黑龙江省大庆地区根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术研究＊

周长军，李建英，吴耀坤，于吉东，马 兰，李 俊，关大伟

（1.黑龙江省农业科学院大庆分院/国家大豆产业技术体系大庆综合试验站，黑龙江 大庆 163316；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室，北京 100081）

根瘤菌通过侵染大豆植株根系形成共生固氮作用的根瘤，其能够把空气中游离的氮固定转化为含氮化合物，为大豆植株生长发育提供氮素营养，是大豆生育期内重要的氮素来源，而且具有绿色、高效、低能耗、无污染等优点，同时起到培肥地力、改善品质、提高产量的作用[1-2]。但传统的根瘤菌往往存在着环境适应性差、接种效果不稳定等问题，制约了其应用和发展[3]。近年来，根瘤菌剂已由单一功能菌种向复合多功能菌种方向发展，将有益微生物与大豆根瘤菌复合，更有利于大豆根瘤菌生物固氮。植物根际促生菌可通过分泌植物激素、拮抗病原微生物或诱导植物产生系统抗性等方式促进植物生长，增加作物产量[4-5]，而黑龙江省西部大庆地区大豆种植施肥方式是以较高的施肥量获得较理想的产量，然而随着化肥施用量的逐渐增加，导致产量对化肥的依赖性也日益增强，同时也引起了土壤养分比例失调，质量下降等问题[6-7]。本文通过根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对黑龙江省西部大庆地区大豆品种盛花期生物量、产量和产量构成因素的影响进行比较试验，旨在探讨该地区减氮、节本、增收、增效，提高大豆产量的合理施肥方式。

1 材料与方法

1.1 试验地点

黑龙江省农业科学院大庆分院安达育种基地，E 125°42′，N 46°40′，土壤类型为碳酸盐黑钙土，pH 8.3左右，海拔148 m，地势平坦。

1.2 试验材料

北豆40：北安市华疆种业有限责任公司与黑龙江省农垦科研育种中心华疆科研所共同选育。

根瘤菌、促生菌、包衣剂：国家大豆产业技术体系岗位专家提供。

1.3 试验设计

试验采用大区对比设计，共3个处理，每个处理为33行区，行长20 m，行距0.65 m，种植密度为18 000株/667m2，每个处理试验面积为426.88 m2。施肥方式分别为T1：常规施肥（CK），氮∶磷∶钾（N∶P2O∶5K2O）=3.6∶5.4∶4.5（kg/667m2）， 即 尿 素3.75 kg/667m2、磷酸氢二铵10.04 kg/667m2、氯化钾7.50 kg/667m2；T2：根瘤菌和包衣剂按1∶1混合拌种，氮肥用量较T1减施30%，磷钾肥同T1；T3：根瘤菌、促生菌、包衣剂按1∶1∶1混合拌种，氮肥用量较T1减施30%，磷钾肥同T1。试验中T2根瘤菌与包衣剂用量为180 mL/hm2，T3根瘤菌、促生菌、包衣剂用量为180 mL/hm2，将其洒在种子表面，充分搅拌，使根瘤菌、促生菌、包衣剂均匀附着在全部种子表面，拌匀后在阴凉的地方干燥，干燥后8 h内播种。

1.4 调查项目

取样标准：大豆植株盛花期和成熟期每处理取3点，每点取连续长势一致大豆植株5株，成熟期每处理取3点，每点2 m2测产。

根瘤调查：盛花期测定大豆植株根瘤鲜、干重；植株地上和地下鲜、干重。

考种测产：成熟期测量大豆株高、单株荚数、单株粒数、百粒重及平方米大豆产量。

1.5 分析方法

采用DPS 7.05及Duncans新复极差检验法分析处理间差异显著性，R语言分析大豆生物量及各农艺性状之间相关性。

2 结果与分析

2.1 根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对大豆盛花期生物量的影响

根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对大豆盛花期生物量的影响较大（见表1），试验中T1处理大豆花期植株地上鲜重、地下干重值最高，分别为133.2和8.28 g，较减氮30%的T2和T3处理分别增加3.25%、59.33%和5.48%、14.84%，T2处理地上干重值最大，T1与T2处理地上鲜重、地上干重、地下干重差异不显著（P＞0.05），T1、T2与T3地上鲜重、地上干重处理差异显著（P＜0.05）；T3处理根瘤鲜重、根瘤干重值最高，分别为0.83和0.77 g，且与T1、T2处理差异极显著（P＜0.01）；T1、T2、T3处理地下鲜重差异不显著（P＞0.05）。

表1 根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对大豆生物量的影响

2.2 根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对大豆农艺性状的影响

2021年不同处理大豆农艺性状均值见表2。T1处理株高最高，为90.4 cm，与T2处理差异不显著（P＞0.05），与T3处理差异极显著（P＜0.01）；T3处理单株荚数、单株粒数值最高，T3与T2处理差异不显著（P＞0.05），T3与T1处理差异显著（P＜0.05）；T3处理百粒重值最大，为15.48 g，但T1、T2、T3处理差异较小且不显著（P＞0.05）；T3处理产量为2 628.9 kg/hm2，较T2和T1处理分别增产3.78%、6.70%，T3与T2处理产量差异不显著（P＞0.05），T3与T1处理差异显著（P＜0.05）。

表2 根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对大豆农艺性状的影响

2.3 各农艺性状相关性分析

如附图显示，产量与单株粒数相关系数最高（r=1.00，P＜0.01），达到极显著水平，产量与根瘤鲜干重、单株荚数、百粒重呈正向相关但不显著，产量与植株地下干重显著负相关（r=-1.00，P＜0.05），与植株地上鲜干重和地下鲜重呈负向相关但不显著；百粒重、单株荚数、单株粒数与其他性状的相关性与产量一致。

附图 大豆植株生物量及农艺性状相关性

3 讨论

本研究显示，根瘤菌、促生菌与包衣剂复合包衣处理（T3）对大豆植株根瘤鲜重和根瘤干重增加显著，分别较常规施肥（T1）和根瘤菌与包衣剂包衣（T2）增加50.91%、59.62%和52.83%、65.31%，说明生产应用中T3处理拌种效果较T1和T2处理显著增加了大豆植株的根瘤鲜重和根瘤干重；大豆植株盛花期地上鲜重、地下干重T1处理值最高，大豆植株地上干重、地下鲜重T2值最高，且T1与T2值差异很小，说明虽然T2较T1处理氮肥减施30%，通过根瘤菌与包衣剂拌种，T1与T2处理大豆植株盛花期地上鲜、干重和地下鲜、干重值差异不大，T3虽然大豆植株根瘤鲜重和根瘤干重值最大，但大豆植株盛花期地上鲜、干重和地下鲜、干重值最小，且与T1和T2差异大都显著，具体原因需待试验进一步验证。

T1处理株高最高，为90.4 cm，较T2与T3处理分别高4.8、15.2 cm，且T1处理株高与T2处理差异不显著（P＞0.05），与T3处理差异极显著（P＜0.01），由此看出T2和T3处理氮肥减施30%对大豆植株高度影响较大，较T1常规施肥处理株高低，而利用此方法对实际生产中，植株高大、易出现倒伏的高产优质大豆品种应用，能有效降低大豆植株株高，增加其抗倒伏性。

在产量构成因素分析中单株荚数，单株粒数、百粒重以T3处理最高，其中百粒重T1、T2、T3处理差异不显著，T3与T1处理单株荚数，单株粒数差异显著；产量差异分析中，产量排位顺序为T3＞T2＞T1，其中T2与T1、T3与T2处理差异不显著，但T3与T1处理差异显著，由此看出氮肥减施30%的T2和T3处理较常规施肥T1处理均可以提高大豆产量，但拌种根瘤菌、促生菌与包衣剂（T3）效果更突出，其通过增加单株荚数、单株粒数等性状，加大与T2和T1处理之间的差异提高大豆产量；在相关性分析中，产量与单株粒数极显著相关，进一步验证T3处理通过增加单株粒数提高大豆产量的结论。

通过对比不同施肥方式对大豆产量构成因素和产量的影响发现，在减施氮肥30%的条件下拌种根瘤菌、促生菌与包衣剂在黑龙江省西部大庆地区增产效果显著，因此在实际生产上建议推广应用根瘤菌、促生菌与包衣剂复合包衣减氮增效技术，实现减本增收，提高大豆产量。