黑龍江省大慶地區(qū)根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)研究＊

周長軍，李建英，吳耀坤，于吉東，馬 蘭，李 俊，關(guān)大偉

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院/國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大慶綜合試驗站，黑龍江 大慶 163316；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室，北京 100081）

根瘤菌通過侵染大豆植株根系形成共生固氮作用的根瘤，其能夠把空氣中游離的氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物，為大豆植株生長發(fā)育提供氮素營養(yǎng)，是大豆生育期內(nèi)重要的氮素來源，而且具有綠色、高效、低能耗、無污染等優(yōu)點，同時起到培肥地力、改善品質(zhì)、提高產(chǎn)量的作用[1-2]。但傳統(tǒng)的根瘤菌往往存在著環(huán)境適應(yīng)性差、接種效果不穩(wěn)定等問題，制約了其應(yīng)用和發(fā)展[3]。近年來，根瘤菌劑已由單一功能菌種向復(fù)合多功能菌種方向發(fā)展，將有益微生物與大豆根瘤菌復(fù)合，更有利于大豆根瘤菌生物固氮。植物根際促生菌可通過分泌植物激素、拮抗病原微生物或誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性等方式促進植物生長，增加作物產(chǎn)量[4-5]，而黑龍江省西部大慶地區(qū)大豆種植施肥方式是以較高的施肥量獲得較理想的產(chǎn)量，然而隨著化肥施用量的逐漸增加，導(dǎo)致產(chǎn)量對化肥的依賴性也日益增強，同時也引起了土壤養(yǎng)分比例失調(diào)，質(zhì)量下降等問題[6-7]。本文通過根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對黑龍江省西部大慶地區(qū)大豆品種盛花期生物量、產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響進行比較試驗，旨在探討該地區(qū)減氮、節(jié)本、增收、增效，提高大豆產(chǎn)量的合理施肥方式。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院安達育種基地，E 125°42′，N 46°40′，土壤類型為碳酸鹽黑鈣土，pH 8.3左右，海拔148 m，地勢平坦。

1.2 試驗材料

北豆40：北安市華疆種業(yè)有限責任公司與黑龍江省農(nóng)墾科研育種中心華疆科研所共同選育。

根瘤菌、促生菌、包衣劑：國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用大區(qū)對比設(shè)計，共3個處理，每個處理為33行區(qū)，行長20 m，行距0.65 m，種植密度為18 000株/667m2，每個處理試驗面積為426.88 m2。施肥方式分別為T1：常規(guī)施肥（CK），氮∶磷∶鉀（N∶P2O∶5K2O）=3.6∶5.4∶4.5（kg/667m2）， 即 尿 素3.75 kg/667m2、磷酸氫二銨10.04 kg/667m2、氯化鉀7.50 kg/667m2；T2：根瘤菌和包衣劑按1∶1混合拌種，氮肥用量較T1減施30%，磷鉀肥同T1；T3：根瘤菌、促生菌、包衣劑按1∶1∶1混合拌種，氮肥用量較T1減施30%，磷鉀肥同T1。試驗中T2根瘤菌與包衣劑用量為180 mL/hm2，T3根瘤菌、促生菌、包衣劑用量為180 mL/hm2，將其灑在種子表面，充分攪拌，使根瘤菌、促生菌、包衣劑均勻附著在全部種子表面，拌勻后在陰涼的地方干燥，干燥后8 h內(nèi)播種。

1.4 調(diào)查項目

取樣標準：大豆植株盛花期和成熟期每處理取3點，每點取連續(xù)長勢一致大豆植株5株，成熟期每處理取3點，每點2 m2測產(chǎn)。

根瘤調(diào)查：盛花期測定大豆植株根瘤鮮、干重；植株地上和地下鮮、干重。

考種測產(chǎn)：成熟期測量大豆株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重及平方米大豆產(chǎn)量。

1.5 分析方法

采用DPS 7.05及Duncans新復(fù)極差檢驗法分析處理間差異顯著性，R語言分析大豆生物量及各農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對大豆盛花期生物量的影響

根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對大豆盛花期生物量的影響較大（見表1），試驗中T1處理大豆花期植株地上鮮重、地下干重值最高，分別為133.2和8.28 g，較減氮30%的T2和T3處理分別增加3.25%、59.33%和5.48%、14.84%，T2處理地上干重值最大，T1與T2處理地上鮮重、地上干重、地下干重差異不顯著（P＞0.05），T1、T2與T3地上鮮重、地上干重處理差異顯著（P＜0.05）；T3處理根瘤鮮重、根瘤干重值最高，分別為0.83和0.77 g，且與T1、T2處理差異極顯著（P＜0.01）；T1、T2、T3處理地下鮮重差異不顯著（P＞0.05）。

表1 根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對大豆生物量的影響

2.2 根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對大豆農(nóng)藝性狀的影響

2021年不同處理大豆農(nóng)藝性狀均值見表2。T1處理株高最高，為90.4 cm，與T2處理差異不顯著（P＞0.05），與T3處理差異極顯著（P＜0.01）；T3處理單株莢數(shù)、單株粒數(shù)值最高，T3與T2處理差異不顯著（P＞0.05），T3與T1處理差異顯著（P＜0.05）；T3處理百粒重值最大，為15.48 g，但T1、T2、T3處理差異較小且不顯著（P＞0.05）；T3處理產(chǎn)量為2 628.9 kg/hm2，較T2和T1處理分別增產(chǎn)3.78%、6.70%，T3與T2處理產(chǎn)量差異不顯著（P＞0.05），T3與T1處理差異顯著（P＜0.05）。

表2 根瘤菌與促生菌復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)對大豆農(nóng)藝性狀的影響

2.3 各農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

如附圖顯示，產(chǎn)量與單株粒數(shù)相關(guān)系數(shù)最高（r=1.00，P＜0.01），達到極顯著水平，產(chǎn)量與根瘤鮮干重、單株莢數(shù)、百粒重呈正向相關(guān)但不顯著，產(chǎn)量與植株地下干重顯著負相關(guān)（r=-1.00，P＜0.05），與植株地上鮮干重和地下鮮重呈負向相關(guān)但不顯著；百粒重、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與其他性狀的相關(guān)性與產(chǎn)量一致。

附圖 大豆植株生物量及農(nóng)藝性狀相關(guān)性

3 討論

本研究顯示，根瘤菌、促生菌與包衣劑復(fù)合包衣處理（T3）對大豆植株根瘤鮮重和根瘤干重增加顯著，分別較常規(guī)施肥（T1）和根瘤菌與包衣劑包衣（T2）增加50.91%、59.62%和52.83%、65.31%，說明生產(chǎn)應(yīng)用中T3處理拌種效果較T1和T2處理顯著增加了大豆植株的根瘤鮮重和根瘤干重；大豆植株盛花期地上鮮重、地下干重T1處理值最高，大豆植株地上干重、地下鮮重T2值最高，且T1與T2值差異很小，說明雖然T2較T1處理氮肥減施30%，通過根瘤菌與包衣劑拌種，T1與T2處理大豆植株盛花期地上鮮、干重和地下鮮、干重值差異不大，T3雖然大豆植株根瘤鮮重和根瘤干重值最大，但大豆植株盛花期地上鮮、干重和地下鮮、干重值最小，且與T1和T2差異大都顯著，具體原因需待試驗進一步驗證。

T1處理株高最高，為90.4 cm，較T2與T3處理分別高4.8、15.2 cm，且T1處理株高與T2處理差異不顯著（P＞0.05），與T3處理差異極顯著（P＜0.01），由此看出T2和T3處理氮肥減施30%對大豆植株高度影響較大，較T1常規(guī)施肥處理株高低，而利用此方法對實際生產(chǎn)中，植株高大、易出現(xiàn)倒伏的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆品種應(yīng)用，能有效降低大豆植株株高，增加其抗倒伏性。

在產(chǎn)量構(gòu)成因素分析中單株莢數(shù)，單株粒數(shù)、百粒重以T3處理最高，其中百粒重T1、T2、T3處理差異不顯著，T3與T1處理單株莢數(shù)，單株粒數(shù)差異顯著；產(chǎn)量差異分析中，產(chǎn)量排位順序為T3＞T2＞T1，其中T2與T1、T3與T2處理差異不顯著，但T3與T1處理差異顯著，由此看出氮肥減施30%的T2和T3處理較常規(guī)施肥T1處理均可以提高大豆產(chǎn)量，但拌種根瘤菌、促生菌與包衣劑（T3）效果更突出，其通過增加單株莢數(shù)、單株粒數(shù)等性狀，加大與T2和T1處理之間的差異提高大豆產(chǎn)量；在相關(guān)性分析中，產(chǎn)量與單株粒數(shù)極顯著相關(guān)，進一步驗證T3處理通過增加單株粒數(shù)提高大豆產(chǎn)量的結(jié)論。

通過對比不同施肥方式對大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)，在減施氮肥30%的條件下拌種根瘤菌、促生菌與包衣劑在黑龍江省西部大慶地區(qū)增產(chǎn)效果顯著，因此在實際生產(chǎn)上建議推廣應(yīng)用根瘤菌、促生菌與包衣劑復(fù)合包衣減氮增效技術(shù)，實現(xiàn)減本增收，提高大豆產(chǎn)量。