微生物菌肥对泡桐生长特征的影响

吴增凤 寇译丹 戴曲顺

(1.长沙兴嘉生物工程股份有限公司，湖南 长沙 410000；2.福建农林大学 园艺学院，福建 福州 350001；3.福建林业职业技术学院，福建 南平 353000)

泡桐(Paulowniafortunei)是玄参科(Scrophulariaceae)泡桐属(PaulowniaSieb. et Zucc.)落叶乔木，是中国的乡土树种，有3 000多年的种植历史，广泛分布于我国的山东、河北、山西、河南、陕西等22个省区[1]。泡桐的叶片大且密，具有生长迅速、适合间种、材质轻软等优点[2]，可用于制作乐器[3]、生态修复建群植物[4]、木材生产和农田防护林[5]等。

我国的化肥施用量大，截至2016年，依然高达359.08kg/hm2，是当前全球化肥用量最多的国家之一，存在严重的施肥过量问题[6]。过量施用化肥会导致耕地土壤恶化、微生物活性降低、破坏土壤结构[7]，降低农产品的品质，严重制约我国农业的可持续发展[8]。研究表明，我国的粮食生产过程中过量施用氮肥会显著降低粮食生产效率[9]。复合微生物菌肥因含有枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、木霉菌[10]等微生物活体，以及有机质、氨基酸和维生素、各种水解酶等植物生长所需的物质[11]，可改善植物根际的营养环境，促进植物生长，实现农业的可持续发展[12]。使用菌肥可显著增加玉米关键生育期的叶面积，株高增幅6.3%，并增加旱作玉米的穗粒数[13]；9个月苗龄的第3代杉木幼苗施用杉木内生真菌CG2 菌株的菌肥可显著提高苗高9%、地径18%以上[14]；施用菌肥能显著提高库尔勒香梨果实的单果质量和可溶性固形物含量，并显著降低有机酸含量[15]。

目前，关于泡桐的研究以病虫害防治[16]、无性系选育[17]、组培脱毒技术[18-19]、总黄酮含量测定[20]等方面为主，有关泡桐微生物菌肥的研究以修复锰尾矿区的生态工程区为主[4,21,22]。本试验对比了泡桐专用肥料和常规肥料对泡桐生长的影响，将泡桐施肥后的年生长株高、年生长胸径和木材硬度作为实验结果的衡量指标，以期为泡桐的种植提供适宜的专用微生物菌肥复合肥，提高泡桐的产量和质量，增加泡桐的市场利用率，为后续研究提供一定的理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验时间为2016年3月—2020年9月，试验地位于福建省南平市延平区博爱村。试验土壤的基本情况为：总氮量1.63mg/kg、总磷量0.889mg/kg；有效钾0.11mg/kg；有机质12.08%；pH值4.33；土壤各元素含量：锰(Mn)1.884mg/kg、铁(Fe)88.755mg/kg、铜(Cu)0.109mg/kg、锌(Zn)10.052mg/kg、铅(Pb)0.097mg/kg、砷(As)0.098mg/kg、镉(Cd)0.017mg/kg等。

1.2 试验材料

试验品种为国桐，试验所用的泡桐专用微生物菌肥、常规复合肥、尿素均由福建日不落林业科技有限公司提供。泡桐专用复合肥A总养分25% ，比例18∶3∶4，有效活菌数≥2 000万/g，有机质(以干基计)≥25%；泡桐专用复合肥B总养分15%，比例11∶2∶2，有效活菌数≥2 000万/g，有机质(以干基计)≥25%；复合肥N∶P2O5∶K2O为16∶16∶16。

泡桐为根插的扦插苗，于2016年1月份开始扦插，地下根段约10cm， 扦插2—3周后萌芽，待插穗长至20cm后移栽到试验区，于2016年2月15日开始移栽，于2016年3月1日选定试验的植株开始记录，选取的植株高度为30—40cm。

1.3 试验设计

试验田每4行为同一处理，共设3个处理，每个处理设3次重复，随机排列，处理行与处理行之间设置保护行。处理1：施用泡桐专用微生物菌肥A；处理2：施用泡桐专用微生物菌肥B；处理3：施用48%复合肥(16∶16∶16)+尿素(见表1)。

表1 不同处理的施肥配方及用量

1.4 田间管理

试验期间，各处理的田间管理措施均一致。

1.5 数据采集、处理及分析

数据采集包括高度测量：定株测量、采用测量杆测量；胸径：离地1m位置用游标卡尺进行测量；木材硬度，选前4m主干送至实验室测定，测定方法参照国家标准GB1941-1991。

用Excel2010进行统计，用DPS7.05版进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对泡桐树株高的影响

通过表2可知，不同处理对泡桐的株高影响显著。处理2的第一、二年分别为5.38m、10.27m，均显著高于处理1，第三年为14.76m，与处理1无显著差异。处理1和处理2在3年间均显著高于处理3，其中处理2第一、二、三年分别比处理3高出18.8%、12.7%、7.8%。

表2 不同施肥处理对泡桐树株高的影响

从图1可知，不同处理的株高在3年间的年增长量差别较大。处理1整体较高，第一、二、三年均为4.8—4.9m；处理2第一、二年较高，为4.9—5.0m，但第三年低至4.5m；处理3整体较低，第一年仅4.2m，第二、三年均为4.6m。

图1 不同施肥处理下泡桐树株高的年生长情况

2.2 不同施肥处理对泡桐树胸径的影响

根据表3可知，在试验的3年时间里，处理1和处理2的胸径变化均无显著差异，但二者均显著高于处理3。其中处理2第一、二、三年的胸径分别为10.34cm、14.58cm、19.53cm，依次比处理3高出14.4%、7.6%、7.8%。

表3 不同施肥处理对泡桐树胸径的影响

从图2可知，不同处理的胸径，在3年间的年增长量差别较大。第一年泡桐的胸径增长较快，处理1和处理2较高，分别为9.2cm和9.3cm，处理3较低，为8.0cm；第二年处理1和处理2均为4.2cm，低于处理3的4.5cm；第三年处理1和处理2分别为5.1cm和5.0cm，高于处理3的4.6cm。结合表3可知，虽然处理1和处理2在第二年胸径增长低于处理3，不同施肥处理3年以后，处理1和处理2的泡桐胸径均比处理3高出1.4cm以上。

图2 不同施肥处理下泡桐树胸径的年生长情况

2.3 不同施肥处理对泡桐树木材硬度的影响

从表4可知，不同施肥处理3年的泡桐木材硬度差异极显著。处理1与处理2的木材硬度均超过2 100N/cm2，显著高于处理3，其中处理2与处理3的差异最大，超过8.8%。

表4 不同施肥处理对泡桐树木材硬度的影响

3 讨论

在生产上施用微生物肥可提高泡桐的生长速度，并提高泡桐的木材硬度。研究表明，专用型微生物菌肥较常规型肥料，能增加土壤的腐殖质、胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量[14]；添加枯草芽孢杆菌能显著恢复土壤pH值[23]，促进杨树的根系生理活性和光能利用率[12],提高杉木的株高和胸径，且专用肥的肥效可以持续4.5—5年,比常规化肥的肥效长0.5年[24]。本试验中泡桐专用微生物菌肥A肥和B肥的施用效果均优于常规复合肥，且施肥3年后，A肥和B肥对泡桐的株高、胸径和木材硬度均无显著差异，但在施肥量上，A肥3年总用量为3.0kg/株，B肥3年总用量为4.3kg/株，二者相差40%以上，可见A肥在生产实际中更具生态环保、减肥增效的作用。综上，在实际生产中，种植户在选择不同的泡桐专用微生物菌肥时，应考虑实际定价、施肥成本和最终效益，若二者的成本接近，则优先选择用肥量少的泡桐专用微生物菌肥A肥。

本研究仅测定了泡桐树幼龄苗的株高、胸径和木材硬度，后续应继续对施肥成本、施肥时期、施肥效益等方面开展相关研究。同时，不同施肥处理对泡桐种植区的土壤理化性质、微生物活动、生态修复功能等影响也有待进一步开展试验。