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复合固氮菌肥料对巨尾桉萌芽林生长的多维度影响研究

一、引言

1.1研究背景与意义

桉树作为世界三大速生树种之一，具有生长迅速、适应性强、用途广泛等特点，在全球林业经济中占据重要地位。目前，全球桉树人工林面积已超过2257万hm2，巴西、中国和印度是桉树人工林面积最大的三个国家，提供约2.5亿m3?a?1桉树木材，占世界人工林木材年产量的37%。我国桉树人工林种植面积超过440万公顷，占全国人工林总面积的7%，主要分布在南方地区，以广西、广东、海南等省份为主。桉树人工林的发展为木材加工、制浆造纸等产业提供了充足的原料，带动了区域经济发展。以广西为例，桉树产业形成了从种苗、种植、专用肥料、管护到采伐、加工、商品销售和服务的全产业链，成为广西林业万亿产值的当家树种与重要支柱，创造的经济价值改善了当地居民生活水平，也为区域经济可持续发展奠定了基础。

然而，随着桉树产业的快速发展，不合理经营管理和林木采伐问题逐渐凸显，如长期施肥和缩短桉树轮伐期等，导致林地土壤肥力下降，病虫害频发，土壤生物多样性下降，环境污染加剧，严重危害了土壤健康和林业可持续发展。如何在保障桉树人工林高效产出的同时，维持土壤肥力和生态平衡，成为当前桉树种植面临的关键问题。

微生物肥料作为一种新型肥料，具有提高土壤肥力、改善土壤结构、促进植物生长、增强植物抗逆性等优点，且对环境友好，不会造成土壤和水源的污染，符合可持续农业发展的需求。固氮菌肥是微生物肥料的重要类型之一，能够将空气中的氮气转化为植物可吸收的氨态氮，为植物生长提供氮素营养，减少化学氮肥的使用量，降低生产成本，同时减少因过量施用氮肥导致的环境污染问题。研究复合固氮菌肥料对巨尾桉萌芽林生长的影响，对于提高巨尾桉的生长性能、改善土壤环境、实现桉树人工林的可持续经营具有重要的现实意义。

1.2国内外研究现状

微生物肥料的研究与应用在国内外都受到了广泛关注。国外对微生物肥料的研究起步较早，目前在菌种筛选、作用机制、产品研发等方面取得了显著进展。美国、巴西、澳大利亚等国家在微生物肥料的应用方面较为成熟，例如巴西种植大豆几乎全部接种根瘤菌而不施用化学氮素，不仅实现了大豆高产，而且每年节约的氮肥价值达到了25亿美元之多。在新型生物肥料的新产品研发方面，美国盐湖城NPI公司已研究成功用温室法生产高质量的AM真菌接种剂，并研制了一整套保证纯度的设施和方法；美国Agbio公司、微生物总公司生产的内生菌根菌肥Agbio-Endos、外生菌根菌肥Agbio-Ectos、固氮菌肥Azo-Gree以及芽孢杆菌类菌肥等，都已具有了相当份额的市场占有率。

我国微生物肥料的研究、生产和应用始于20世纪50年代，经过多年发展，目前已形成了一定规模的产业。截至目前，我国微生物肥料产业已拥有800多家生产企业、菌剂和菌肥两大类11个品种、800万t产能、超百亿产值，并成为我国农业生物产业的重要组成部分，登记的微生物肥料产品数量达1200余个，应用面积666.7万hm2以上。近年来，生物有机肥发展迅猛，在蔬菜保护地、绿色和有机农产品、药品种植中已成为微生物肥料应用的主流产品类型。

固氮菌肥作为微生物肥料的重要组成部分，在国内外也有大量研究。国外在根瘤菌接种技术方面应用广泛，通过筛选高效根瘤菌菌株，实现了与豆科植物的高效共生固氮，减少了氮肥用量。例如，在阿根廷，约有90%的大豆接种了大豆根瘤菌，实现了大豆种植主要依靠根瘤菌且得到了增产。印度每年根瘤菌剂的产量为4000t，据预测在未来的5-8年内，印度根瘤菌剂的产量每年将达到8000-10000t，将有50%-60%的豆科农作物将接种根瘤菌剂。在固氮菌的新菌种和新应用领域研究方面，新兴固氮醋杆菌（Gd）受到关注，此类细菌不含硝酸还原酶蛋白，固氮酶的活性不受高硝酸盐含量的影响，也不会完全受到铵的抑制，能与多种作物存在共生关系，包括甘蔗、玉米、小麦等。

国内对固氮菌肥的研究主要集中在菌种筛选、固氮机理、与作物的互作效应等方面。从罗汉松和百日青中分离纯化出4Y41、421R、罗2、毛3、短7等固氮菌，并通过浸根法和喷雾法接种巨尾桉广林9号组培苗，发现接种固氮菌能使巨尾桉幼苗和树木的生长指标有不同程度增长，其中短7菌株效果较好。研究不同固氮菌液浓度肥料对巨尾桉广林9号萌芽幼林生长的影响，结果表明各个固氮菌处理均能显著促进巨尾桉生长，其中固氮菌含量为7％的处理最有利于巨尾桉广林9号树高、胸径、单株材积的增长，且该处理最有利于土壤对氮的吸收。

关于固氮菌对巨尾桉生长影响的研究，目前主要聚焦在生长指标的变化上，如树高、胸径、生物量等，对于复合固氮菌肥料在不同土壤条件、