不同減氮施肥下接種根瘤菌劑對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響分析

根瘤菌是土攘中的一種重要固氮細(xì)菌，能與豆科植物共生形成根瘤，將空氣中分子態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟衫玫陌睉B(tài)氮。大豆是生物固氮類植物的典型代表，其根與根瘤菌共生固定的氮素占大豆氮總需求的 65%～70% 但固氮量有限，無法滿足大豆整個(gè)生育期的需求。為促進(jìn)大豆正常的生長發(fā)育，需適量使用氮肥。氮肥因利用率極低，常會(huì)導(dǎo)致過量使用，出現(xiàn)土壤酸化、土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤板結(jié)、肥力降低、病蟲害增多等問題。根瘤菌固定的氮素對環(huán)境友好，能提高土壤肥力、促進(jìn)作物生長、降低生產(chǎn)成本，是良好的氮肥來源。根瘤菌劑是一種含有大量根瘤菌的微生物制劑，能夠幫助大豆與根瘤菌建立共生關(guān)系，接種大豆根瘤菌劑可顯著促進(jìn)大豆有效結(jié)瘤，提高固氮效率。近年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部深入推進(jìn)國家大豆和油料產(chǎn)能提升工程，將推廣大豆根瘤菌劑作為擴(kuò)種大豆油料、化肥減量增效的主推技術(shù)之一。2023年，汝州市開展了不同減氮施肥下接種根瘤菌劑試驗(yàn)，探索減氮 + 接種根瘤菌劑對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，確定最佳的減氮量范圍，為大面積推廣使用大豆根瘤菌劑提供科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)地概況

供試田塊位于汝州市米廟鎮(zhèn)潘莊村，該村地勢平坦，灌溉方便，大豆種植集中連片。前茬作物為小麥，土壤類型為褐土，肥力中等，土壤有機(jī)質(zhì)含量 17.7g?kg^-1， （20號全氮含量 1.13g?kg^-1 、有效磷含量 22.5mg?kg^-1 、速效鉀含量 92mg?kg^-1. 、 pH 為 7.8 （204號

（二）試驗(yàn)材料

供試大豆品種為冀豆 1258供試根瘤菌劑為豐收旺復(fù)合根瘤菌（安徽新熙盟生物科技有限公司生產(chǎn)），有效活菌數(shù) ?2.0 億 ?mL^-1 有效菌種為埃氏慢生根瘤菌、費(fèi)氏中華根瘤菌。

供試肥料為單質(zhì)肥，包括尿素（河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)，總氮≥ 46.0% 、過磷酸鈣（云南楚農(nóng)化肥有限公司生產(chǎn)，有效磷≥ 12.0% ）、硫酸鉀（國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司生產(chǎn)有效鉀≥ 52.0% 。

（三）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)人員在2023年6月24日對試驗(yàn)田進(jìn)行翻地，同時(shí)進(jìn)行施肥處理，將各小區(qū)所需肥料作為底肥一次性施入。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)長 6m 、寬 5m ，隨機(jī)排列，設(shè)置

2m 保護(hù)行。

根據(jù)本區(qū)域測土配方施肥推薦量：施用純氮45kg?hm^-2 、純磷 90kg?hm^-2 、純鉀 75kg?hm^-2 計(jì)算各處理的用量，每小區(qū) 30m² 的施肥量如下：

處理1：尿素 0.293kg+ 過磷酸鈣 2.250kg⁺ 硫酸鉀 0.432kg

處理2：尿素 0.293kg+ 過磷酸鈣 2.250kg+ 硫酸鉀 0.432kg+ 接種根瘤菌劑。

處理3：減氮 20% （尿素 0.234kg?⁺ 過磷酸鈣2.250kg+ 硫酸鉀 0.432kg? ） + 接種根瘤菌劑。

處理4：減氮 40% （尿素 0.176kg+ 過磷酸鈣2.250kg⁺ 硫酸鉀 0.432kg ） + 接種根瘤菌劑。

處理5：減氮 60% （尿素 0.117kg?⁺ 過磷酸鈣2.250kg⁺ 硫酸鉀 0.432kg ） + 接種根瘤菌劑。

（四）接種方式

在大豆播種前 30min 內(nèi)選擇陰涼處進(jìn)行拌種，使用 15mL 根瘤菌劑與 10mL 保護(hù)劑混合均勻后可拌5kg 大豆種子，拌好后放在陰涼處陰干待播。拌種時(shí)要輕緩攪拌，避免碰破種皮。

（五）田間管理

除施肥措施不同外，各處理小區(qū)在灌溉、除草、病蟲害防治等田間管理措施上均一致。處理小區(qū)內(nèi)各項(xiàng)農(nóng)事活動(dòng)均在同一天完成。

（六）調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查分兩次，分別在結(jié)莢期和收獲期各調(diào)查一次。2023年8月17日在結(jié)莢期開展第一次調(diào)查，每個(gè)處理隨機(jī)采10株，采用鐵鏟將根系完整取出，調(diào)查并記錄根瘤數(shù)、根瘤鮮質(zhì)量、植株鮮質(zhì)量。2023年10月5日在收獲期開展第二次調(diào)查，每個(gè)處理隨機(jī)采10株，用于室內(nèi)考種，調(diào)查并記錄株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒質(zhì)量，并測算產(chǎn)量。

（七）數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)采用Exce12010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，用SPSS20.0數(shù)據(jù)處理軟件做單因素方差分析。

二、試驗(yàn)結(jié)果與分析

（一）不同處理對大豆生長性狀的影響

由下頁表1可知，接種根瘤菌劑后的處理2、處理3、處理4、處理5與未接種根瘤菌劑的處理1相比，大豆根瘤數(shù)及根瘤鮮質(zhì)量均有所增加，根瘤數(shù)增幅分別為 33.12% N 37.58% 、 26.12% 、 8.92% ；根瘤鮮質(zhì)量增比分別為 29.17% 一 37.50% 1 20.83% 、 8.33% ，其中，處理2至處理4與處理1差異顯著，處理3（常規(guī)施肥減氮 20%+ 接種根瘤菌劑）的大豆根瘤數(shù)達(dá)到最大，每株有為21.6個(gè)，根瘤鮮質(zhì)量為 0.33g_o 試驗(yàn)結(jié)果表明，接種根瘤菌劑能促進(jìn)大豆根瘤的形成與發(fā)育，顯著提高大豆根瘤的數(shù)量和質(zhì)量，在適量缺氮條件下添加根瘤菌，能刺激大豆根部細(xì)胞分裂形成更多的根瘤。

處理2、處理3和處理4的大豆植株鮮質(zhì)量與處理1相比，均有不同程度的增加，但處理2至處理4間無顯著差異；處理5較處理1植株鮮質(zhì)量降低 3.14% ，差異不顯著。說明根瘤菌固定的氮素雖能彌補(bǔ)土壤中部分缺失的氮肥，但在大量缺氮肥的情況下，靠根瘤菌固定的氮素還不能滿足大豆植株生長對氮肥的需求，根瘤菌劑與適量氮肥復(fù)合使用才可以促進(jìn)大豆植株生長，提高植株鮮質(zhì)量。

（二）不同處理對大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

由表2可知，與處理1相比，處理2、處理3、處理4的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒質(zhì)量均有所提升，其中單株莢數(shù)和單株粒數(shù)差異顯著；對主莖節(jié)數(shù)影響最小，各處理間差異不顯著；在株高上，處理2、處理3與處理1差異顯著；在百粒質(zhì)量上，只有處理3與處理1差異顯著，其他處理與處理1差異均不顯著。這表明根瘤菌固氮能有效促進(jìn)大豆生理生長，為花莢的形成和發(fā)育提供充足的光合產(chǎn)物，從而提高單株莢數(shù)、單株粒數(shù)，達(dá)到增產(chǎn)效果。百粒質(zhì)量除與氮肥有關(guān)外，還與磷鉀肥關(guān)系密切，特別是鉀肥作為調(diào)控大豆百粒質(zhì)量的核心營養(yǎng)元素，對大豆百粒質(zhì)量的影響更為顯著，所以在減氮條件下，百粒質(zhì)量變化不大。

處理5的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒質(zhì)量均低于處理1，單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與處理1差異顯著，株高、主莖節(jié)數(shù)、百粒質(zhì)量差異不顯著。說明過量減施氮肥，會(huì)影響大豆農(nóng)藝性狀指標(biāo)，尤其是對單株莢數(shù)、單株粒數(shù)影響最大，不利于大豆的生長發(fā)育。

在產(chǎn)量方面，隨著氮肥施用量的減少出現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，處理3產(chǎn)量最高，處理5產(chǎn)量最低。與處理1相比，處理2、處理3和處理4分別增產(chǎn)280.8kg?hm^-2 、 340.5kg?hm^-2. ， 90.9kg?hm^-2 ，增幅分別為 8.65% 、 10.49% 、 2.8% 。處理5與處理1相比減產(chǎn) 3.99% ，差異顯著。說明在適量減氮條件下，接種大豆根瘤菌劑能促進(jìn)大豆的生長，顯著提高大豆產(chǎn)量；減氮幅度過大時(shí)，即使在接種大豆根瘤菌劑的情況下，也難以滿足大豆生長發(fā)育對氮素的需求，導(dǎo)致大豆植株生長受限，達(dá)不到增產(chǎn)的目的。

（三）經(jīng)濟(jì)效益分析

由表3可知，與處理1相比，處理2、處理3、處理4的經(jīng)濟(jì)效益均有不同程度的增長，增收分別為1355.31元·hm^-2 、1724.75元·hm^-2 、484.83元 hm^-2 增收率分別為 8.17%. 一： 10.40% ： 2.92% 處理5與處理1相比，經(jīng)濟(jì)效益降低601.99元 ?hm^-2 ，降幅為3.63textperthousand （20

注：大豆市場價(jià)按 計(jì)、根瘤菌劑價(jià)格按0.466元·mL-計(jì)、尿素價(jià)格按3元·kg^-1 計(jì)。

三、結(jié)論

大豆在使用根瘤菌劑拌種后，減氮 20%+ 接種根瘤菌劑的大豆產(chǎn)量最高、經(jīng)濟(jì)效益最好；減氮 40%+ 接種根瘤菌劑的大豆產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益較常規(guī)施肥水平略增。減氮 60%+ 接種根瘤菌劑會(huì)影響大豆的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。因此在減氮 20%～40%+ 接種大豆根瘤菌劑的情況下，既能保證大豆良好生長，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，還能實(shí)現(xiàn)化學(xué)氮肥的減量使用，是一項(xiàng)兼具生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的化肥減量增效技術(shù)模式，值得大面積推廣。

作者簡介：王如飛（1988一），男，河南汝州人，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

通信作者：王曉娜（1985—），女，河南汝州人，本科，高級農(nóng)藝師。

（責(zé)任編輯張夢納）