ARC微生物菌劑對中豆41農藝性狀及產量的影響

肖之源 瞿建武 孫琳 張偉 汪澄 陳志敏

摘要：為探究ARC菌劑對大豆農藝性狀及產量的影響，通過田間試驗，分別對株高、底莢高度、主莖節數、有效分枝、單株有效莢數、單株粒數、百粒重7個農藝性狀及其變異系數和相關性進行分析。結果表明，與對照組相比，ARC處理后，中豆41有效分枝增多51.75%，單株有效莢數增多27.20%、單株粒數增長13.52%、百粒重增加6.09%，小區產量提升20.43%；7個農藝性狀變異系數在2.13%～35.85%之間；株高與主莖節數呈顯著正相關，有效分枝與單株有效莢數、單株粒數呈極顯著正相關，單株有效莢數與單株粒數呈極顯著正相關，單株粒數與百粒重呈顯著負相關。微生物菌劑ARC可顯著增大中豆41百粒重，從而促進產量的提升，值得大面積示范推廣。

關鍵詞：大豆；ARC菌劑；農藝性狀；產量

中圖分類號：S565.1?文獻識別碼：A?文獻編號：1005-6114（2024）03-024-04

大豆是重要的糧食和經濟作物，是優質的油料和蛋白來源，也是飼料和工業等重要原料［1］。我國是大豆需求大國，受制于產能制約，嚴重依賴進口滿足需求。以2021年為例，國內大豆總產量1 640 萬t，大豆消費量1.1 億t，產需缺口近9 500萬t，對外依存度高達85%，是糧食作物中進口量占比最高的［2］。為緩解國內大豆自給自足供需關系，降低對外進口依存度，國家層面提出一系列應對措施，其中2019年中央“一號文件”提出“實施大豆振興計劃，多途徑擴大種植面積”［3］，2022年中央“一號文件”提出“要大力實施大豆和油料產能提升工程，千方百計擴種大豆，提高大豆產量，降低大豆的對外依存度，保障國家糧食安全”［4］，2023年，農業農村部召開全國大豆大面積單產提升工作推進會，啟動實施大豆大面積單產提升行動［5］。因此，提升大豆產能和自給率迫在眉睫。

中豆41是中國農業科學院油料作物研究所育成的國審大豆品種（審定編號：國審豆2013014）［6］，具有豐產穩產、品質優、抗性強、適應性廣、單株生產潛力高等特點，2016年起作為長江流域夏大豆早中熟組區域試驗的對照品種［7］。中豆41在湖北中部、安徽南部、江西北部、陜西南部均可種植，是普通型早中熟夏大豆品種，長江流域夏播生育期平均104 d。中豆41株型收斂，株高65.1 cm，有限結莢習性，百粒重23.2 g，粗蛋白含量42.41%，粗脂肪含量21.24%，中抗花葉病毒病。

供試生物菌劑ARC-BBBE是中國農業科學院油料作物研究所分離我國花生莢果和根際的4種外生和內生菌株解淀粉酶芽孢桿菌（B. amyloliquefaciens）、側孢短芽孢桿菌（B. laterosporu）、膠質芽孢桿菌（B. mucilaginosus）和路德維希腸桿菌（E. ludwiggi）研制而成［8］，具有可誘發大豆結瘤及固氮效應，顯著提升大豆根長、根重、鮮重、葉綠素等生物學指標，對推動大豆產業高質量綠色發展具有重要意義，在大豆等豆科作物生產中應用前景廣闊。

本研究以ARC促進大豆結瘤［9］及大豆根瘤固氮特性［10］為契合點，結合2023年《湖北省大豆單產提升三年工作方案》和《湖北省2023年化肥減量化工作方案》要求，引進中豆41示范種植，創新種植方式，采用ARC微生物菌劑強化生物固氮技術，探究ARC生物菌劑對大豆的農藝性狀及產量影響，探索中豆41與ARC生物菌劑耦合配套集成種植技術，促進大豆產量和品質雙提升。為大豆提高單產提供新的工作思路和舉措，為大豆種植示范推廣新技術奠定基礎。

1?材料與方法

1.1?試驗地點及試驗材料

試驗由羅田縣駱駝坳鎮農業技術推廣中心主持實施，選址在湖北省黃岡市羅田縣駱駝坳鎮（E 115.4047°，N 30.6772°），海拔70.1 m。試驗地前作為油菜，沙壤土，地勢平坦，三溝相通，排灌方便。于6月16日播種，9月28日收獲。

供試大豆品種中豆41由中國農業科學院油料作物研究所選育、河南省許科種業有限公司繁育；ARC生物菌劑由中國農業科學院油料作物研究所研發、河北阿可生物科技有限公司生產。

1.2?試驗設計

本試驗設置不進行ARC處理組（對照組，簡稱41）和ARC處理組（簡稱41-A），每處理3次重復，共6個小區，每小區面積60 m2，隨機排列。

1.3?田間管理

6月16日，采用人工整地，施底肥三元復合肥（17-17-17）20 kg/667m2。試驗劃小區，大小為20 m×3 m。單個小區按照行距31.3 cm，株距10.5 cm，采用人工穴播中豆41藥劑拌種種子，平均播種量4.5 kg/667m2，密度為1.83萬株/667m2。苗期追施尿素5 kg/667m2。開花期、結莢期結合飛防噴施磷酸二氫鉀和鉬肥2次。大豆4片復葉期除草1次。開花期和結莢期人工防治病蟲害各1次。同時注意初花期和結莢初期控旺。本試驗地土壤濕潤，濕度充足，適量溝灌，“水不上廂面，夜灌日排”。9月28日大豆葉片基本脫落，豆莢變黑，及時收割。

1.4?樣品采集與分析

在大豆成熟期，每個小區采集連續10株生長勢一致、豆莢飽滿、具有代表性的植株，測量株高、底莢高度、主莖節數、有效分枝、單株有效莢數、單株粒數、百粒重等7個農藝性狀。同時進行小區產量測定。

1.5?數據處理

采用Excel和SPSS 22.0處理和分析數據。

2?結果與分析

2.1?ARC對中豆41農藝性狀的影響

通過對表1中數據分析，與對照（41）相比，經ARC處理后（41-A），中豆41農藝性狀變化明顯，產量顯著提升。有效分枝增多一倍以上，有效莢數提升27.20%，單株粒數增長13.52%，百粒重增重6.09%，小區產量提升20.43%，說明ARC是通過促進增多分枝、莢數、粒數和增大百粒重的途徑來提升中豆41產量，表明ARC具有正向調節提升中豆41產能；同時，底莢高度、主莖節數無差異，表明ARC對底莢高度和主莖節數無影響；但株高顯著降低，下降12.58%，表明ARC對株高有一定的矮化作用。2.2?ARC處理后中豆41農藝性狀的穩定性

變異系數越小，說明農藝性狀變化也越小，遺傳更穩定。從表2可知，ARC處理的中豆41農藝性狀變異系數在2.13%～35.85%之間，整體變化幅度較對照的3.71%～57.59%小，表明ARC對中豆41各農藝性狀變異程度有促穩作用。但從單個數據變化來說，株高、單株有效莢數、單株粒數分別高于對照3.20、2.33、0.92個百分點，表明ARC處理可能會增大中豆41株高、單株有效莢數、單株粒數的變異程度。

2.3?ARC對中豆41農藝性狀影響的相關性

對7個主要農藝性狀進行相關性分析（表3）可知，與對照相比，ARC處理后的中豆41單株有效莢數與有效粒數、有效分枝與單株有效莢數均呈極顯著正相關，且分別較對照0.866、0.508相關性更強；但在株高與主莖節數的相關性中，較對照0.545稍弱。同時，ARC處理還表現出單株粒數與百粒重顯著負相關的現象，而對照表現出底莢高度與百粒重呈顯著負相關，對照還表現出主莖節數與有效分枝、單株粒數顯著正相關，與單株有效莢數極顯著正相關；有效分枝與單株粒數極顯著正相關情況。

3?討論

本試驗以中豆41為研究對象，利用ARC促進豆科植物生長的特性，通過田間試驗和數據分析，從農藝性狀考種、變異系數及相關性3方面，表明了ARC通過增大中豆41百粒重促進了大豆產量增長，實現中豆41產能提升，值得大面積示范推廣。

本試驗從示范種植大田層面初探ARC調節中豆41農藝性狀，至于ARC促進大豆農藝性狀變化的分子機理研究，可結合細胞生物學、分子生物學、生物化學等多層面地進行更深入的分析。

參考文獻

［1］

高梁紅.中國大豆產業全球發展戰略研究［D］.北京：對外經濟貿易大學，2012.

［2］?劉慧，喬金亮，吳浩.大豆問題調查［N］.經濟日報，2022-08-11（1）.

［3］?中華人民共和國中央人民政府網.中共中央國務院關于堅持農業農村優先發展做好“三農”工作的若干意見［EB/OL］.（2019-02-19）［2020-03-20］.

［4］?中華人民共和國中央人民政府網.中共中央國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見［EB/OL］.（2022-02-26）［2022-09-20］.

［5］?農業農村部部署大豆大面積單產提升工作［J］.中國農技推廣，2023，39（5）：99.

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［7］?楊配配，易志杰，袁松麗，等.大豆骨干親本中豆41主要農藝性狀的配合力分析［J/OL］.中國油料作物學報：1-10［2024-01-15］.

［8］?李培武，岳曉鳳，張奇，等.一種促進豆科作物增加根瘤數量與根瘤固氮酶活性的微生物菌劑及其應用.CN 202111344653.8.

［9］?周揚，岳曉鳳，唐曉倩，等.黃曲霉毒素阻控與花生超級結瘤耦合效應研究初報［J］.中國油料作物學報，2021，43（6）：947-960.

［10］?沈世華，荊玉祥.中國生物固氮研究現狀和展望［J］.科學通報，2003（6）：535-540.