不同施氮量条件下大豆品种接种根瘤菌筛选

姬月梅+赵志刚+罗瑞萍+连金番

摘要：以宁夏地区主推春大豆品种晋豆19和中黄30为材料，接种高效的根瘤菌，研究2个大豆品种在不同施氮量情况下接种根瘤菌对大豆根瘤干质量和根瘤数量以及大豆产量的影响。结果表明，施氮量显著影响大豆结瘤和大豆产量，不同处理随着施氮量的增加，根瘤干质量和根瘤数量为逐渐增加的趋势，接种根瘤菌较不接种根瘤菌产量显著提高；是否接种根瘤菌与施氮量、施氮量与大豆品种及是否接种根瘤菌、施氮量与大豆品种间存在交互作用，对大豆产量均产生影响，差异达显著水平。研究确定的最佳组合为A4B2C2，即大豆品种为中黄30，在接种根瘤菌、施氮量为75 kg/hm2的前提下，产量最高，为5 533.028 kg/hm2，较不接种根瘤菌增产8.204%，较不施氮增产11.004%。

关键词：大豆；根瘤；施氮量；产量

中图分类号： S565.106文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）23-0080-04

土壤、肥料与共生固氮是大豆整個生长过程所需氮素的主要来源，共同为大豆生长发育提供了氮素营养需求；三者既紧密相连，又互相制约。合理调配共生固氮、土壤供氮和氮肥施用三者之间的使用量，是提高大豆稳产、高产和大豆品质的关键。每产生100 kg大豆则需要吸收大约 6.5～8.5 kg 氮素。大豆根瘤具有较强的固氮能力，大豆与根瘤菌共生固氮作用所固定的氮素约占大豆一生对氮素需求的50%～60%[1]。我国的生产现实是大豆共生固氮和土壤氮素未能满足大豆生长发育的需求，生产上常常配合施用氮肥。施用氮肥和大豆接种根瘤菌均可增加大豆产量，因此氮肥合理施用就显得十分关键。通过对氮素与根瘤关系的研究得知，氮肥对根瘤的结成、数量有抑制作用，氮肥施用过量会明显减少根瘤数目[2-3]。宁夏地区生产上对大豆田间管理很粗放，大豆整个生育期间一次性施基肥或不施肥，这样没有起到节本增效的效果。前人对氮肥施用对大豆产量和品质影响的研究较多[4-14]，但对不同的施氮量及施氮方式对大豆根瘤生长及产量的影响研究较少[15-16]，本研究旨在探讨不同施氮量下，接种大豆根瘤菌对大豆生育期的结瘤情况、大豆产量和产量构成因素的影响，如何利用合理解决三方面氮素之间的矛盾关系，解决氮肥利用效率不高所导致的负面效应[17-19]。本研究初步为宁夏地区生产上建立了一套合理施用氮肥技术，对如何使大豆有效利用氮素，增加干物质积累量、氮素积累量、氮素含量等提供理论依据，并对氮肥高效率合理应用，减少经济投入和减轻对环境的污染，提高产量均具有现实意义。

1材料与方法

1.1试验区基本概况

试验于2014年在宁夏农林科学院农作物研究所王太试验基地（38.15N，106.15E）进行。2014年前茬作物为向日葵。土质为粉（沙）壤土，土壤有机质含量为 1.58%，速效磷含量19.9 mg/kg，速效钾含量195 mg/kg，全氮含量0.094%，全磷含量0.09%，全钾含量1.92%，全盐含量0.048%，pH值8.33。

试验于4月22日人工小锄开沟点播，9月22日收获，10月脱粒考种。

1.2试验设计

采用再裂区试验设计，主区为施氮量（A），裂区为根瘤菌（B），再裂区为大豆品种（C）。施氮量设0 kg/hm2（不施肥）（A1）、27 kg/hm2（A2）、54 kg/hm2（A3）、75 kg/hm2（A4）；根瘤菌设不接种根瘤菌（B1）、接种根瘤菌（B2）；大豆品种：晋豆19（C1）、中黄30（C2），共16个处理组合，3次重复。

磷肥、钾肥按常规量使用：重过磷酸钙150 kg/hm2，硫酸钾120 kg/hm2。

试验根瘤菌由哈工大华龙生物公司提供，产品根瘤菌数量为109 CFU/mL。

1.3测定项目与方法

于大豆盛花期每小区中部随机选取10株，测定植株的鲜质量、干质量，地上部鲜质量、干质量，根瘤数量，根瘤的鲜质量、干质量，取平均值。采用凯氏定氮法[20]测定植株的全氮量。将植株叶、茎、根、根瘤分开，洗净，然后置于85 ℃烘干至恒质量，测定植株干质量。

成熟收获时每小区随机取15株进行考种，考种指标为株高、节数、有效荚数、单荚粒数、每荚粒数、百粒质量、单株产量。取样后整小区收获、脱粒和测产。

1.4数据统计分析

采用Excel 2003和DPS 7.05对试验数据进行分析。2结果与分析

2.12个大豆品种在不同施氮量条件下对春大豆结瘤的影响

从表1可以看出，施氮显著影响大豆根瘤数量的形成。大豆花期取样结果，随着施氮量的增加，根干质量、根瘤干质量和根瘤数量呈逐渐增加的趋势，晋豆19较中黄30根瘤数量和根瘤干质量高，接种根瘤菌较不接种根瘤菌的根瘤干质量和根瘤数量多。

2.22个大豆品种在不同施氮量条件下对春大豆产量及产量构成因素的影响

2.2.1产量构成因素从表2可以看出，主区在不同施氮量条件下，随着施氮量的增加，大豆单株粒数和单株粒质量均表现为先增加而后减少，其中，单株粒数、单株荚数和单株粒质量的A4B2C2组合与其他组合均达到极显著水平，A4B2C2为最优组合。施氮量在75 kg/hm2时，更有利于单株荚数、粒数的增加和单株产量的提高；在接种根瘤菌条件下，施氮量相同处理单株粒数、单株荚数和单株粒质量均高于不接种根瘤菌条件下处理，处理间差异显著。

2.2.2大豆产量从表3可以看出，产量前4位的最优组合为A4B2C2、A4B1C2、A4B2C1和A3B2C2，其中组合A4B2C2与其他3个组合间的小区产量差异极显著，产量最高，为 5 533.028 kg/hm2，表明大豆生育期间使用根瘤菌的同时必须施适量的氮肥，并且筛选合适的大豆品种才能获得较高的产量。endprint

2.2.3方差分析从表4可以看出，是否接种根瘤菌与施氮量、施氮量与大豆品种以及是否接种根瘤菌、施氮量与大豆品表3不同施氮量对大豆产量的影响

种之间存在交互作用，且作用显著。

2.2.4相关性分析从表5可以看出，不同施氮量条件下产量构成因素呈极显著的正相关（r=0.830 5），单株粒数、单数荚数和单株粒质量与产量的相关系数分别为0.83、0.77、076，均呈极显著的正相关；单株荚数与产量的相关系数最大。说明产量的增加与单株荚数有很大关系。

表5不同施氮量条件下产量构成因素相关性分析

产量构成因素相关系数单株荚数单株粒数单株粒质量单株荚数1.00单株粒数0.90**1.00单株粒质量0.87**0.98**1.00产量0.83**0.77**0.76**注：“*”表示P<0.05；“**”表示P<0.01。

2.32个大豆品种在不接种根瘤菌条件下对春大豆产量的影响

2个大豆品种不接种根瘤菌的小区产量结果见表6，A4B1C2组合产量与其他7个组合处理间差异极显著。在4种不同施氮量下，晋豆19 A4B1C1组合产量最高，与其他3个处理产量差异极显著；中黄30 A4B1C2组合产量最高，与其他3个处理产量差异极显著。

2.42个大豆品种在接种根瘤菌条件下对春大豆产量的影响

2个大豆品种接种根瘤菌的小区产量结果见表7，在4种不同施氮量下，晋豆19的A4B2C1组合产量最高，与A2B2C1、A1B2C1组合产量差异极显著；中黄30的A4B2C2组合产量最高，与其他3个组合产量差异极显著。

3讨论与结论

大豆接种根瘤菌，能够不同程度地提高大豆根瘤数量与质量，并能够促进植株生长发育，从产量构成因素来看，接种根瘤菌能不同程度增加大豆产量。

选用2个大豆品种在4种不同施氮量条件下，接种高效根瘤菌结瘤，大豆应用根瘤菌因品种不同而增产幅度不同。（1）筛选出根瘤菌匹配性好的组合和结瘤能力强的大豆品种为中黄30；（2）接种根瘤菌较不接种根瘤菌增产，增产幅度为表6不同施氮方式对大豆产量的影响

0.305%～8.204%；（3）接种根瘤菌条件下， 施氮较不施氮增产，增产幅度为0.184%～12.561%；（4）筛选出最佳组合为A4B2C2，大豆品种为中黄30，在接种根瘤菌、施氮量在 75 kg/hm2 的前提下产量最高，为5 533.028 kg/hm2，较不接种根瘤菌增产8.204%。晋豆19 A4B2C1组合产量为 4 997.025 kg/hm2，较不接种根瘤菌增产4.082%。2个大豆品种均表现接种根瘤菌较不接种根瘤菌增产，收到节本增效、绿色环保的效果。

参考文献：

[1]Ohwaki Y，Sugahara K. Active extrusion of protons and exudation of carboxylic acids in response to iron deficiency by roots of chickpea （Cicer arietinum L.）[J]. Plant and Soil，1997，189（1）：49-55.

[2]沈润平，王中孚，郭进耀，等. 氮磷钾营养对春大豆产量品质效应的研究[J]. 江西农业大学学报，1998，20（1）：51-55.

[3]Otieno P E，Muthomi J W，Cheminingwa G N，et al. Effect of rhizobia inoculation farm yard manure and nitrogen fertilizer on nodulation and yield of food grain legumes[J]. Journal of Biological Sciences，2009，9（4）：326-332.

[4]倪麗，章建新，金加伟，等. 氮肥施用对高产大豆根系、干物质积累及产量的影响[J]. 新疆农业大学学报，2004，27（2）：36-39.

[5]章建新，李宁，薛丽华，等. 氮肥对菜用大豆产量和品质的影响[J]. 新疆农业大学学报，2007，30（1）：6-10.

[6]刘丽君，孙聪姝，刘艳，等. 氮肥对大豆结瘤及叶片氮素积累的影响[J]. 东北农业大学学报，2005，36（2）：133-137.

[7]张含彬，伍晓燕，杨文钰. 氮肥对套作大豆干物质积累与分配的影响[J]. 大豆科学，2006，25（4）：404-409.

[8]王红波，章建新，张佩林，等. 氮肥施用对覆膜菜用大豆产量和品质的影响[J]. 新疆农业大学学报，2007，30（3）：31-35.

[9]甘银波，陈静，Stulen I. 大豆不同生长阶段施用氮肥对生长、结瘤及产量的影响[J]. 大豆科学，1997，16（2）：125-130.

[10]才艳，郑殿峰，冯乃杰，等. 氮肥施用量对大豆生长动态及干物质积累的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报，2007，19（2）：13-16.

[11]杜天庆，苗果园. 氮肥施用量对生土地大豆生物性状和产量的影响[J]. 山西农业科学，2006，34（3）：53-55.

[12]董钻，谢甫绨. 大豆氮磷钾吸收动态及模式的研究[J]. 作物学报，1996，22（1）：89-95.

[13]高聚林，刘克礼，李惠智，等. 大豆群体对氮、磷、钾的平衡吸收关系的研究[J]. 大豆科学，2004，23（2）：106-110.

[14]刘鹏，杨玉爱. 钼硼对大豆氮磷钾吸收及产量的影响[J]. 中国油料作物学报，2000，22（3）：57-60.

[15]杨名方，张崇玉，付责中，等. 施肥及种植密度对大豆根瘤类菌体产生的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（4）：105-107.

[16]寸植贤，李春苇，汤东生，等. 施氮时期对大豆结瘤和生长的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（1）：98-99.

[17]张夫道. 氮素营养研究中几个热点问题[J]. 植物营养与肥料学报，1998，4（4）：331-338.

[18]王光霞，张少英，邵世勤，等. 氮素形态对甜菜代谢酶活性和生长发育的影响[J]. 中国甜菜糖业，2004（1）：35-37.

[19]李生秀. 土壤-植物营养研究文集[M]. 西安：陕西科学技术出版社，1999.

[20]史瑞和，鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：农业出版社，1980.江苏农业科学2017年第45卷第23期姚艳梅，杜德志，付忠. 12份半冬性甘蓝型油菜品种（系）在青海生态条件下的性状表现[J]. 江苏农业科学，2017，45（23）：84-87.endprint