黄 方，吕世凡，吕成群，黄宝灵，董必珍

(1.广西壮族自治区乡镇林业工作总站，广西 南宁 530028；2.广西大学行健文理学院，广西 南宁 530005；3.广西大学林学院，广西 南宁 530005)

益生菌对巨尾桉人工林采伐剩余物生物量及养分归还的影响

黄 方1，吕世凡2，吕成群3，黄宝灵3，董必珍3

(1.广西壮族自治区乡镇林业工作总站，广西 南宁 530028；2.广西大学行健文理学院，广西 南宁 530005；3.广西大学林学院，广西 南宁 530005)

【目的】研究接种益生菌对巨尾桉人工林采伐剩余物生物量及养分归还影响，为林木合理施肥和防止地力衰退提供科学依据。【方法】用固氮菌N1、解钾菌40 K、解磷菌P13种菌株分别接种巨尾桉广林9组培苗。造林后，测定3.5年生林木的生长量和叶、枝、根、皮等采伐剩余物的数量以及N、P、K等养分含量。【结果】供试的3种益生菌接种巨尾桉广林9号对林木生长、采伐剩余物数量和养分归还量均有促进作用。其中接种40 K菌株的效果最好，林分平均树高、胸径、单株材积分别比对照增长14.7 %、23.9 %和70.9 %；采伐剩余物达到86 670 kg/hm2，比对照增加了85.1 %；采伐剩余物总养分归还量达866.33 kg/hm2，比对照增加75.02 %。【结论】接种40 K菌株对巨尾桉广林9号林木生长、采伐剩余物数量和养分归还量效果最显著。

益生菌；巨尾桉；采伐剩余物；养分归还

【研究意义】我国是全球桉树人工林栽培的第三大国，近年来随着桉树人工林种植面积的不断增加，其生态环境效益日益受到关注，森林采伐会产生大量的采伐剩余物，它是森林生态系统物质循环中养分归还的重要环节。保留采伐剩余物能够减少土壤养分的流失，为树木生长提供更多养分[1]。因此，开展采伐剩余物生态学研究，有利于了解森林经营方式对土壤肥力的影响、林地生产力的维持机制与生态学过程。【前人研究进展】有研究发现，保留采伐剩余物能够有效促进土壤的氮循环和提高氮的有效性[2-3]。采伐剩余物分解过程中林地表层土层生物活动加强，矿质化作用加快，导致养分增加，物理性质得到改善，有利于林木生长及林地肥力的提高[4]。有关桉树凋落物量及养分归还的研究已有许多报道[5-10]。汤建福[5]通过定位试验监测，研究生尾巨桉人工林凋落物量及养分归还量动态发现，尾巨桉人工林年凋落物量为4200.72 kg/hm2，桉树各组分中落叶占总凋落物凋落量最高，落叶(87 %)明显大于碎屑物(5.86 %)、落枝(3.19 %)、树皮(3.025 %)，以落果最少，仅有0.25 %。袁渭阳等[9]研究2、3、4、5、6年生尾巨桉乔木层养分随林龄变化的趋势发现，尾巨桉养分贮量随林龄增长而增加，各林龄N、K、Ca、Mg、P这5种养分元素的总贮量依次为753.26、882.07、1010.22、1087.51、1704.79 kg/hm2。【本研究切入点】目前，关于不同年龄或连续年龄序列桉树人工林凋落物的研究较多，有关在益生菌作用下的桉树人工林采伐剩余物生物量及养分归还的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】在前期研究工作的基础上，开展接种益生菌的巨尾桉人工林采伐剩余物生物量及养分归还的研究，探索接种益生菌对桉树生长、采伐剩余物数量和营养元素归还量的作用，为确定合理的造林密度、施肥和防止地力衰退提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市南郊南宁树木园连山管区，属南亚热带季风气候，年降水量1280 mm；年均气温26.6 ℃，极端最低气温为-1.5 ℃，极端最高气温为40 ℃；年无霜期达342 d；少有冰雪。该地成土母岩为砂页岩，土壤类型为赤红壤，土层厚度约80 cm。试验地林下植被少，灌木植物主要有野牡丹(Melastomamalabathricum)、木姜子(LitseapungensHemsl.)；草本植物主要有铁芒箕[Dicranopterisdichotoma(Thunb.) Bernh]、蔓生莠竹(Microstegiumfasciculatum)等。

1.2 试验材料

供试苗木为广西林业科学院提供的巨尾桉广林9号(Eucalyptusgrandis×EucalyptusurophyllaGLGU9)3月龄组培容器苗，平均苗高26 cm。幼苗培育期间，分别接种具固氮、解钾和解磷能力的3个菌株，依次为芽孢杆菌(Bacillusspp.)，编号为N1；葡萄球菌1(Staphylococcusspp.)，编号40K；葡萄球菌2(Staphylococcusspp.)，编号P1；供试菌株均由广西大学林学院黄宝灵研究员提供。

1.3 试验方法

于2010年8月造林，造林密度为1667株/ hm2，株行距为2 m×3 m。采用单因素随机区组设计，将在育苗期间分别接种N1、40K、P1菌株的桉树组培苗木用于造林试验，以不接种益生菌的同一无性系同批次的苗木为对照，共4个处理，每个处理作3次重复。每个试验小区不小于0.2 hm2，小区间设有隔离带。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 林分生长情况测定 造林3.5年后，分别实测包括对照在内的4个处理各小区中的标准样地，对标准样地林木进行每木检尺，根据所测量的数据进行统计，获得各处理林分的平均树高和平均胸径。

1.4.2 采伐剩余物量测定 在每个处理样地中分别选择无病虫害、不断梢、能够代表林分平均水平的平均木3株，共12株。采用收获法测定样木各组份的生物量[11]，除干材生物量外，其余部分即为采伐剩余物量。取各组份样品500～1000 g，置于80 ℃烘箱中烘至恒重，求出含水率，计算出各组分的干生物量。

1.4.3 养分元素测定 样品在65 ℃烘干后，用硫酸-高氯酸消煮。全N用凯式定氮法测定，全P用钼锑抗比色法测定，全K用原子吸收分光光度法测定。采伐剩余物量乘以采伐剩余物养分含量得采伐剩余物养分归还量[8]。

2 结果与分析

2.1 接种益生菌对林木生长量的影响

由接种益生菌3.5年林分的林木生长量(表1)可以看出，接种益生菌对桉树林木的生长量均产生积极的影响，尤其以N1菌株和40K菌株处理对林木生长的促进作用最为显著，接种N1菌株处理的林分平均树高和胸径分别比对照处理增长19.1 %和15.2 %，单株材积和蓄积量则增长53.34 %；接种40K菌株处理的林分平均树高和胸径分别比对照处理增长14.7 %和23.9 %，单株材积和蓄积量则增长70.9 %。显然，接种益生菌对林木生物量的生长具有明显的促进作用。

2.2 接种益生菌的林分采伐剩余物数量及组成特征

从3.5年林分的采伐剩余物数量及组成特征(表2)可以看出，林分的采伐剩余物组成特征总体上为：根及根蔸(32.34 %～36.77 %)>皮(25.42 %～30.92 %)>枝(19.58 %～25.79 %)>叶(11.98 %～16.45 %)，即此时林分的叶生物量比例最小，而根及根蔸的生物量比例最大。

接种不同益生菌处理对林分的采伐剩余物数量有影响不同，其中对照处理除叶的生物量大于P1菌株处理外，其枝、皮、根及根蔸的生物量均为最少，其采伐剩余物总量亦最少。接种40K菌株处理所产生的叶、枝、皮、根及根蔸的采伐剩余物生物量均为最多，其产生总采伐剩余物数量最多，达到86 670 kg/hm2，比对照处理增加85.1 %。其次为N1菌株处理，为61236 kg/hm2，比对照处理增加30.8 %。其三为P1菌株处理，比对照处理增加24.2 %。

表1 桉树的林木生长量

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上存在显著性差异，不同大写字母表示在0.01水平上存在极显著差异。

Note: Different lowercase and capital letters in the same column indicate significant difference and extremely significant difference at the 0.05 and 0.01 level, respectively.

表2 桉树的采伐剩余物及组成特征

2.3 接种益生菌的林分采伐剩余物养分含量

从表3可知，3.5年巨尾桉采伐剩余物的N、P、K总含量均表现为N>K>P。其中，对照的总N和总P含量最高，分别为3.2631 %和0.3726 %，总K含量也接近最高，这可能与其生长速度最慢、养分利用慢有关。但生长速度最快的40K菌株处理，其采伐剩余物的N、P、K总含量却不是最低的，这说明接种益生菌促进了林木对营养元素的吸收和积累。

在不同采伐剩余物组分中，总营养元素含量差异较大，以叶的总营养元素含量最高，枝的最低，按其含量大小的总体趋势依次为：叶>皮>根及根蔸>枝。无论是否接种菌株，N、P、K 3种元素的总含量均为N>K>P。但N、P、K各元素在不同组分中的具体分配又有所不同，如N1处理的N和K素的分配为叶>皮>根及根蔸>枝，而P素的分配为叶>皮>枝>根及根蔸；40K处理的N素的分配为叶>根及根蔸>皮>枝，P和K素的分配为叶>皮>根及根蔸>枝；而对照处理的N素的分配为叶>皮>枝>根及根蔸，P和K素的分配为叶>皮>根及根蔸>枝。

2.4 接种益生菌的林分采伐剩余物养分归还量

3.5年巨尾桉采伐剩余物的养分归还量见表4。在4种处理中，40K菌株处理的总养分归还量最大，达866.33 kg/hm2，对照的总养分归还量最小，为495.00 kg/hm2，前者比后者增加了75.02 %。其余的2个菌株也分别高于对照20.78 %和6.24 %。在4种处理中，N、P、K的归还量均表现为：N>K>P。而就不同组分而言，总营养元素归还量差异也很大，以叶的营养元素归还量最高，枝的归还量最低，按其归还量大小依次为：叶>皮>根及根蔸>枝。但不同处理不同采伐剩余物组分的N、P、K 3种元素的归还量又的所不同，如N1处理的N素归还量大小依次为：叶>根及根蔸>皮>枝，处理的P和K素归还量为皮>叶>根及根蔸>枝。P1处理的P和K素归还量为皮>根及根蔸>叶>枝。40K处理的P素归还量为皮>叶>根及根蔸>枝。

3 讨 论

接种益生菌对3.5年的巨尾桉人工林的林木生长具有明显的促进作用，从而导致林分的林木生长量和采伐剩余物数量远大于对照，林分的采伐剩余物数量及组成特征也有明显的差异。接种益生菌明显增加了林分的采伐剩余物数量，其中接种40K菌株所产生的采伐剩余物数量最多，其次为N1菌株，而对照的采伐剩余物数量最少。

表3 桉树采伐剩余物的养分含量

表4 桉树采伐剩余物的养分归还量

在采伐剩余物的组成特征上，4种处理的总体表现为：林分的叶生物量比例最小，其次为枝，再者为皮，根及根蔸的生物量比例最大。此结果与徐大平等对3.5年巨尾桉人工林的研究结果相符，认为随着林龄的增长，树叶生物量所占比例越来越小。但与韦春义[12]对3.0年的巨尾桉人工林的研究结果不同，其认为皮的生物量比例最小，其次为叶，再者为枝，根的生物量比例最大，两者差异的原因可能为与林龄和立地差异有关。

3.5年巨尾桉人工林的采伐剩余物各组分的营养元素的分配也有明显的不同，以叶营养元素含量最高,枝的最低。此结果与李跃林等人[13]的研究结果相似，但李跃林认为，各组分中大量元素以K和N的含量最高，P的含量最低[13]。而本试验测得各组分中大量元素均以N的含量最高，K为其次。此种差异可能与益生菌促进巨尾桉的营养吸收作用有关。

在本研究的4种处理中，N、P、K的归还量均表现为：N>K>P。这与廖观荣等[14-18]研究结果巨尾桉人工林凋落物养分归还量的大小顺序、刘洋等[19]研究的巨桉人工林大量元素归还量大小顺序一致。而在本试验中，虽然对照的总N和总P含量最高，但其林分营养元素归还量却是最低的，接种益生菌的3个处理的林分营养元素归还量均高于对照。这说明接种益生菌不仅促进了林木生长，提高了林分的生长量，同时也增加了林分的采伐剩余物数量和林分的营养元素归还量，有利于林地的地力维护。

4 结 论

供试的3种益生菌接种巨尾桉广林9号对林木生长、采伐剩余物数量和养分归还量均有促进作用。其中接种40K菌株的效果最好，林分平均树高、胸径、单株材积分别比对照增长14.7 %、23.9 %和70.9 %；采伐剩余物达到86 670 kg/hm2，比对照增加了85.1 %；采伐剩余物总养分归还量达866.33 kg/hm2，比对照增加75.02 %。接种40K菌株对巨尾桉广林9号林木生长、采伐剩余物数量和养分归还量效果最显著。

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EffectofInoculatedProbioticsonFellingofBiomassandNutrientReturnedofEucalyptusgrandis×EucalyptusurophyllaArtificialForest

HUANG Fang1, LV Shi-fan2, LV Cheng-qun3, HUANG Bao-ling3, DONG Bi-zhen3

(1.Town Forestry Work Station of Guangxi, Guangxi Nanning 530028, China; 2.Guangxi University Xingjian College, Guangxi Nanning 530005, China; 3.Forsetry College, Guangxi University, Guangxi Nanning 530005, China)

【Objective】In order to provide the basis for determining the trees’ reasonable fertilization and preventing soil fertility decline, a study of inoculated probiotics ofEucalyptusgrandis×E.urophyllaartificial forest about felling of biomass and nutrient returned had been carried out.【Method】Azotobacter N1, releasing potassium bacteria 40 K, phosphate-solubilizing bacteria P1 strains were inoculated to No.9Eucalyptusgrandis×Eucalyptusurophylla. After afforestation, amount of increment in logging residue from leaf, branch, root and bark, and N,P,K content were measured from 3.5-year-old tree .【Result】Several kinds of probiotics were inoculated to No.9Eucalyptusgrandis×Eucalyptusurophyllaforest which had a promoting effect on increment,logging residue and nutrient-restitution. The best effect take place on inoculated 40 K strain, compared with the growth of control group, the average tree height, DBH, individual volume were increased 14.7 %, 23.9 % and 14.7 %, respectively. Logging residue had reached to 86670 kilograms per hectare, compared with the controls, it had been increased 85.1 %.The total nutrient-restitution of logging residue had reached to 866.33 kilograms per hectare, compared with the controls, it had been increased 75.02 %.【Conclusion】 The most significant effect on increment,logging residue and nutrient-restitution was the No.9Eucalyptusgrandis×Eucalyptusurophyllaforest inoculated 40 K strain.

Probiotics；Eucalyptusgrandis×Eucalyptusurophylla；Logging residue；Nutrient-restitution

1001-4829(2017)5-1200-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.037

2017-01-08

广西林业科技资金项目(桂林科字[2013]第10号)

黄 方(1982-)，女，壮族，广西贵港人，硕士，工程师，主要从事乡镇林业管理工作，E- mail：25622342@qq.com。

S792.39

A

(责任编辑 王冠玉)