微生物菌劑對邊坡綠化植物生長的影響

［關鍵詞］ 生態修復；植物生長；邊坡綠化；微生物菌劑

［摘" 要］ 利用綠化植物提高邊坡穩定性、防治水土流失是邊坡生態修復的重點和難點。微生物菌劑能改善土壤環境，促進植物生長，故將微生物菌劑應用于邊坡生態護坡工程中。選擇黑麥草、狗牙根、白三葉、荊條和紫穗槐5種植物于室外人造邊坡設備中進行培養，設置土壤中施加微生物菌劑的處理組和不施加微生物菌劑的對照組，研究微生物菌劑對幾種邊坡綠化植物生長的影響，結果表明：在傾角為15°的邊坡生境中，微生物菌劑能改善土壤環境，促進邊坡中草本植物的生長，提高植物的發芽勢和成活率，進而提高邊坡綠化植物蓄水保土的能力，對于防治水土流失和恢復邊坡生境具有重要意義。

［中圖分類號］ S157" ［文獻標識碼］ A" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.09.018

［引用格式］ 李靜，曹溪桐，邱凱，等.微生物菌劑對邊坡綠化植物生長的影響［J］.中國水土保持，2024（9）：56-59.

長期以來，提高邊坡穩定性一直是工程建設的重要內容之一［1］。隨著經濟社會的高質量發展，我國工程建設的范圍正逐漸擴大，基礎設施的大規模建設和自然資源的開發利用產生了大量人工邊坡［2］。而邊坡失穩不僅破壞原有的地形地貌，同時還會加劇崩塌、滑坡和水土流失等邊坡地質災害的產生，嚴重影響生態系統的穩定性。因此，如何在提高邊坡穩定性的同時又能保證邊坡生態環境恢復已成為一個值得研究的課題。目前，利用邊坡綠化植物進行生態護坡已成為各界的研究熱點［3］。

邊坡植物依靠地上莖葉和地下根系的共同作用實現加固土體、提高邊坡穩定性的目的［4］。同時，植物個體數量的增加、植物群落的恢復與構建對邊坡生態恢復具有重要意義［5-6］。邊坡環境復雜，而植物的生長會受到地形條件、氣候條件和人為活動等多種環境因素的限制，不同植物的配置模式也會影響邊坡生態修復的效果［7］。另外，植物生長需要一定的周期，在植物未形成覆蓋的這一段時間內，邊坡的穩定性主要依靠土體本身來維持［8］。基于微生物在土壤形成發育、土壤物質循環、土壤修復和植物生長調節等方面的重要作用［9］，考慮將微生物應用于邊坡生態修復工程中。

微生物菌劑是一種微生物肥料，是由多種微生物及某些天然活性物質組成的新型環保肥料［10-12］。研究表明，微生物菌劑能降低土壤密度，增大土壤孔隙度，改善土壤養分狀況，創造一個利于植物生長的良好環境［13-14］，進而改善植物營養狀況，促進植物的生長發育［15-16］。但由于邊坡生境中存在不同的坡度，水土流失的情況不一，因此植物的生長狀況和微生物菌劑應用于邊坡生態修復中的效果也不一樣。本試驗于室外人造邊坡設備中進行，選擇3種草本植物和2種灌木植物作為邊坡植物，研究微生物菌劑對邊坡綠化植物生長的影響，以期為生態護坡和邊坡生境恢復提供更多幫助。

1" 試驗方法

1.1" 試驗材料

本試驗于2023年4—5月開展。選擇黑麥草（Lolium perenne）、狗牙根（Cynodon dactylon）、白三葉（Trifolium repens）3種草本植物和荊條（Vitex negundol）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）2種灌木進行試驗。

1.2" 試驗設計

試驗分為兩部分進行：

1）5種植物搭配，在室外人造邊坡設備中進行培養，邊坡傾角15°。土壤取用試驗區域附近農田表層土，在土壤中按15 g/m2配比施加微生物菌劑（枯草芽孢桿菌，常規型，活菌含量100億個/g，濰坊益昊生物技術有限公司生產）作為處理組（T），以不施加微生物菌劑的邊坡設備試驗區域為對照組（CK）。由于邊坡有一定的坡度，存在水土流失現象，因此在進行土壤和植物生長指標測定時將邊坡縱向區域均分為上部、中部、下部。單個邊坡研究區域面積為0.8 m2，播種量為30 g，種子配比為：黑麥草30%、狗牙根25%、白三葉25%、紫穗槐10%、荊條10%。4月初進行播種，每天視天氣及土壤含水量狀況，定時進行補水。自制邊坡設備底部設有排水口。培養一個月后，對各試驗區域的植被生長狀況及土壤指標進行測定。

2）為更精確地了解每種草本植物在施用微生物菌劑后種子的發芽狀況，同期在室內進行3種草本植物的種子萌發試驗。

1.3" 指標測定方法

1.3.1" 植物生長指標的測定

1）生物量測定。在各試驗區域內隨機選取3處20 cm×20 cm的樣方，進行植物生物量的測定。

2）使用游標卡尺、天平等，對每種植物的株高、根長、鮮質量等進行測定。

1.3.2" 土壤指標的測定

1）土壤含水量。使用稱重法測定，將土壤樣品在（105±2）℃烘箱中烘至恒定質量后進行測定。計算公式為

土壤含水量=（原土質量－烘干土質量）/烘干土質量×100%（1）

2）土壤密度。計算公式為

土壤密度=烘干土質量/環刀容積（2）

1.3.3" 種子萌發指標的測定

以微生物菌劑（同上品牌）溶液為處理組（T），清水培養為對照組（CK）進行3種草本植物的種子萌發試驗。

微生物菌劑溶液的配制：15 g微生物菌劑定容至1 000 mL（濃度為15 mg/mL），放入冰箱中保存（4 ℃）。每日根據培養皿水分狀況，添加培養液（剛好能浸濕濾紙），避光、恒溫25 ℃培養。

選取籽粒飽滿、大小一致的3種草本植物種子各60粒，開展試驗。每天觀察記錄發芽數，在第4天統計發芽勢。計算公式為

發芽勢=第4天發芽的種子數/供試種子數×100%（3）

2" 結果與分析

2.1" 邊坡培養條件下不同處理的土壤指標和植物生長狀況分析

2.1.1" 土壤指標分析

在邊坡生境中，由于坡度的存在，會有水土流失情況，因此在不同高度位置，土壤含水量及土壤密度會有明顯差異，見表1。

從表1可知，自制邊坡試驗區域，對照組及處理組均為邊坡上部土壤含水量低，邊坡下部土壤含水量高；土壤密度則正好與土壤含水量相反，上部土壤密度高，下部土壤密度低。

2.1.2" 植物生長狀況分析

表2為不同處理下，5種植物培養一個月后的生長狀況測定結果。從表2可以看出，對照和微生物菌劑處理條件下，黑麥草、狗牙根均有發芽，紫穗槐均未觀察到發芽，荊條僅在對照的邊坡上部有觀察到發芽和生長，白三葉僅在對照邊坡上部未觀察到發芽。

對照條件下，

李靜等：微生物菌劑對邊坡綠化植物生長的影響

邊坡各位置的總生物量雖有一定變化，但變化不大；添加微生物菌劑后，邊坡各位置的總生物量均高于對照，且隨著邊坡由上至中至下位置不同，總生物量呈現逐漸增加的趨勢，這個趨勢與土壤含水量的變化一致。

從植物物種角度考慮，邊坡各位置均能生長的黑麥草，其株高和根長在各植物中均為最大，且明顯高于其他植物；邊坡上部與中部生長的白三葉，株高、根長、鮮質量等生理指標優于狗牙根；荊條僅在對照的邊坡上部有發芽和生長，但其根冠比在各植物中最高。

從不同處理及生長位置角度看，對照和微生物菌劑處理下，黑麥草均為邊坡中部根冠比最大，且施加微生物菌劑后，邊坡各位置的黑麥草根冠比明顯降低，而單株鮮質量除上部外明顯增加。

2.2" 黑麥草葉綠素含量

對室外邊坡試驗中生長狀況最好的黑麥草進行葉綠素含量測定，結果見表3。由表3可知，添加微生物菌劑后，邊坡各對應位置的黑麥草葉綠素含量均高于對照；同時由于邊坡位置不同，土壤含水量不同，因此在各處理下葉綠素含量均為上部＜中部＜下部。

2.3" 3種草本植物的發芽勢

為更加準確地了解微生物菌劑施用對植物發芽的影響，選擇試驗中均有觀察到發芽和生長的3種植物——黑麥草、狗牙根、白三葉進一步進行發芽勢的測定，結果見表4。

由表4可知，施加微生物菌劑后，黑麥草和狗牙根的發芽勢均有較大提高，白三葉的發芽勢與對照無明顯差異。

3" 討論與結論

微生物菌劑的添加，促進了黑麥草植株個體的生長，但加大了黑麥草對水分（邊坡不同位置土壤含水量的差異）的響應能力（對照條件下，邊坡上、中、下部單株鮮質量比值為1∶0.69∶0.93；微生物菌劑處理條件下，邊坡上、中、下部單株鮮質量比值為1∶1.42∶4.43）。這說明微生物菌劑對黑麥草的生長具有較好的促進作用［17］，但在施用期間需注意邊坡土壤的水分供應。

以黑麥草為例，微生物菌劑的添加，顯著提高了植物的葉綠素含量，說明在邊坡施加微生物菌劑能夠促進植物的光合作用，從而進一步促進植物的生長。

微生物菌劑的施用，雖然未能明顯提高各種植物的株高、根長等，但對邊坡上、中、下部各個位置的總生物量均有明顯的正向影響，這說明植株個體數量明顯增加，即微生物菌劑能夠提高植物的發芽率［18-19］，通過增加植物成活率，提高了植被覆蓋度，從而對邊坡固土固水起到正向影響。3種草本植物發芽勢的結果亦說明，微生物菌劑能夠加快植物的發芽速度［20］，這亦支撐了微生物菌劑處理條件下植物總生物量高于對照的結果。

以黑麥草為例，微生物菌劑處理下植株個體鮮質量的明顯增加（坡上部除外），進一步說明微生物菌劑促進了植物對土壤水分的吸收和固定，這可能解釋了微生物菌劑處理條件下土壤含水量略低于對照的現象。

在整個試驗周期中，未能觀察到紫穗槐的發芽和生長，荊條亦僅在對照的邊坡上部有發芽，這可能是由灌木發芽和生長對土壤溫度、含水量等條件較草本植物要求高造成的［21］。

綜上所述，微生物菌劑能有效促進邊坡草本植物的生長，提高植物的發芽率和成活率，增大邊坡生境中植被的覆蓋面積，進而提高邊坡植物蓄水保土的能力，增加邊坡穩定性，對于防治水土流失和恢復邊坡生境具有重要意義。

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收稿日期： 2023-09-13

基金項目： 山東農業工程學院橫向科研項目（sgyhx2022-33）；山東省重點研發計劃項目（2023RKY06020）；山東省泰山產業領軍人才高效生態農業創新項目（LJNY202124）

第一作者： 李靜（1981—），女，山東濰坊人，講師，博士，主要從事全球氣候變化及土壤修復等研究。

通信作者： 吳廣寧（1983—），女，山東濟南人，高級工程師，學士，主要從事林業工程及景觀綠化工作。

E-mail： ripplelj@126.com

（責任編輯" 徐素霞）