接種根瘤菌條件下減氮對大豆植株性狀和產量的影響

孫國偉

（鐵嶺市農業科學院 遼寧鐵嶺112616）

大豆根瘤菌可與大豆共生形成根瘤，能將空氣中的氮氣轉化為大豆可直接利用的銨[1-2]。大豆與根瘤菌的共生固氮，既能直接提供氮素供大豆利用，提高大豆的產量，又能將固定的氮釋放到土壤中培肥地力。與工業生產氮肥相比，根瘤固氮具有經濟、不易流失、不污染環境等特點，因此人們對它的研究越來越重視。為了明確根瘤菌和氮肥對大豆植株性狀及產量的影響，為后續大田合理、高效、經濟地施肥提供有力的理論依據，特進行了本試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大豆根瘤菌由中國農業科學院關大偉研究員提供。在播種前取菌劑2 g（含菌量約為3 億/g），加水5 mL，稀釋后拌入250 g 種子，充分攪拌后，攤開晾干備用。供試大豆品種為鐵豐31。

1.2 試驗設計

試驗于2020 年在鐵嶺市農業科學院試驗田進行，試驗地為棕壤土。本試驗是國家大豆產業技術體系“十三五”計劃一部分，氮肥、磷肥和鉀肥用量根據2016-2019 年前期小區試驗優選得出。2020 年是大田試驗，共設3 個處理（表1）。處理A，不包衣根瘤菌，尿素每畝施用3.4 kg；處理B，根瘤菌包衣，尿素減氮30%、每畝施用1.44 kg；處理C，根瘤菌包衣，尿素減氮50%、每畝施用0.24 kg。試驗采用隨機區組設計，3 次重復，行距0.6 m，株距0.2 m，留苗約1.2 萬株/畝；每小區面積666.7 m2。

表1 各處理施肥量（單位：kg/畝）

1.3 播種及田間管理

氮肥、磷肥和鉀肥在播種時全部作種肥側開溝施入，覆土2～3 cm，人工等距點播。5 月4 日播種，5 月30 日一次間定苗，生育期間防治大豆食心蟲，成熟后適期收獲脫粒。

1.4 田間調查

在初花期、盛花期、鼓粒期每處理連續取樣10 株植株進行調查，測定株高、株鮮重、根瘤數、株根瘤鮮重。大豆成熟后進行考種并全部收割測產。

2 結果與分析

2.1 不同根瘤菌和氮肥處理對大豆株高的影響

從表2 可看出，不同處理的大豆隨著生育進程的推進，其植株高度一直在增長。在初花期，減氮30%根瘤菌處理B 的株高比處理A 低1.0%，減氮50%根瘤菌處理C 的株高比處理A 低1.7%，這3 個處理的株高有微弱的差異。盛花期，減氮30%根瘤菌處理B 的株高比處理A 高0.8%，減氮50%根瘤菌處理C 的株高比處理A 高0.5%，此時3 個處理的株高差異不明顯。鼓粒期，減氮30%根瘤菌處理B 的株高比處理A 高3.2%，減氮50%根瘤菌處理C 的株高比處理A 高4.7%。

表2 不同處理對大豆株高的影響

2.2 不同根瘤菌和氮肥處理對大豆植株鮮重的影響

從表3 可看出，在初花期，減氮30%根瘤菌處理B 的植株鮮重比處理A 低0.7%，減氮50%根瘤菌處理C 的植株鮮重比處理A 低2.9%；盛花期，減氮30%根瘤菌處理B 的植株鮮重比處理A 高2.1%，減氮50%根瘤菌處理C 的植株鮮重比處理A 高3.3%；鼓粒期，減氮30%根瘤菌處理B 的植株鮮重比處理A高8.2%，減氮50%根瘤菌處理C 的植株鮮重比處理A高9.9%。

表3 不同處理對大豆植株鮮重的影響

2.3 不同處理對大豆植株單株根瘤數的影響

從表4 可看出，從初花期開始一直到鼓粒期，接種根瘤菌處理與不接種相比，單株根瘤菌數差異明顯。初花期，處理B 比處理A 單株根瘤菌數多166.8%，處理C 比處理A 多212.0%；盛花期，處理B比處理A 多108.9%，處理C 比處理A 多139.1%；鼓粒期，處理B 比處理A 多88.1%，處理C 比處理A 多116.9%。并且在接種根瘤菌前提下，減氮50%處理比減氮30%處理單株根瘤菌數明顯增多。

表4 不同處理對大豆植株單株根瘤數的影響

表5 不同處理對大豆植株單株根瘤鮮重的影響

2.4 不同處理對大豆植株單株根瘤鮮重的影響

從表5 可看出，從初花期開始一直到鼓粒期，接種根瘤菌處理與不接種相比，單株根瘤菌鮮重差異明顯。初花期，處理B 比處理A 單株根瘤菌鮮重多74.5%，處理C 比處理A 多262.0%；盛花期，處理B比處理A 多52.5%，處理C 比處理A 多155.4%；鼓粒期，處理B 比處理A 多65.3%，處理C 比處理A 多167.2%。而且在接種根瘤菌前提下，減氮50%處理比減氮30%處理單株根瘤菌鮮重明顯增加。

2.5 不同處理對大豆產量構成的影響

通過表6 可看出，在根瘤菌包衣、適當降低氮肥用量情況下，大豆植株的株高從99.4 cm 增加到111.3 cm；單株莢數從68.8 個增加到72.9 個；單株粒數從117.4 個增加到124.7 個；畝產量從265.0 kg 增加到285.8 kg。

表6 不同處理對大豆產量和產量構成因子的影響

3 結論

試驗結果表明，根瘤菌包衣的情況下，適當降低氮肥用量，會增加大豆植株的株高、植株鮮重、單株根瘤數、單株根瘤鮮重、單株莢數、單株粒數和產量，這與孟慶英、趙念力等的研究結果一致[3-4]。這些農藝和產量性狀的增長，可能與降低氮肥施用會增加根瘤菌的固氮活性有關。由于化肥的大量使用會造成環境污染，減少化肥用量既降低了對環境的危害，又節約了種地成本，提高了種植效益。因此通過本試驗可以看出，在根瘤菌包衣情況下，減少氮肥用量，對提高大豆種植效益和增加產量，具有顯著的現實意義。