不同施氮量條件下大豆品種接種根瘤菌篩選

姬月梅+趙志剛+羅瑞萍+連金番

摘要：以寧夏地區(qū)主推春大豆品種晉豆19和中黃30為材料，接種高效的根瘤菌，研究2個大豆品種在不同施氮量情況下接種根瘤菌對大豆根瘤干質(zhì)量和根瘤數(shù)量以及大豆產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施氮量顯著影響大豆結(jié)瘤和大豆產(chǎn)量，不同處理隨著施氮量的增加，根瘤干質(zhì)量和根瘤數(shù)量為逐漸增加的趨勢，接種根瘤菌較不接種根瘤菌產(chǎn)量顯著提高；是否接種根瘤菌與施氮量、施氮量與大豆品種及是否接種根瘤菌、施氮量與大豆品種間存在交互作用，對大豆產(chǎn)量均產(chǎn)生影響，差異達顯著水平。研究確定的最佳組合為A4B2C2，即大豆品種為中黃30，在接種根瘤菌、施氮量為75 kg/hm2的前提下，產(chǎn)量最高，為5 533.028 kg/hm2，較不接種根瘤菌增產(chǎn)8.204%，較不施氮增產(chǎn)11.004%。

關(guān)鍵詞：大豆；根瘤；施氮量；產(chǎn)量

中圖分類號： S565.106文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）23-0080-04

土壤、肥料與共生固氮是大豆整個生長過程所需氮素的主要來源，共同為大豆生長發(fā)育提供了氮素營養(yǎng)需求；三者既緊密相連，又互相制約。合理調(diào)配共生固氮、土壤供氮和氮肥施用三者之間的使用量，是提高大豆穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和大豆品質(zhì)的關(guān)鍵。每產(chǎn)生100 kg大豆則需要吸收大約 6.5～8.5 kg 氮素。大豆根瘤具有較強的固氮能力，大豆與根瘤菌共生固氮作用所固定的氮素約占大豆一生對氮素需求的50%～60%[1]。我國的生產(chǎn)現(xiàn)實是大豆共生固氮和土壤氮素未能滿足大豆生長發(fā)育的需求，生產(chǎn)上常常配合施用氮肥。施用氮肥和大豆接種根瘤菌均可增加大豆產(chǎn)量，因此氮肥合理施用就顯得十分關(guān)鍵。通過對氮素與根瘤關(guān)系的研究得知，氮肥對根瘤的結(jié)成、數(shù)量有抑制作用，氮肥施用過量會明顯減少根瘤數(shù)目[2-3]。寧夏地區(qū)生產(chǎn)上對大豆田間管理很粗放，大豆整個生育期間一次性施基肥或不施肥，這樣沒有起到節(jié)本增效的效果。前人對氮肥施用對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較多[4-14]，但對不同的施氮量及施氮方式對大豆根瘤生長及產(chǎn)量的影響研究較少[15-16]，本研究旨在探討不同施氮量下，接種大豆根瘤菌對大豆生育期的結(jié)瘤情況、大豆產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，如何利用合理解決三方面氮素之間的矛盾關(guān)系，解決氮肥利用效率不高所導(dǎo)致的負面效應(yīng)[17-19]。本研究初步為寧夏地區(qū)生產(chǎn)上建立了一套合理施用氮肥技術(shù)，對如何使大豆有效利用氮素，增加干物質(zhì)積累量、氮素積累量、氮素含量等提供理論依據(jù)，并對氮肥高效率合理應(yīng)用，減少經(jīng)濟投入和減輕對環(huán)境的污染，提高產(chǎn)量均具有現(xiàn)實意義。

1材料與方法

1.1試驗區(qū)基本概況

試驗于2014年在寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所王太試驗基地（38.15N，106.15E）進行。2014年前茬作物為向日葵。土質(zhì)為粉（沙）壤土，土壤有機質(zhì)含量為 1.58%，速效磷含量19.9 mg/kg，速效鉀含量195 mg/kg，全氮含量0.094%，全磷含量0.09%，全鉀含量1.92%，全鹽含量0.048%，pH值8.33。

試驗于4月22日人工小鋤開溝點播，9月22日收獲，10月脫粒考種。

1.2試驗設(shè)計

采用再裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)為施氮量（A），裂區(qū)為根瘤菌（B），再裂區(qū)為大豆品種（C）。施氮量設(shè)0 kg/hm2（不施肥）（A1）、27 kg/hm2（A2）、54 kg/hm2（A3）、75 kg/hm2（A4）；根瘤菌設(shè)不接種根瘤菌（B1）、接種根瘤菌（B2）；大豆品種：晉豆19（C1）、中黃30（C2），共16個處理組合，3次重復(fù)。

磷肥、鉀肥按常規(guī)量使用：重過磷酸鈣150 kg/hm2，硫酸鉀120 kg/hm2。

試驗根瘤菌由哈工大華龍生物公司提供，產(chǎn)品根瘤菌數(shù)量為109 CFU/mL。

1.3測定項目與方法

于大豆盛花期每小區(qū)中部隨機選取10株，測定植株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量，地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量，根瘤數(shù)量，根瘤的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量，取平均值。采用凱氏定氮法[20]測定植株的全氮量。將植株葉、莖、根、根瘤分開，洗凈，然后置于85 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定植株干質(zhì)量。

成熟收獲時每小區(qū)隨機取15株進行考種，考種指標(biāo)為株高、節(jié)數(shù)、有效莢數(shù)、單莢粒數(shù)、每莢粒數(shù)、百粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量。取樣后整小區(qū)收獲、脫粒和測產(chǎn)。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2003和DPS 7.05對試驗數(shù)據(jù)進行分析。2結(jié)果與分析

2.12個大豆品種在不同施氮量條件下對春大豆結(jié)瘤的影響

從表1可以看出，施氮顯著影響大豆根瘤數(shù)量的形成。大豆花期取樣結(jié)果，隨著施氮量的增加，根干質(zhì)量、根瘤干質(zhì)量和根瘤數(shù)量呈逐漸增加的趨勢，晉豆19較中黃30根瘤數(shù)量和根瘤干質(zhì)量高，接種根瘤菌較不接種根瘤菌的根瘤干質(zhì)量和根瘤數(shù)量多。

2.22個大豆品種在不同施氮量條件下對春大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.2.1產(chǎn)量構(gòu)成因素從表2可以看出，主區(qū)在不同施氮量條件下，隨著施氮量的增加，大豆單株粒數(shù)和單株粒質(zhì)量均表現(xiàn)為先增加而后減少，其中，單株粒數(shù)、單株莢數(shù)和單株粒質(zhì)量的A4B2C2組合與其他組合均達到極顯著水平，A4B2C2為最優(yōu)組合。施氮量在75 kg/hm2時，更有利于單株莢數(shù)、粒數(shù)的增加和單株產(chǎn)量的提高；在接種根瘤菌條件下，施氮量相同處理單株粒數(shù)、單株莢數(shù)和單株粒質(zhì)量均高于不接種根瘤菌條件下處理，處理間差異顯著。

2.2.2大豆產(chǎn)量從表3可以看出，產(chǎn)量前4位的最優(yōu)組合為A4B2C2、A4B1C2、A4B2C1和A3B2C2，其中組合A4B2C2與其他3個組合間的小區(qū)產(chǎn)量差異極顯著，產(chǎn)量最高，為 5 533.028 kg/hm2，表明大豆生育期間使用根瘤菌的同時必須施適量的氮肥，并且篩選合適的大豆品種才能獲得較高的產(chǎn)量。endprint

2.2.3方差分析從表4可以看出，是否接種根瘤菌與施氮量、施氮量與大豆品種以及是否接種根瘤菌、施氮量與大豆品表3不同施氮量對大豆產(chǎn)量的影響

種之間存在交互作用，且作用顯著。

2.2.4相關(guān)性分析從表5可以看出，不同施氮量條件下產(chǎn)量構(gòu)成因素呈極顯著的正相關(guān)（r=0.830 5），單株粒數(shù)、單數(shù)莢數(shù)和單株粒質(zhì)量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.83、0.77、076，均呈極顯著的正相關(guān)；單株莢數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大。說明產(chǎn)量的增加與單株莢數(shù)有很大關(guān)系。

表5不同施氮量條件下產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)性分析

產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)系數(shù)單株莢數(shù)單株粒數(shù)單株粒質(zhì)量單株莢數(shù)1.00單株粒數(shù)0.90**1.00單株粒質(zhì)量0.87**0.98**1.00產(chǎn)量0.83**0.77**0.76**注：“*”表示P<0.05；“**”表示P<0.01。

2.32個大豆品種在不接種根瘤菌條件下對春大豆產(chǎn)量的影響

2個大豆品種不接種根瘤菌的小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果見表6，A4B1C2組合產(chǎn)量與其他7個組合處理間差異極顯著。在4種不同施氮量下，晉豆19 A4B1C1組合產(chǎn)量最高，與其他3個處理產(chǎn)量差異極顯著；中黃30 A4B1C2組合產(chǎn)量最高，與其他3個處理產(chǎn)量差異極顯著。

2.42個大豆品種在接種根瘤菌條件下對春大豆產(chǎn)量的影響

2個大豆品種接種根瘤菌的小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果見表7，在4種不同施氮量下，晉豆19的A4B2C1組合產(chǎn)量最高，與A2B2C1、A1B2C1組合產(chǎn)量差異極顯著；中黃30的A4B2C2組合產(chǎn)量最高，與其他3個組合產(chǎn)量差異極顯著。

3討論與結(jié)論

大豆接種根瘤菌，能夠不同程度地提高大豆根瘤數(shù)量與質(zhì)量，并能夠促進植株生長發(fā)育，從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，接種根瘤菌能不同程度增加大豆產(chǎn)量。

選用2個大豆品種在4種不同施氮量條件下，接種高效根瘤菌結(jié)瘤，大豆應(yīng)用根瘤菌因品種不同而增產(chǎn)幅度不同。（1）篩選出根瘤菌匹配性好的組合和結(jié)瘤能力強的大豆品種為中黃30；（2）接種根瘤菌較不接種根瘤菌增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為表6不同施氮方式對大豆產(chǎn)量的影響

0.305%～8.204%；（3）接種根瘤菌條件下， 施氮較不施氮增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為0.184%～12.561%；（4）篩選出最佳組合為A4B2C2，大豆品種為中黃30，在接種根瘤菌、施氮量在 75 kg/hm2 的前提下產(chǎn)量最高，為5 533.028 kg/hm2，較不接種根瘤菌增產(chǎn)8.204%。晉豆19 A4B2C1組合產(chǎn)量為 4 997.025 kg/hm2，較不接種根瘤菌增產(chǎn)4.082%。2個大豆品種均表現(xiàn)接種根瘤菌較不接種根瘤菌增產(chǎn)，收到節(jié)本增效、綠色環(huán)保的效果。

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