which had the effect of reducing weight and increasing efficiency and also improving the soil fertility.

Key words：Compound microbial fertilizer； Eucalyptus； Growth characteristic； Soil fertility； Soil microecology； Growth-promoting effect

施肥是桉树人工林培育中的关键技术措施之一，通常其投入占整个经营轮伐期的1/3。我国南方桉树人工林长期施用化肥导致土壤酸化板结，且桉树凋落叶分解时释放水杨酸、6-甲基水杨酸和4-羟基苯甲酸等化感物质会抑制林下植物生长、衰减土壤微生物，造成土壤地（肥）力弱化、林分生产力下降。当前，施用桉树配方肥、调整施肥方式是减轻桉树人工林负面影响的主要措施，但化肥的过量施放，进一步加剧了土壤的酸化、板结，且对桉树产量提升有限，无法从根本上解决桉树减肥增效、持续经营问题。据报道，施用微生物可提高桉树人工林土壤腐殖质含量，促进桉树根系吸收氮、磷、钾等养分，从而利于桉树生长；并且微生物可分解化感物質，减轻其对林下植物和土壤微生物的抑制作用。复合微生物肥料兼具有机质、无机养分，能满足作物生长营养需求，同时有效菌可修复土壤，是最有潜力替代传统化肥的新型肥料，在农业生产中广泛应用，但未见应用于桉树人工林的报道。因此，南靖国有林场在桉树人工林上进行桉树专用复合微生物肥料应用试验，持续跟踪调查分析桉树生长、土壤养分和微生物数量变化，及时总结复合微生物肥料的初步应用效果，以期在桉树等速丰林上的进一步推广应用及人工林化肥减量、绿色可持续发展提供借鉴和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试树种为2年生尾巨桉二代萌芽林（下称“萌芽林”，9-14小班）和二代新植林（下称“新植林”，9-15小班），树势中等。

1.2 试验地概况

试验地点位于漳州市南靖国有林场内樟祠管护站9-14小班和9-15小班，主要种植桉树，林地海拔100～200 m，坡向北，坡位下。主要植被多为五节芒和矮灌，山脊有少量芒萁骨，立地等级Ⅱ级。试验林分前茬为尾巨桉人工林，2018年采伐并进行林地清理后，根据地形走势和营造林规划设计，一部分林地进行二代萌芽更新（萌发林），每个伐桩保留1～2株萌芽条，保留密度约2000株·hm，另一部分重新营造尾巨桉（新造林），造林密度为1667株·hm。

试验地土壤为红壤，0～60 cm土层背景值为：萌芽林的林地土壤有机质30.5 g·kg、全氮2.6 g·kg、全磷0.4 g·kg、全钾2.8 g·kg、碱解氮45.5 mg·kg、有效磷1.87 mg·kg、有效钾55.5 mg·kg、微生物数量2.8×10 CFU·g、腐殖质13.58 g·kg、pH值4.85；新造林的土壤有机质34.5 g·kg、全氮2.9 g·kg、全磷0.73 g·kg、全钾2.2 g·kg、碱解氮53.6 mg·kg、有效磷1.08 mg·kg、有效钾58.5 mg·kg、微生物数量2.3×10 CFU·g、腐殖质16.25 g·kg、pH值4.82。土壤呈酸性，有机质丰富，全氮、全磷在中等水平以上，钾含量偏低。

1.3 供试肥料

供试的两种固体复合微生物肥料是由福建三炬生物科技股份有限公司（下称“福建三炬”）生产的桉树专用肥，复合微生物肥料1 ：有机质≥20%、N+PO+KO≥32%（N∶PO∶KO=14∶6∶12）、有效活菌数≥2.0×10 CFU·g；复合微生物肥料2 ：有机质≥25%、N+PO+KO≥26%（N∶PO∶KO=14∶4∶8）、有效活菌数≥2.0 CFU·g；复合微生物肥料的有效菌为枯草芽孢杆菌+胶冻样类芽孢杆菌。对照为常规化肥，是由福建奥利高塔复合肥有限公司生产的桉树专用肥：N+PO+KO≥38%（N∶PO∶KO=16-6-16）。

1.4 试验方法

按随机区组设计分别开展施肥试验，分别设置3种处理：处理A为复合微生物肥料1（下称“肥料1”）；处理B为复合微生物肥料2（下称“肥料2”）；处理C为常规化肥（对照）。复合微生物肥料、常规化肥均穴施0.5 kg·株，2020年9月、2021年9月各施用1次。每个处理3次重复，萌芽林每个小区面积2.69 hm，新植林每个小区面积1.80 hm。

1.5 指标测定

1.5.1 桉树生长量调查 在施肥前及施肥后5、9、24个月，在每个小区各调查一次树高和胸径生长指标（每木检尺）。

1.5.2 土壤养分测定 采用“S”路线，每个小区取5个点，沿树冠滴水线处，采集0～30 cm深度的混合土样1 kg，室内土样处理后按国标分析方法测定相关指标，其中有机质采用重铬酸钾容量法，全氮采用自动定氮仪法，全磷采用NaOH熔融-钼锑抗比色法，全钾采用NaOH熔融-火焰光度法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用钼锑抗比色法，速效钾采用火焰光度计法，腐殖质采用焦磷酸钠浸提-重铬酸钾氧化法。

1.5.3 土壤微生物数量测定 在施肥前及施肥后5、9、12、24个月（在第2次施肥前测定第12个月的土壤微生物數量），在每个小区各调查1次，取土方法同“1.5.2土壤养分测定”，采用平板计数法测定。

1.5.4 施肥成本分析 参照试验开展阶段的肥料价格（以公开招投标中标价为基准）：桉树专用复合微生物肥料为3650元·t，常规化肥为3380元·t，施肥人工费为500元·hm。

1.6 数据处理

采用SPSS 25.0软件对试验数据进行LDS差异显著性分析，采用EXCEL软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 复合微生物肥料对桉树生长的影响

由表1可知，萌芽林和新植林施用复合微生物肥料的平均胸径、树高均大于常规化肥。从萌芽林生长效果分析，林分平均胸径生长变化为：处理A、B较处理C施肥5个月时分别提高1.1%和4.9%，施肥9个月时分别提高7.1%和12.1%，施肥24个月时分别提高8.5%和11.2%。林分平均树高生长效果分析：处理A、B较处理C施肥5个月时分别提高4.7%和5.1%，施肥9个月时分别提高3.7%和7.0%，施肥24个月时分别提高5.4%和7.5%。从新植林生长效果分析，林分平均胸径生长变化为：处理A、B较处理C施肥5个月时分别提高6.1%和7.4%，施肥9个月时分别提高9.5%和5.4%，施肥24个月时分别提高13.8%和4.0%。林分平均树高生长效果分析：处理A、B较处理C施肥5个月时分别提高8.8%和11.5%，施肥9个月时分别提高9.3%和6.5%，施肥24个月时分别提高10.5%和6.3%，处理A达显著水平。综合来看，处理B对萌芽林的肥效较好，处理A对新植林的肥效较好，施肥5个月后即表现促生长作用，并于9个月或24个月达到显著水平，具有速效性和持久性。

2.2 复合微生物肥料对土壤养分的影响

由表2可知，萌芽林和新植林的处理C土壤养分含量低于处理A、B和背景值，说明复合微生物肥料可改善土壤肥力，而常规化肥造成土壤肥力衰减。从萌芽林土壤养分分析：3种处理的有机质、全磷、碱解氮、有效磷、pH值大小顺序依次为：处理B>处理A>处理C，全氮、速效钾依次为：处理A>处理B>处理C，全钾依次为处理A>处理C>处理B；处理A、B的有机质、全磷、碱解氮与处理C无显著差异，全氮、有效磷、速效钾、pH值与处理C差异显著；处理A的全钾、速效钾显著高于处理B，其他指标差异不显著。有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH值指标能敏感反应土壤养分变化，处理A较C分别高13.6%、9.5%、72.1%、28.9%、5.7%，处理B较C分别高15.3%、10.3%、88.4%、16.3%、7.8%。腐殖质是评价土壤肥力的指标，对土壤理化性质和生物学性质有重要影响，处理A、B较C分别高11.7%、10.6%，差异显著。从新植林土壤养分分析：3种处理的有机质、全钾、碱解氮、速效钾大小顺序依次为：处理B>处理A>处理C，全氮、全磷、有效磷、pH值依次为：处理A>处理B>处理C；处理A、B的全钾、碱解氮与处理C无显著差异，其他指标与处理C差异显著；处理A的全氮、全磷、有效磷、速效钾显著高于处理B，有机质显著小于处理B，其他指标差异不显著。有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH值、腐殖质处理A较处理C分别高1.2%、18.5%、31.6%、19.4%、7.7%、6.1%，处理B较处理C分别高17.2%、20.2%、12.3%、25.0%、5.9%、9.0%。

2.3 复合微生物肥料对土壤微生物数量的影响

土壤微生物是肥力的重要指标，其数量变化可反映土壤环境变化，对土壤有机质矿化、营养循环利用有重要意义。由图1可知，萌芽林和新植林随着施肥时间的延长，处理A、B的土壤微生物数量呈递增式变化，处理C基本未变，数量从高到低依次为处理B>处理A>处理C。萌芽林和新植林在施肥前微生物数量分别为2.8×10、2.3×10 CFU·g，在施肥后处理A、B快速增长并与C差异显著，5个月后约为C的2倍，9个月后约为C的3倍，24个月后萌芽林的处理A、B分别达到7.4×10、8.1×10 CFU·g，新植林的处理A、B分别达到8.1×10、9.4×10 CFU·g，而处理C和施肥前相似甚至降低，说明复合微生物肥料可有效促进土壤微生物繁殖生长，而常规化肥造成微生物衰减。

2.4 3种处理施肥成本、折纯NPK投入分析

从表3可知，萌芽林的处理A、B的施肥成本为4150元·hm，比处理C的3880元·hm提高270元·hm；新植林的处理A、B的施肥成本为3544元·hm，比处理C的3319元·hm提高225元·ha。与处理C的折纯NPK投入相比，萌芽林的处理A、B分别降低60、120 kg·hm，新植林的处理A、B分别降低50、100 kg·hm，处理A、B较C的折纯NPK投入量分别减少15.8%、31.6%。

3 讨论与结论

在桉树萌芽林和新植林的种植过程中，施用3种肥料均能不同程度促进生长。虽然常规化肥可促进桉树生长，但会造成土壤肥力衰退。复合微生物肥料表现出更优异的促生效果，提高了土壤养分和微生物菌群数量，显著改善土壤酸化问题，促进土壤腐殖质的形成，同时折纯NPK投入减少15.8%（肥料1）或31.6%（肥料2），具有减肥增效，降低环境污染的生态效益。桉树专用复合微生物肥料是无机养分、有效菌和有机质的综合制剂，比常规化肥促生效果更好的原因如下：第一，高氮、中钾、低磷型的配比更符合桉树的需肥特点；第二，复合微生物肥料使用磷酸二氢钾等速效原料配合钙镁磷肥等缓效原料，避免桉树快速生长期脱肥或养分过快流失；第三，有效菌可提高肥料利用率，分泌吲哚乙酸、生长素等刺激根系发达，有利于根系吸收养分供给树体营养；第四，有机质可疏松土壤、缓解土壤酸化，改良桉树生长环境。可见，复合微生物肥料除了提供养分，还从生物刺激、改土途径促进桉树生长。虽然桉树专用复合微生物肥料施肥成本略高于常规化肥，但其表现出优异的促生效果，有效提高桉树单位产量，经济效益增长显著。

林地质量衰退伴随着土壤养分和微生物活性降低，是种植桉树遇到的普遍难题。施肥是快速补充土壤养分的主要措施，虽然常规化肥的养分含量高于复合微生物肥料，但改土培肥能力不及后者。这是因为复合微生物肥料除了直接补充养分，关键在于有效菌和有机质的间接效应。肥料中的胶冻样类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌是解磷解钾菌，通过分泌酶和有机酸将土壤固持的磷、钾转变为有效态，有机质可增强土壤固氮能力，减缓钾的流失，多重作用下持续供给养分。另外，有效菌定殖土壤后快速繁殖，分泌胞外多糖等代谢物为土著菌提供营养，肥料有机质既供给微生物生长底物，又改良土壤环境，间接促进土壤微生物菌群的繁殖生长。

腐殖质是土壤有机质的主要组成部分，占比50%～65%，因含胶体官能团吸附阳离子使土壤具备保肥能力，是评价土壤肥力的重要指标。虽然处理间的有机质差异不大，但施用复合微生物肥料显著提升土壤腐殖质含量，这是因为腐殖质的形成是以微生物为主导的生物化学过程，投入的有效菌将土壤有机物降解为腐殖质，提升土壤有机质的品质。

该研究还显示，两组林分适宜的肥料养分比例略有差异，萌芽林施用肥料2时生长较优，而新植林施用肥料1时生长较优，是否与萌芽林具有成熟根系，生长新根所需磷量少于新植林，相对低磷肥料即可满足生长有关，这对不同育林方式下精细化施肥具有指导意义，值得进一步探究。

参考文献：

[1]石贤辉.桉树人工林土壤微生物活性与群落功能多样性[D].南宁：广西大学，2012.

[2]李羿桥.巨桉凋落叶分解过程中养分和化感物质释放及其对三种草种的化感效应研究[D].雅安：四川农业大学，2013.

[3]卢凤来.巨尾桉叶化感作用及其与土壤微生物的关系[D].广州：华南农业大学，2017.

[4]彭志威，吕成群，黄宝灵，等.施用益生菌肥对桉树土壤腐殖质的影响[J].安徽农业科学，2014，42（32）：11297-11299.

[5]覃化东.复合固氮菌肥料对巨尾桉萌芽林生长的影响[D].南宁：广西大学，2014.

[6]黄奋娜.益生菌微生物肥料对桉树生长及土壤环境的影响[J].江西农业，2017，11：21.

[7]鲍士旦.土壤农化分析：第三版[M].北京：中国农业出版社，2000.

[8]农业农村部.土壤检测第24部分：土壤全氮的测定自动定氮仪法[S].北京：中国农业出版社，2012.

[9]农业农村部.土壤全磷测定法[S].北京：中国农业出版社，1988.

[10]农业农村部.土壤检测第7部分：土壤有效磷的测[S].北京：中国农业出版社，2014.

[11]农业农村部.土壤速效钾和缓效钾的测定[S].北京：中国农业出版社，2004.

[12]翟修彩.不同化学添加剂对秸秆腐解产物的影响及其应用研究[D].南京：南京农业大学，2012.

[13]国家质量监督检验检疫总局.农用微生物菌剂[S].北京：中国农业出版社，2006.

[14]唐兴贵，陆新莉，雷庭，等.微生物菌剂施用对烟田根际土壤菌群数量的影响[J].植物保护学，2020，（22）：86-88.

[15]李慧.桉树基肥利用率与需肥量研究[D].北京：中国林業科学研究院，2012.

[16]刘德飞.益生芽孢杆菌固体发酵工艺及其微生物肥料应用研究[D].济南：齐鲁工业大学，2015.

[17]罗杰.不同肥料及其施用水平对桢楠幼苗生长特性及土壤肥力的影响[D].雅安：四川农业大学，2017.

[18]李俊，姜昕.微生物肥料生产应用技术百问百答[M].北京：中国农业出版社，2019.

[19]王翠坚，刘斌.浅谈微生物在肥料生产中的应用[J].农村实用技术，2020（2）：67-69.

[20]杜臻杰，陈效民，邓建强，等.不同施肥处理红壤水肥耦合效应的研究[J].灌溉排水学报，2010，29（5）：15-18.

[21]光训.连栽杉木林地土壤肥力退化的症结[J].浙江林学院学报，2002，19（1）：102-105.

（责任编辑：柯文辉）

收稿日期：2023-05-10

作者简介：张文元，男，1972年生，高级工程师，主要从事森林资源培育技术研究及管理。