曾得華 洪文君 黃永平 孫令俊 趙懷寶 王炳宇
摘要 為更好地保護(hù)繁育瀕危紅樹植物,選取海濱貓尾木和紅欖李2種瀕危紅樹植物幼苗,使用不同比例的2種菌肥進(jìn)行培育,定期測量植株高度、基徑、冠幅,最后取部分植株測定生物量。結(jié)果表明,菌肥顯著促進(jìn)了2種紅樹植物生長。海濱貓尾木Q1較CK高度提高24.4 cm,基徑提高3.34 mm,冠幅提高620.03 cm2,地上生物量提高7.33 g。紅欖李T1較CK高度提高8.22 cm,基徑提高1.71 mm,冠幅提高129.92 cm2,地上生物量提高2.9 g。且樹種、菌肥及兩者交互作用對(duì)紅樹植物地上部分生長影響達(dá)顯著水平(P<0.05)。菌肥對(duì)海濱貓尾木促生效果強(qiáng)于紅欖李,其中千代田菌肥對(duì)海濱貓尾木促生效果好。
關(guān)鍵詞 菌肥;紅欖李;海濱貓尾木;雙因素方差分析
中圖分類號(hào) S144? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611(2023)14-0147-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.14.036
作者簡介 曾德華(1983—),男,海南三亞人,工程師,碩士,從事紅樹林生態(tài)研究。*通信作者,助理工程師,碩士,從事紅樹林生態(tài)研究。
紅欖李(Lumnitzera littore)是使君子科欖李屬真紅樹植物,屬嗜熱窄布種[ 1],目前國內(nèi)僅自然分布于三亞市鐵爐港,2020年被列為國家一級(jí)保護(hù)植物。海濱貓尾木(Dolichandrone spathacea)是紫葳科貓尾木屬常綠喬木,分布于海南和廣東兩?。?2],海濱貓尾木已被列入海南省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(2006年)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)海濱貓尾木和紅欖李在野外幼苗存活率低,自然更新苗木稀少,種群數(shù)量下降趨勢明顯。瀕危紅樹植物由于自身和環(huán)境等原因?qū)е缕浞N群無法擴(kuò)展和更新[ 3-5]。因此瀕危紅樹人工繁育成為保護(hù)其種群的關(guān)鍵。
植物根際促生菌(PGPR)是非致病有益的土壤根際細(xì)菌[ 6]。其常位于根際土壤中或附生于根表,與根聯(lián)合出現(xiàn)的細(xì)菌異質(zhì)群體,能直接或間接提高植物生長的程度或質(zhì)量,促進(jìn)植物對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收和利用,產(chǎn)生促進(jìn)植物生長的代謝物或生產(chǎn)植物激素、抑制有害微生物的細(xì)菌[ 7-11]。
國內(nèi)關(guān)于根際促生菌在紅樹植物培育的研究較少。紅樹植物培育過程中使用促生菌等微生物制劑大都經(jīng)過篩選[ 12],且都是對(duì)紅樹常見種的培育,應(yīng)用于瀕危紅樹種的報(bào)道較少[ 13]。筆者對(duì)瀕危紅樹植物海濱貓尾木和紅欖李設(shè)置不同菌肥梯度培育試驗(yàn),探討菌肥快速培育瀕危紅樹植物。
1 材料與方法
1.1 材料
2021年4月選取生長近似的紅欖李和海濱貓尾木幼苗,將其移栽入使用塘泥、海沙和椰糠按1∶1.3~3.0∶2.5~4.0的體積比混合而成的營養(yǎng)土內(nèi),同時(shí)施用2種青島素豐生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的菌肥(千代田、土力根)。
1.2 方法
設(shè)置菌肥與營養(yǎng)土不同體積比處理組:千代田1∶5(Q1)、千代田1∶10(Q2)、千代田1∶15(Q3)、土力根1∶5(T1)、土力根1∶10(T2)、土力根1∶15(T3)、對(duì)照組(CK),每組45株,對(duì)照組只用營養(yǎng)土培育不施用任何菌肥。置于同一苗圃環(huán)境中每隔30 d對(duì)植株進(jìn)行生長測量,共培育120 d。最后統(tǒng)一進(jìn)行收割烘干測定生物量。
1.3 測定項(xiàng)目與方法
觀察幼苗生長情況,每隔30 d進(jìn)行株高、基徑、冠幅等生長指標(biāo)測量,試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行收割測定生物量。
1.4 數(shù)據(jù)分析
所有數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行處理,采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 22.0二因素方差分析法分析樹種與菌肥的交互作用影響,單因素方差分析法分析相同樹種內(nèi)不同菌肥處理的影響,對(duì)定期測量的生長指標(biāo)進(jìn)行回歸分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 樹種與菌肥對(duì)紅樹植物生長影響的雙因素方差分析
株高、基徑、冠幅、地上生物量、地下生物量、總生物量在樹種因素上存在主效應(yīng)(P<0.01)。株高、基徑、冠幅、地上生物量在菌肥因素上存在主效應(yīng)(P<0.01),同時(shí)在兩因素上也存交互效應(yīng)(P<0.05)(表1)。
2.2 凈生長量
海濱貓尾木Q1組株高凈生長量38.20 cm,CK組株高凈生長量13.80 cm,株高凈生長量提高24.4 cm?;鶑絻羯L量上Q1組比CK組提高了3.34 mm;冠幅凈生長量Q1組比CK組提高了620.03 cm2(表2)。
紅欖李T1組株高凈生長量15.9 cm,CK組株高凈生長量7.68 cm,株高凈生長量提高8.22 cm?;鶑絻羯L量Q1組比CK組提高1.99 mm;冠幅凈生長量T1組比CK組提高129.92 cm2(表2)。
凈生長量海濱貓尾木高于紅欖李。凈生長量在樹種上有差異。對(duì)比千代田和土力根2種菌肥在凈生長量上的表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)總體上千代田菌肥效果優(yōu)于土力根,且在海濱貓尾木上表現(xiàn)明顯。凈生長量在株高、基徑、冠幅上的總體表現(xiàn)與雙因素差異分析結(jié)果一致。
海濱貓尾木Q1組凈生長量最高,同等處理下千代田凈生長量大于土力根;且所有菌肥處理組凈生長均顯著高于CK組;菌肥處理組內(nèi)隨著菌肥添加量的減少凈生長量也逐漸減少。紅欖李中T1和Q1組凈生長量最高,千代田總體凈生長量高于土力根,且所有菌肥處理組凈生長量均高于CK組,凈生長量隨著菌肥量減少而減少(表2)。
2.3 生物量
通過對(duì)比地上、地下生物量、根冠比、總生物量的表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)菌肥處理組生物量均大于對(duì)照組;海濱貓尾木所有菌肥處理組生物量均高于紅欖李(表3)。菌肥和樹種上表現(xiàn)出的結(jié)果與表1雙因素分析相符。
海濱貓尾木在地上、地下和總生物量Q3組表現(xiàn)最好,分別較CK組提高了7.44、5.94、13.39 g。千代田菌肥處理組生物量隨著菌肥用量的減少呈增加趨勢;土力根菌肥處理組生物量隨菌肥用量減少呈先減少后增加的趨勢。2個(gè)菌肥處理組根冠比均隨菌肥使用量的減少而增加(表3)。
紅欖李在地上、地下和總生物量上Q1組表現(xiàn)最好,分別較CK組提高2.93、1.68、4.60 g。千代田菌肥處理組內(nèi)生物量隨菌肥使用量下降而下降。土力根菌肥處理組生物量總體隨菌肥用量下降而下降,但T3組生物量稍高于T2組(表3)。
2.4 回歸分析
對(duì)培養(yǎng)過程中定期測量的生長數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。海濱貓尾木的回歸方程斜率和截距都大于紅欖李,但R2都小于紅欖李。菌肥處理組的斜率和R2都大于對(duì)照組。說明菌肥對(duì)2種植物生長有顯著促進(jìn)作用。海濱貓尾木在株高、基徑上均表現(xiàn)為隨菌肥使用量增加回歸方程的斜率、截距和R2呈逐漸增大的趨勢,且相同用量下千代田處理組回歸方程斜率和截距大于土力根處理組。海濱貓尾木在冠幅的截距和斜率上表現(xiàn)剛好相反。總體上海濱貓尾木的R2都小于0.8,表明組內(nèi)個(gè)體間差異較大??傮w來看,千代田菌肥對(duì)海濱貓尾木生長促進(jìn)效果最好,且使用量越大促生效果越好。
在紅欖李試驗(yàn)組中菌肥處理組的斜率都大于對(duì)照組,截距大部分小于對(duì)照組;R2總體上菌肥組大于對(duì)照組,在0.753~0.903,相同處理下大于海濱貓尾木的R2,說明紅欖李各處理組內(nèi)個(gè)體差異較小。就斜率大小來看,千代田大比例使用組總體效果較好,但總體斜率相差不大。就回歸分析結(jié)果來看,菌肥對(duì)紅欖李生長有一定促進(jìn)作用,但單純使用一種菌肥各處理組間效果差異不明顯,如果2種菌肥聯(lián)用可能效果會(huì)更好(表4)。
3 討論
紅樹植物生長的潮間帶環(huán)境變化幅度大[ 14]。紅樹植物的生長大都依賴根際微生物[ 15-16]。PGPR是生活在植物根際的有益微生物,對(duì)植物生長起促進(jìn)作用。研究表明,PGPB對(duì)秋茄、紅海欖、桐花樹、白骨壤、拉關(guān)木的苗高、地徑、生物量有顯著提高[ 17]。該研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致。
該試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)PGPR菌肥對(duì)海濱貓尾木生長促進(jìn)效果顯著大于紅欖李,推測可能由于海濱貓尾木是半紅樹植物,從生理上更接近陸生植物,因此更適應(yīng)PGPR菌肥。其次該試驗(yàn)中苗木培育環(huán)境更接近半紅樹植物海濱貓尾木實(shí)際生長環(huán)境,所以對(duì)紅欖李促生效果差于海濱貓尾木。研究表明不同紅樹物種其土壤細(xì)菌群落不同[ 18]。在紅樹植物AMF的研究中發(fā)現(xiàn)半紅樹植物的AMF多樣性和豐富度高于紅樹植物,此外淹水時(shí)間是紅樹植物AMF重要影響因素,不同紅樹樹種對(duì)AMF有一定偏愛[ 19]。說明半紅樹植物與真紅樹植物根際微生物構(gòu)成差異較大,真紅樹植物培育仍需篩選適宜的PGPR菌株。
試驗(yàn)過程中海濱貓尾木出現(xiàn)一定死亡,總體死亡率為6.67%,其中T1組死亡率最高達(dá)17.78%,對(duì)照組死亡率6.67%處于平均水平,土力根處理組死亡率大于千代田處理組。紅欖李試驗(yàn)組并未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。說明半紅樹植物幼苗抗病能力較弱。
試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)菌肥處理組中個(gè)體差異較大,菌肥各處理在各項(xiàng)指標(biāo)上的表現(xiàn)也差異較大。海濱貓尾木在生長指標(biāo)上Q1表現(xiàn)最好,但在地上生物量上則是Q3組最大。類似的情況也出現(xiàn)在菌肥處理的1∶5和1∶15處理組之間。這種現(xiàn)象可能是微生物激發(fā)效應(yīng)導(dǎo)致[ 20],但同時(shí)PGPR制劑存在較大的不穩(wěn)定性[ 21]。因此在瀕危紅樹育苗過程PGPR菌肥的使用量和使用方法仍需進(jìn)一步探索。
總體來看,在海濱貓尾木和紅欖李幼苗人工培育方面使用PGPR菌肥有顯著促生效果,尤其是在海濱貓尾木上的促生效果最好,對(duì)于真紅樹植物而言篩選專用菌肥或者多種菌肥混用可能促生效果會(huì)進(jìn)一步提升。該研究表明在瀕危紅樹植物培育中適當(dāng)使用PGPR菌肥可以加快植物生長,但同時(shí)也需要注意植物病蟲害的防治。
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