大豆黑農(nóng)87、黑農(nóng)88在黑龍江省青岡縣的種植模式探索

摘要：為了促進(jìn)高油品種黑農(nóng)87、高蛋白品種黑農(nóng)88的推廣應(yīng)用，利用黑農(nóng)87、黑農(nóng)88進(jìn)行根瘤菌接種試驗(yàn)、施肥試驗(yàn)和種植密度試驗(yàn)，研究黑農(nóng)87、黑農(nóng)88在青岡縣地區(qū)的適宜種植模式。結(jié)果表明，根瘤菌接種技術(shù)能夠提高黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量和品質(zhì)，但效果不顯著；黑農(nóng)87在施肥量為300 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量為4 438.50 kg·hm-2，顯著高于施肥量225 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量（4 306.50 kg·hm-2），與施肥量375 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量（5 052.30 kg·hm-2）差異不顯著；黑農(nóng)88在施肥量為300 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量為4 793.30 kg·hm-2，顯著高于其他兩個(gè)施肥量水平的產(chǎn)量。26萬株·hm-2密度條件下黑農(nóng)87、黑農(nóng)88產(chǎn)量最高，分別為3 778.00和4 197.00 kg·hm-2，黑農(nóng)87在28萬株·hm-2產(chǎn)量位于第二位，黑農(nóng)88在24萬株·hm-2產(chǎn)量排在第二位。因此，在青岡縣黑農(nóng)87最適施肥量為300 kg·hm-2，適宜種植密度是26萬～28萬株·hm-2，黑農(nóng)88最適施肥量為300 kg·hm-2，適宜種植密度是24萬～26萬株·hm-2。

關(guān)鍵詞：大豆；根瘤菌；施肥量；種植密度

收稿日期：20231216

基金項(xiàng)目：黑龍江省科研業(yè)務(wù)費(fèi)（CZKYF20212B022）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程農(nóng)業(yè)科技基礎(chǔ)創(chuàng)新優(yōu)青項(xiàng)目（CX22YQ02）。

第一作者：孫振興（1973-），男， 學(xué)士，高級(jí)農(nóng)藝師，從事大豆栽培推廣示范。Email：qgxszx@163.com。

通信作者：劉鑫磊（1977-），男，碩士，研究員，從事大豆遺傳育種研究。Email：nkyddslxl@163.com。大豆是重要的作物，可以提供高價(jià)值的植物蛋白質(zhì)和油脂，因此具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。大豆?fàn)I養(yǎng)價(jià)值高，對(duì)人體健康具有重要意義[2]。此外，大豆根瘤還能與根瘤菌共生，固定大氣氮，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中肥料的使用。因此大豆成為滿足全球糧食安全和可持續(xù)生產(chǎn)需求的重要作物。

黑龍江省是中國(guó)大豆的主產(chǎn)區(qū)，大豆面積和總產(chǎn)量約占全國(guó)的40%～45%，肩負(fù)著保障國(guó)家食用大豆安全的重任［3］。影響大豆高產(chǎn)的因素包括氣候條件、土壤特征、品種、養(yǎng)分管理和栽培措施等。接種根瘤菌可以增加作物固氮能力，持續(xù)向大豆輸送氮素［4］。施用根瘤菌菌劑能夠促進(jìn)大豆結(jié)瘤，減少化肥使用，降低生產(chǎn)成本，有效提高大豆產(chǎn)量[5]；同時(shí)，大豆結(jié)瘤還具有改良土壤、提高地力的作用，是一項(xiàng)節(jié)能增效、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的實(shí)用技術(shù)，有利于保證大豆產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定和健康發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展[6]。

施用化肥可使普通豆類作物的種子產(chǎn)量顯著增加[7]。與不施肥的作物相比，施肥能夠促進(jìn)作物株高增高從而具有更大的地上生物量和干物質(zhì)產(chǎn)量[8]。因此，通過優(yōu)化施肥量與施肥配比率，合理選擇施肥時(shí)期及施肥方法，進(jìn)而提高產(chǎn)量效益，提高化肥利用率，改善大豆產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)肥卻增產(chǎn)、節(jié)支卻增收[9]。

大豆屬于群體產(chǎn)量作物[10]，相對(duì)于單株產(chǎn)量，群體結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)量的影響更為顯著[1112]。因此，在有限的種植面積中，合理調(diào)整種植密度對(duì)提高大豆產(chǎn)量潛力至關(guān)重要[13]。種植密度是農(nóng)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的重要因子，適當(dāng)增加群體種植密度是提高農(nóng)作物群體產(chǎn)量的主要栽培措施。合理的種植密度可以協(xié)調(diào)個(gè)體生長(zhǎng)與群體生長(zhǎng)之間的關(guān)系，更好地發(fā)揮個(gè)體生產(chǎn)潛力，增加單位面積單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和粒重，可進(jìn)一步提高大豆單位面積產(chǎn)量[1415]。

本研究選用大豆高油品種黑農(nóng)87、高蛋白品種黑農(nóng)88通過接種根瘤菌、不同施肥量和不同種植密度的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，初步探索兩個(gè)優(yōu)質(zhì)品種在黑龍江省青岡縣較為適宜的種植模式，為黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在青岡縣的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2023年在黑龍江省綏化市青岡縣德勝鎮(zhèn)永安村（46°N，126°E）進(jìn)行，地勢(shì)平坦，土壤為黑鈣土，前茬作物為玉米。土壤理化性質(zhì)偏堿性pH＞8.0。

1.2材料

1.2.1供試大豆試驗(yàn)大豆品種為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所選育的高蛋白品種黑農(nóng)88以及高油品種黑農(nóng)87。

1.2.2供試菌劑肥料試驗(yàn)中所用根瘤菌為領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的富思德大豆根瘤菌菌劑，有效活菌數(shù)≥50億·mL-1，劑型為液體。

1.3方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用大區(qū)對(duì)比法，不設(shè)重復(fù)，試驗(yàn)區(qū)采用130 cm壟上4行，5月上旬專用精量播種機(jī)播種，機(jī)器覆土、鎮(zhèn)壓。生育期管理按當(dāng)?shù)卮筇飿?biāo)準(zhǔn)管理方式進(jìn)行。

根瘤菌接種試驗(yàn)：設(shè)富思德大豆根瘤菌菌劑接種處理和未接種大豆根瘤菌常規(guī)種植的對(duì)照處理，小區(qū)面積0.133 hm2。按150 mL菌劑拌80～100 kg大豆種子的拌種標(biāo)準(zhǔn)，將菌劑噴灑在種子表面，混拌均勻，陰干后播種。

施肥量試驗(yàn)：設(shè)3個(gè)施肥量（N∶P2O5∶K2O=15∶20∶15）處理，分別為225，300 和375 kg·hm-2，每個(gè)處理0.2 hm2。所有肥料在播種時(shí)全部作種肥側(cè)開溝施入。

種植密度試驗(yàn)：設(shè)3個(gè)密度處理，分別為24萬，26萬和28萬株·hm-2，每個(gè)處理1.2 hm2。

1.3.2測(cè)定項(xiàng)目及方法在收獲期考種測(cè)產(chǎn)，采用V字取樣法，每個(gè)處理取樣2 m2，3次重復(fù)。收獲人工考種株高、節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)，脫粒后使用電子秤測(cè)量各處理百粒重、單株粒重并估算產(chǎn)量，使用近紅外谷物品質(zhì)分析儀（福斯中國(guó)有限公司，型號(hào)：InfratecTM 1241）測(cè)量各處理大豆籽粒蛋白質(zhì)含量與脂肪含量，考種具體調(diào)查方法參照《大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]。

黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)4期4期孫振興等：大豆黑農(nóng)87、黑農(nóng)88在黑龍江省青岡縣的種植模式探索1.3.3數(shù)據(jù)分析采用Excel 2022整理相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用SPSS 22.0進(jìn)行單因素方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1根瘤菌對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性狀的影響由表2可知，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88根瘤菌接種處理較對(duì)照株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、產(chǎn)量以及蛋白含量均有不同程度的升高，但差異不顯著。其中，接種根瘤菌對(duì)黑農(nóng)87的單株莢數(shù)影響程度最大，接種后單株莢數(shù)增加7.17%，對(duì)黑農(nóng)87蛋白含量影響程度最小，僅升高0.45%；黑農(nóng)88接種根瘤菌后對(duì)單株粒數(shù)的影響最大，對(duì)蛋白含量影響最小，接種后單株粒數(shù)增加10.53%，蛋白含量增加1.81%。

然而，接種根瘤菌對(duì)大豆脂肪含量具有反作用，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88接種后脂肪含量均下降。

綜上，用根瘤菌接種技術(shù)可以有效增加黑農(nóng)87和黑農(nóng)88的產(chǎn)量和產(chǎn)量相關(guān)性狀、增加籽粒蛋白含量，但效果并不顯著。

2.2施肥量對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性狀的影響2.2.1產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素由表3可知，黑農(nóng)87在225，300和375 kg·hm-2施肥量水平下的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、百粒重差異不顯著，在施肥量375 kg·hm-2處理下的單株粒數(shù)、單株粒重、產(chǎn)量均顯著高于施肥量225 kg·hm-2處理，與施肥量300 kg·hm-2處理差異不顯著，其中黑農(nóng)87在施肥量375 kg·hm-2處理產(chǎn)量最高，為5 052.30 kg·hm-2。

而黑農(nóng)88在3個(gè)不同施肥量下僅株高差異不顯著；黑農(nóng)88在施肥量225 kg·hm-2處理下主莖節(jié)數(shù)最高，顯著高于施肥量375 kg·hm-2處理，與300 kg·hm-2處理差異不顯著。黑農(nóng)88的單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、產(chǎn)量均表現(xiàn)為施肥量300 kg·hm-2處理最高，且不同處理間均差異顯著。黑農(nóng)88在施肥量300 kg·hm-2處理產(chǎn)量最高，為4 793.30 kg·hm-2。

2.2.2蛋白質(zhì)和脂肪含量由圖1可知，黑農(nóng)87在施肥量225 kg·hm-2水平下蛋白質(zhì)含量最高，為37.41%，黑農(nóng)88在施肥量300 kg·hm-2水平下蛋白質(zhì)含量最高，為44.74%；黑農(nóng)87在施肥量300 kg·hm-2水平下脂肪含量最高，為22.93%，黑農(nóng)88在施肥量375 kg·hm-2水平下脂肪含量最高，為19.73%；各施肥量對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88蛋白質(zhì)和脂肪含量影響均不顯著。

綜上，施肥量的多少對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量有明顯影響，但對(duì)品質(zhì)無顯著影響，在考慮成本與效益的關(guān)系下，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88最適施肥量為300 kg·hm-2。

圖1不同施肥量對(duì)黑農(nóng)87（A、B）和黑農(nóng)88（C、D）品質(zhì)的影響

注： 不同小寫字母表示處理間在Plt;0.05水平差異顯著。下同。

2.3種植密度對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性狀的影響2.3.1產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素由表4可知，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在24萬、26萬和28萬株·hm-2密度處理下主莖節(jié)數(shù)、百粒重均無顯著影響。黑農(nóng)87在26萬株·hm-2處理下產(chǎn)量最高，且顯著高于24萬和28萬株·hm-2處理。24萬和26萬株·hm-2條件下黑農(nóng)88的單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、產(chǎn)量均顯著高于28萬株·hm-2處理，其中26萬株·hm-2條件下黑農(nóng)88產(chǎn)量最高，為4 197.00 kg·hm-2，且顯著高于其他兩個(gè)密度處理。

2.3.2蛋白質(zhì)和脂肪含量對(duì)不同種植密度條件下大豆的品質(zhì)進(jìn)行分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88均在密度24萬株·hm-2水平下蛋白質(zhì)含量最高，分別為38.07%和43.55%；黑農(nóng)87和黑農(nóng)88均在密度28萬株·hm-2水平下脂肪含量最高，為22.59%和19.87%；但各密度處理下黑農(nóng)87和黑農(nóng)88蛋白質(zhì)和脂肪含量差異不顯著。

綜合產(chǎn)量及品質(zhì)結(jié)果可以得出，黑農(nóng)87的適宜種植密度是26萬～28萬株·hm-2，黑農(nóng)88的適宜種植密度是24萬～26萬株·hm-2。

圖2不同種植密度對(duì)對(duì)黑農(nóng)87（A、B）和黑農(nóng)88（C、D）品質(zhì)的影響

3討論

接種根瘤菌是提高大豆品質(zhì)與產(chǎn)量、減少化肥的施用量、提高大豆對(duì)氮肥利用率的關(guān)鍵措施[1617]。馬家斌等[18]研究結(jié)果表明，接種根瘤菌能夠明顯增加大豆生物量。本研究結(jié)果顯示，黑農(nóng)87和黑農(nóng)88接種根瘤菌處理較對(duì)照株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、產(chǎn)量以及蛋白質(zhì)含量均有不同程度的升高，與劉美洲[19]的研究結(jié)果相同。然而，本研究中黑農(nóng)87和黑農(nóng)88接種后產(chǎn)量增加不顯著，是因?yàn)椴煌贩N不同菌劑對(duì)大豆增產(chǎn)效果不同[18]，同時(shí)根瘤菌接種的效果也受土壤類型、pH、肥力水平等環(huán)境影響[20]，后續(xù)應(yīng)該增加更多的根瘤菌菌劑，篩選出適合高蛋白高油脂含量大豆的根瘤菌菌劑。

不同施肥量對(duì)大豆產(chǎn)量及其相關(guān)性狀有顯著影響[21]，因此施肥量的合理性對(duì)于大豆產(chǎn)量的提高至關(guān)重要。馮麗娟等[22]研究表明，高油大豆產(chǎn)量與施肥量呈正比。本研究利用高油品種黑農(nóng)87在3個(gè)梯度的施肥量試驗(yàn)中得到了相同結(jié)果，但施肥量增加到300 kg·hm-2時(shí)，產(chǎn)量不再顯著增加。此外，施肥量對(duì)不同大豆品種產(chǎn)量的影響也存在差異[9， 23]，本研究高蛋白品種黑農(nóng)88在施肥量試驗(yàn)中，隨著施肥量的增加產(chǎn)量呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)。

種植密度對(duì)大豆產(chǎn)量性狀影響明顯[24]，在特定密度下能發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)[25]。本研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加種植密度，大豆的產(chǎn)量會(huì)增加，但持續(xù)增加密度會(huì)導(dǎo)致植株徒長(zhǎng)，影響大豆產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀，與翟云龍［26］和于洪久［27］的研究結(jié)果相符。

本研究通過設(shè)計(jì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在同一密度下的不同施肥量和同一施肥量不同密度的單一變量試驗(yàn)初步探究黑農(nóng)87和黑農(nóng)88最適施肥量和種植密度；后續(xù)需要設(shè)計(jì)不同密度和不同施肥量正交試驗(yàn)，進(jìn)一步確定黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在青岡地區(qū)適宜的種植模式，為大豆黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在青岡地區(qū)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

4結(jié)論

本研究利用黑農(nóng)87、黑農(nóng)88進(jìn)行了接種根瘤菌試驗(yàn)，結(jié)果顯示，根瘤菌能夠增加黑農(nóng)87和黑農(nóng)88產(chǎn)量及蛋白質(zhì)含量，但效果并不顯著；在施肥量試驗(yàn)中，施肥量為375 kg·hm-2時(shí)，黑農(nóng)87產(chǎn)量最高，為5 052.30 kg·hm-2，但與施肥量為300 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量（4 438.50 kg·hm-2）差異不顯著；在種植密度試驗(yàn)中，26萬株·hm-2處理下黑農(nóng)87和黑農(nóng)88的產(chǎn)量均最高，分別為3 778.00和4 197.00 kg·hm-2，顯著高于24萬和28萬株·hm-2處理。黑農(nóng)88在施肥量試驗(yàn)中，施肥量為300 kg·hm-2時(shí)，產(chǎn)量最高，為4 793.30 kg·hm-2，顯著高于225 kg·hm-2和375 kg·hm-2處理。不同施肥量和各種植密度對(duì)黑農(nóng)87和黑農(nóng)88的蛋白含量和脂肪含量影響均不顯著。因此，本試驗(yàn)結(jié)果表明黑農(nóng)87和黑農(nóng)88的最適施肥量為300 kg·hm-2，黑農(nóng)87的適宜種植密度是26萬～28萬株·hm-2，黑農(nóng)88的適宜種植密度是24萬～26萬株·hm-2。本研究的結(jié)果初步形成了一套與黑農(nóng)87、黑農(nóng)88在青岡縣種植相匹配的栽培模式，為大豆黑農(nóng)87和黑農(nóng)88在青岡地區(qū)的應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

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