完成单位：中国林业科学研究院林业研究所; 中南林学院
　　完成人：杨承栋; 吴晓芙; 焦如珍; 徐大平; 胡炳堂; 王少元; 花晓梅; 韩素芬; 俞元春; 孙启式; 胡曰利; 孙翠玲; 孟繁荣; 卢立华; 吴惠仙
　　研制时间：1996.1～2000.12
　　2000年 组织鉴定。
　　该成果主要研究纸浆材林主要造林树种桉树、马尾松和杨树3个树种合理配方施肥最佳方案、肥效持续性以及营养诊断标准技术，提高林木生长量，推广应用面积达25万亩，取得了显著的经济效益。研究桉树、马尾松、杨树和落叶松4个树种细菌肥料研制、工艺技术以及田间合理施用技术。通过攻关，共研制成8种专用细菌肥料，进行了有关生物学特性及工艺研究，细菌肥料在桉树、落叶松、马尾松和杨树4个树种上应用，普遍提高树高生长10%以上，优良菌株肥料肥效与对照相比，可使研究树种的胸径增长36%～44%，树高增长21%～30%。研究相思和大青杨VA菌根真菌的筛选技术、培养技术和扩繁技术，通过攻关为两树种共筛选出7种VA菌根真菌，解决了筛选技术;运用T-DNA转化根技术，解决VA菌根侵染途径，VA菌根侵染率达到60%～70%以上;研究非豆科树种杨树诱导结瘤固氮技术，筛选出有较强固氮能力菌株4株，建立了杨树人工林接种方法，成功地诱导出杨树根部结瘤具有固氮活性，培育诱导根瘤苗木获得成功，具有推广应用前景。 下面按7个方面分述如下; Ⅰ.细菌肥料研制及其在林业生产中的应用 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 该专题通过筛选与引进相结合，先后研制出8种对纸浆材树种有效的细菌肥料，基本搞清楚这8种细菌肥料的生物学特性，因地制宜地优选了生产这些细菌肥料的培养基和生产用原料，在此基础上研制出不同剂型的固体、液体肥料，摸索了在纸浆材主要造林树种上的使用方法。 (2)主要技术经济指标 不同种细菌肥料施用于桉树，与对照相比，当年可使树高增长14.10%～41.03%，细菌肥料与化肥混施(常规化学施肥量一半)与单施化肥比较，增产幅度在10%以上，其中Bs和PfKo菌肥，施用桉树20个月后，和对照相比，林木胸径平均增长达到44.5%、36.29%，树高平均增长分别达到28.25%、24.5%;不同种细菌肥料施用于马尾松，与对照相比，增产幅度都在10%以上，特别是菌肥Bs和Aa，施用10个月后，与对照相比，树高平均增长分别达到30.34%、21.29%，地径平均增长分别达到36.40%、22.56%，左右冠幅平均增长达到46.21%、31.84%。施用于杨树，与对照相比可使树高增长9.2%～12.5%，使胸径增长16.6%～30%;施用于落叶松，与对照相比，增长效果明显的菌株可达到20.5%。 (3)与国内外同类技术的比较 国际、国内细菌肥料研究主要是应用在豆科农作物上，侧重于固氮微生物研究，而我国主要造林树种如马尾松、杉木、落叶松、杨树、桉树、红松、樟子松和云杉等均系非豆科树种。因此，该专题在“九五”期间，为我国纸浆材非豆科树种马尾松、杨树、桉树和落叶松研制出专用多功能细菌肥料制剂是一种创新。该专题研制的菌株不仅可以明显地增加林木的生长量，增产幅度大，而且具有很强的抗逆性能，如耐盐碱性能良好，研制出的8个菌株，有5个菌株可以在7%NaCl培养基中生长，其中Bs、PfKo、PfPt、Ea可在11%NaCl的培养基中生长，Bs、PfKo可在7%NaCl培养基中生长良好。8个菌株均可在pH4.0～9.5正常生长，如此多功能、高效优良菌株，国内属首创，在国际上报道也甚少。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该专题研制细菌肥料适用于我国主要造林树种施用，施用于水果可以明显地改良品质，可以提高不良立地条件造林成活率、耐干旱、耐盐碱，可以明显地有效地防治西瓜枯萎病，改良西瓜品质。细菌肥料施用具有用量少、使用方便、又不污染环境，培育典型的绿色、无污染植物，使用过程不需要附加任何条件。 3.成果的推广应用情况 该专题研制细菌肥料，从南到北先后在我国纸浆材主要造林树种施用，大田试验中增产幅度较大，Bs和PfKo菌肥，施用桉树20个月后，与对照相比，胸径增长达到44.5%、36.29%，树高增长达到28.25%、24.5%;Bs和Aa施用于马尾松，10个月后，与对照相比，树高增长达到30.34%、21.29%，地径增长达到36.40%、22.56%，左右冠幅增长达到46.21%、31.84%;施用于杨树，与对照相比，当年胸径增长能达30%;施用于落叶松，与对照相比，可使树高增长达到20.5%;细菌肥料施用量较少，用于纸浆材主要造林树种每株3～12g不等，均可取得较明显增产的效果，使用也很方便，造林时随同苗木施入穴中，也可作追肥施用，抗病性能较强。细菌肥料是一种生物肥料，对环境无污染。 4.成果推广应用前景和效益分析 全国人工林面积有4 666.7万hm2，然而根据国情，对大面积人工林大剂量施用化肥，目前还很不现实，全国人工林如使用菌肥的面积达到1%，则有40万hm2以上林地应用细菌肥料;当前林业正面临新的机遇，开发我国西部地区，这些区域均属于干旱或半干旱地区，雨量较少，土壤不同程度的盐碱化，使用选育的抗逆性强、耐盐碱、抗干旱、刺激林木生长的菌剂，提高造林成活率，促进林木生长，其应用前景将是难以估量的。 该成果所选育的菌株均可以离体培养，且生长周期短，所用生产原料价廉易得。因此，这些菌剂的生产均可以实现工业产业化，及时满足林业生产建设的需求。 该专题研究的细菌肥料，在防治西瓜枯萎病，提高西瓜品质和甜度，提高辣椒等蔬菜的产量、品质，提高西红柿品质等方面具有广阔的应用前景。 Ⅱ.桉树施肥 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 ①桉树萌芽林的施肥配方;②桉树人工林微量元素施肥配方;③桉树人工林大量元素和微量元素平衡施肥配方;④施肥后元素的吸收利用率和下一代桉树人工林养分管理技术;⑤桉树叶片养分缺乏诊断技术。 (2)主要技术经济指标 增加桉树人工林产量20%以上，经济效益15%以上。 (3)与国内外同类技术的比较 处于国际先进水平。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 可在我国南方桉树林区推广应用，不需要任何附加条件。 3.成果的推广应用情况 目前施肥配方已在金光林业公司、嘉汉林业公司、雷州林业局和华南各地广泛使用，面积达3万hm2/a，经济效益数千万元。 4.成果推广应用前景和效益分析 该成果将进一步被大型桉树种植企业接受和使用，并将根据每个企业自身的土壤条件和预期产量进行改进，可直接转化为生产率。 证实桉树萌芽林的施肥效果和效益都不如实生林;但仍可增加产量20%～30%。萌芽林的施肥配方同实生林相似。具体确定了施肥方法、施肥时间和施肥配方。 证实微量元素在桉树人工林平衡施肥中有十分重要的作用，为微量元素养分缺乏确定了形态诊断分析。 已为桉树养分诊断提供了合理的N、P、K叶片诊断指标。同时也确定了其他主要微量元素的养分诊断指标。证实用土壤分析来指导施肥具有不合理性，分析费用高，数据误差大，不宜作用。用叶片分析来指导施肥具有误差小，代表性好，分析成本低和施肥效果好的优点。确定了最佳采样季节和采样部位，为叶片诊断施肥提供了具有可操作性的方法。证实我国桉树人工林磷的养分利用率比其他国家高，氮的养分利用率和其他国家相似，钾的养分利用率比其他国家低。 Ⅲ.马尾松合理配方施肥及营养诊断技术研究 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 对马尾松幼林施肥的持续性效应作出了评价，提出了因地制宜的马尾松幼林配方施肥优化方案，即在肥力条件中等或较低的土壤立地条件下，于造林第3年各施用含P100kg/hm2的钙镁磷肥，可取得较好的生长效果;建立了马尾松叶片营养诊断标准及马尾松施肥产量预估模型。 (2)主要技术经济指标 ①在合理施肥情况下，施P后第2年的马尾松幼林的生长(地径、树高)较对照明显增长15%～23％;第4年的蓄积量增长32.2%～52.2%;到第8年，尽管统计分析无显著差异，但其蓄积量仍较对照增长7.3%～12.7%。 ②开展了马尾松幼林施肥的DRIS法营养诊断研究，获得了以N、P、Mg为主的针叶营养诊断参数。 (3)与国内外同类技术的比较马尾松是我国的重要乡土树种，但一直未对其进行系统的施肥研究，特别是前所未有的观测时间长达8年的定位研究;建立了营养诊断标准及马尾松产量预估模型。总体研究水平在国内居领先地位，达到了国际同类研究先进水平。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果适用于肥力条件中等或较低的土壤立地条件下，不需要其他的附加条件。 3.成果的推广应用情况 该成果在福建省的世界银行造林项目、短周期工业原料林基地建设项目、速生丰产林基地建设等项目中发挥作用。仅就邵武一个县级市，推广应用面积每年达200hm2以上;在福建省永安林业(集团)股份有限公司建立的10万亩短周期工业原料林基地，1998、1999两年共在2万亩新造林中应用该成果，目前生长效果已很明显。通过合理施肥，每公顷林地可获得净收入5000～10000元。 4.成果推广应用前景和效益分析 该研究筛选出的合理施肥配方，可在马尾松这一多用途的工业原料树种的丰产栽培、集约化经营中大力推广应用，通过进一步研制林用专用化肥的生产工艺，既可为化肥企业提供依据，也可节省营林生产中的经营成本;该研究形成的针叶营养诊断技术，将对营林生产的各有关工序如造林作业设计、造林地选择、抚育施肥、降低生产成本等起到重要的指导作用。 Ⅳ.南方型杨树施肥效应与营养诊断的研究 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 在湖北江汉平原选择有代表性3种土壤立地上优选出最佳施肥方案、最佳施肥量，研究了合理施肥8年末儿肥效的持续性，提出了叶片营养诊断标准。 (2)主要技术经济指标 通过最佳施肥，平原黏湿土立地按N400kg/hm2，平原冲积土立地按(N200kg+P2O5100kg)/hm2，湖区沉积土立地按(N100kg+P2O5100kg)/hm2，分别折算成尿素和过磷酸钙，造林后分3年连续施入。投入产出比为1:5～10，5年末纯增益0.6万～1.1万元/hm2。 (3)与国内外同类技术的比较 该项研究的创新性主要在于将杨树光合生理指标与施肥效应相结合，并将杨树合理施肥与营养诊断技术紧密结合起来，进行大面积、多网点、不同土壤立地条件、整个轮伐期的系统性研究，在杨树需肥特性、不同土壤立地最佳施肥方案和肥效持续性等方面有所发现和创新，并在此基础上全面提出了杨树营养诊断技术标准，有新的突破。同时，该成果适用性强，易于操作和推广，经济效益显著，对推动杨树工业原料林产业化发展具有重要指导意义。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果适用于湖北汉江平原3种土壤立地条件即平原黏湿土立地、平原冲积土及湖区沉积土，类似立地条件区域该成果也适用。该成果应用不需要附加其他条件。 3.成果的应用推广情况 该成果已在试验点所在的湖北仙桃、嘉鱼、汉川三地得到大面积应用推广，推广面积共22万余亩，新增商品材积416 446.8m3，新增产值1.5亿元。缩短了杨树成材周期，提高了单位面积木材产量和林地生产力，加快了工业原料林基地建设，促进了林产工业的发展，改善了生态环境，经济、社会效益均十分显著。 4.成果推广应用前景和效益分析 杨树是湖北省十大产业链规划的发展重点，杨树合理施肥与营养诊断技术已作为杨树工业原料林基地建设的配套技术，在进行大面积推广应用，其前景十分广阔。 Ⅴ.关于桉树、马尾松、杨树和落叶松4个树种地力衰退原因机制及其防治措施研究 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 阐明桉树、马尾松、杨树、落叶松4个树种人工林地力衰退的原因机制，找出防治4个树种地力衰退的防治措施。 (2)主要技术经济指标 桉树人工林地长期养分输出大于输入是导致桉树人工林地力衰退的主要原因。通过对5.5年生刚果12号W5桉砍伐时N、P、K养分输入输出状况定位研究，发现每公顷该桉树林地，尚需要补充N122.95kg、P37.16kg和K138.48kg，才能维持林地N、P、K三要素的平衡。营造尾叶桉与厚荚相思混交林，混交模式;以行状混交为佳，混交比例以1:1为佳;行距为2.7m，桉树株距为1.5m，厚荚相思株距为1.7m。 连茬马尾松人工林土壤中速效N、速效P下降、交换性Ca2+和Mg2+大幅度下降、土壤多种生物学活性大幅度下降是导致马尾松地力退化的关键性因子。营造马尾松与红椎的同龄或异龄混交林，混交模式可采用行状混交，混交比例可以是1:6或1:4，其中马尾松与红椎之比为4:1，则有利于大径材的培育。 连茬杨树人工林土壤有机质、速效氮下降以及土壤中微量元素的下降是导致杨树人工林地力衰退的关键性因子。比较相似立地条件的一、二代杨树人工林，发现连茬杨树人工林土壤有机质下降52%，速效氮下降50%，微量元素也有明显减少是导致杨树人工林地力衰退的关键性因子。营造杨树与刺槐混交林或杨树与紫穗槐混交林，不但可以防治地力衰退，提高土壤的生物学活性，还可以提高单位面积林木生长量，可采用的混交模式为行状混交模式，混交比例;杨树;刺槐=1:3。 落叶松生长过程中土壤有机质和速效氮含量大幅度下降、土壤生物学活性大幅度下降，是导致落叶松人工林地力衰退的关键因子。营造落叶松与红松或黑松混交林可以有效地防治地力衰退。 (3)与国内外同类技术的比较 有关人工林地力衰退，国内外众多学者都在开展这方面研究，然而系统地、定量地研究成果报道甚少。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果适用于南方桉树林区。营造马尾松与红椎混交林适用于南亚热带。营造杨树与刺槐混交林适用于华北地区。营造落叶松与红松混交林适用于温带地区。不需要任何附加条件。 3.成果的推广应用情况 该专题研究营造桉树与厚荚相思混交林，采用行状混交，混交比例为1:1，5年生混交林与纯林的蓄积量相比，提高了36.5%。该成果已在广东雷州市林业局大面积推广应用。我国现有桉树人工林面积154.7万hm2，因此，营造桉树与厚荚相思混交林的前景是十分广阔的。该专题揭示的桉树人工林地力衰退原因机制，无疑将为正确经营、合理施肥和营养诊断提供可靠的理论依据。 该专题研究营造马尾松与红椎同龄混交林或营造异龄混交林，特别是营造异龄混交林，不仅可以防治地力衰退，提高林木蓄积量，而且还可以避免造林前整地容易造成的水土流失。马尾松是我国主要造林树种，分布面积达1424.37万hm2，主要分布在亚热带，因此推广应用该专题的研究成果，对于防治马尾松纯林地力衰退，防治水土流失，避免纯林容易引起病虫害，保护好生态环境都是十分有意义的。该专题研究成果仅在大青山推广应用面积已达1400亩。正在大面积推广应用。该专题揭示的马尾松人工林地力衰退原因机理，可为合理施肥及营养诊断提供可靠的理论依据。 该专题研究营造杨树与刺槐或与紫穗槐混交林，混交比例采用杨树;刺槐=1:3，可有效防治杨树人工林地力衰退，目前已在河南、河北、辽宁以及北京等地大面积推广应用，推广面积达2.7220万hm2，产生经济效益8168.9万元。若我国杨树人工林面积的20%能营造混交林，按10%的增产效应计算，每亩增加木材产值60元。全国每年可增值11.88亿元，节约了化肥，有效地保护了生态环境。该专题探索杨树人工林地力衰退原因机制，无疑将为杨树人工林合理施肥，提供了可靠的理论依据。 该专题通过对落叶松人工林不同发育阶段土壤性质的研究，发现随着林木生长，森林土壤有机质和速效氮以及三大类微生物数量较大幅度下降是导致落叶松人工林地力衰退的关键因子，这无疑将为落叶松人工林合理经营、合理的人工施肥提供可靠的理论依据。营造落叶松与红松行状混交林正在落叶松产地推广应用。 4.成果推广应用前景和效益分析 我国桉树人工林面积达154.7万hm2，因此，营造桉树与厚荚相思混交林的前景是十分广阔的。仅采用混交这一项措施，混交林与纯林蓄积量相比要提高36.5%。 我国马尾松分布面积达1421.37万hm2，南亚热带是马尾松盛产区，因此，推广营造马尾松与红椎混交林具有十分广阔的应用前景。仅混交一项措施，6年生混交林蓄积量比纯林提高138.9%。 若我国杨树人工林面积的20%能营造混交林，全国每年可增值11.88亿元，节约了化肥，有效地保护了生态环境。 落叶松是我国东北地区主要造林树种之一，因此，营造落叶松与红松混交林具有广阔的应用前景。 Ⅵ.关于相思和大青杨两树种VA菌根真菌的筛选及扩繁技术研究 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 筛选出相思和大青杨两树种高效优良的VA菌根真菌，突破VA菌根真菌扩繁技术，施用VA菌根制剂，提高林木生长量。 (2)主要技术经济指标 通过系列试验，筛选出大青杨3种VA菌根真菌，研制出5种VA菌根真菌载体菌剂;利用RIT-DNA转移的不定根繁殖VA菌根真菌获得成功，繁殖载体菌剂近千斤，菌根感染率达到77.11%～86.21%。在温室和塑料大棚内分别利用5种内外生菌根进行接种试验，发现杨树苗的叶、茎、根及植株生物量增长分别达到39.42%、108.91%、34.49%和52.95%，菌根真菌及其代谢产物对苗木根腐病具有拮抗作用，抑菌率达到22.86%～53.57%。 提出了相思VA菌根真菌诱导分离方法，筛选出V2、V3、V5和HZ24个优良VA菌根真菌对促进相思生长效果较好，首次利用T-DNA转化根建立起VA菌根侵染途径，研究成功VA菌根扩繁技术，在世界上首次获得相思VA菌根组培合成苗。用无机物作为载体进行VA菌根制剂探索性研究，使VA菌根真菌制剂侵染率达到63%～73.3%，提高植株生长量达到25%～59.3%，使用VA菌根可降低育林成本，就苗期经济效益而言，每亩增收节支总额可达到8 102.4元。 (3)与国内外同类技术的比较 该专题根据VA菌根真菌不能离体培养的特性，研究成功相思VA菌根组培合成技术，在世界上首次获得相思VA菌根组培合成苗。 首次利用T-DNA转化根建立起VA菌根侵染的途径，研究成功VA菌根纯繁技术，为获得纯粹的单一无杂菌的VA菌根制剂开辟了一条新的途径。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果有关VA菌根真菌的筛选、扩繁技术也可用于其他树种VA菌根真菌的研究，不需要其他的必备条件。 3.成果推广应用情况 VA菌根化苗木能明显提高苗木成活和生长能力，提高了苗木质量和产量，增强抗病和抗逆能力，扩大根系吸收面积，提高植物对土壤养分利用率，减少化肥农药及植物生长素的使用，降低育林成本，我国主要用材树种均可以应用，成果推广应用前景良好。 4.成果推广应用前景和效益分析 VA菌根化苗木能明显提高苗木成活和生长能力，提高了苗木质量和产量，增强抗病和抗逆能力，扩大根系吸收面积，分泌多种酶，提高植物对土壤养分利用率，减少化肥农药及植物生长素的使用，降低育林成木，就可定量的计算苗期经济效益而言，每亩增收节支总额可达8142.4元，鉴于VA菌根是分布较广的菌根类型，我国主要用材树种如杉木、泡桐、经济林树种等均可以应用VA菌根真菌。 Ⅶ.杨树人工诱导根瘤固氮技术 1.关键技术、主要技术经济指标与国内外同类技术的比较 (1)关键技术 应用细胞工程直接将含固氮基因的固氮微生物移植到非豆科树种杨树根系，使其结瘤固氮。 (2)主要技术经济指标 筛选出的最适诱瘤剂及诱瘤剂处理苗木的最佳浓度;IBA(2.5～3.0mg/L)，2，4-D(1.0～1.5mg/L)。同时也找到了最佳处理时间。 筛选出能导入杨树根系结瘤，并具有较强固氮能力的菌株5株。用这5种菌株作为接种剂，在诱瘤剂的作用之下，在苗圃中试验结果表明;采用上述2种诱瘤剂和接种剂，可诱使杨树组培苗结瘤固氮，固氮酶活性为10nmol/(株•h)以上，组培苗生长量有较显著的提高，平均苗高增长在30%以上，苗的平均鲜重增长可达50%以上。 (3)与国内外同类技术的比较 世界上对豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮研究已有100多年历史，然而如何使非豆科作物结瘤固氮，长期以来一直引起科学家关注，80年代以来，国内外学者应用2，4-D等植物激素诱导小麦、水稻、玉米等非豆科禾本科作物结瘤固氮，但是有关木本非豆科植物结瘤固氮报道甚少。该专题在国内外首次进行木本植物人工诱导结瘤固氮研究，在杨树组培苗根部采用诱导结瘤固氮技术在国内外尚属首次。 2.成果的适用范围、应用的必备条件 该成果筛选最适诱瘤剂和诱瘤处理苗木的最佳浓度及处理时间，可在杨树栽培中使用，也可为其他非豆科树种研究结瘤固氮作为参考。 3.成果的推广应用情况 采用组培快繁杨树苗时，组培苗在田间定植前，采用该技术不仅可提高苗的成活率，还可明显促进苗期生长，也适合其他较难成活小苗的培育。该技术方法简单、成本低、易控制、易管理。该技术推广应用后，具有较高的经济效益，尤其是对一些用扦插方法较难成活的杨树品种或无性系，采用组培繁育的同时，采取人工诱导结瘤技术具有更高经济价值。 4.成果推广应用前景和效益分析 杨树是我国人工林主要造林树种，我国人工林面积有660万hm2，杨树生长过程中土壤速效氮含量大幅度下降是导致杨树人工林地力衰退非常重要的原因，因此，该专题研究非豆科树种杨树结瘤固氮，意义是十分深远的，推广应用前景良好。 获取方式:联 系 人:杨承栋 联系方式:电话:010-62889666 传真:010-62672015 E-mail:yangchd@rif.forestry.ac.cn 联系地址:100091 北京市海淀区颐和园后中国林业科学研究院林业研究所