黑龍江省大慶地區(qū)根瘤菌與促生菌復合包衣減氮增效技術研究＊

周長軍，李建英，吳耀坤，于吉東，馬 蘭，李 俊，關大偉

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院大慶分院/國家大豆產(chǎn)業(yè)技術體系大慶綜合試驗站，黑龍江 大慶 163316；2.中國農(nóng)業(yè)科學院農(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)境適應性差、接種效果不穩(wěn)定等問題，制約了其應用和發(fā)展[3]。近年來，根瘤菌劑已由單一功能菌種向復合多功能菌種方向發(fā)展，將有益微生物與大豆根瘤菌復合，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合包衣減氮增效技術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)技術體系崗位專家提供。

1.3 試驗設計

試驗采用大區(qū)對比設計，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)藝性狀之間相關性。

2 結果與分析

2.1 根瘤菌與促生菌復合包衣減氮增效技術對大豆盛花期生物量的影響

根瘤菌與促生菌復合包衣減氮增效技術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 根瘤菌與促生菌復合包衣減氮增效技術對大豆生物量的影響

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

2.3 各農(nóng)藝性狀相關性分析

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

附圖 大豆植株生物量及農(nóng)藝性狀相關性

3 討論

本研究顯示，根瘤菌、促生菌與包衣劑復合包衣處理（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)大豆品種應用，能有效降低大豆植株株高，增加其抗倒伏性。

在產(chǎn)量構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；在相關性分析中，產(chǎn)量與單株粒數(shù)極顯著相關，進一步驗證T3處理通過增加單株粒數(shù)提高大豆產(chǎn)量的結論。

通過對比不同施肥方式對大豆產(chǎn)量構成因素和產(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)上建議推廣應用根瘤菌、促生菌與包衣劑復合包衣減氮增效技術，實現(xiàn)減本增收，提高大豆產(chǎn)量。