ARC微生物菌剂对中豆41农艺性状及产量的影响

2024-06-24肖之源瞿建武孙琳张伟汪澄陈志敏

湖北植保 2024年3期

肖之源瞿建武孙琳张伟汪澄陈志敏

摘要：为探究ARC菌剂对大豆农艺性状及产量的影响，通过田间试验，分别对株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝、单株有效荚数、单株粒数、百粒重7个农艺性状及其变异系数和相关性进行分析。结果表明，与对照组相比，ARC处理后，中豆41有效分枝增多51.75%，单株有效荚数增多27.20%、单株粒数增长13.52%、百粒重增加6.09%，小区产量提升20.43%；7个农艺性状变异系数在2.13%～35.85%之间；株高与主茎节数呈显著正相关，有效分枝与单株有效荚数、单株粒数呈极显著正相关，单株有效荚数与单株粒数呈极显著正相关，单株粒数与百粒重呈显著负相关。微生物菌剂ARC可显著增大中豆41百粒重，从而促进产量的提升，值得大面积示范推广。

关键词：大豆；ARC菌剂；农艺性状；产量

中图分类号：S565.1 文献识别码：A 文献编号：1005-6114（2024）03-024-04

大豆是重要的粮食和经济作物，是优质的油料和蛋白来源，也是饲料和工业等重要原料［1］。我国是大豆需求大国，受制于产能制约，严重依赖进口满足需求。以2021年为例，国内大豆总产量1 640 万t，大豆消费量1.1 亿t，产需缺口近9 500万t，对外依存度高达85%，是粮食作物中进口量占比最高的［2］。为缓解国内大豆自给自足供需关系，降低对外进口依存度，国家层面提出一系列应对措施，其中2019年中央“一号文件”提出“实施大豆振兴计划，多途径扩大种植面积”［3］，2022年中央“一号文件”提出“要大力实施大豆和油料产能提升工程，千方百计扩种大豆，提高大豆产量，降低大豆的对外依存度，保障国家粮食安全”［4］，2023年，农业农村部召开全国大豆大面积单产提升工作推进会，启动实施大豆大面积单产提升行动［5］。因此，提升大豆产能和自给率迫在眉睫。

中豆41是中国农业科学院油料作物研究所育成的国审大豆品种（审定编号：国审豆2013014）［6］，具有丰产稳产、品质优、抗性强、适应性广、单株生产潜力高等特点，2016年起作为长江流域夏大豆早中熟组区域试验的对照品种［7］。中豆41在湖北中部、安徽南部、江西北部、陕西南部均可种植，是普通型早中熟夏大豆品种，长江流域夏播生育期平均104 d。中豆41株型收敛，株高65.1 cm，有限结荚习性，百粒重23.2 g，粗蛋白含量42.41%，粗脂肪含量21.24%，中抗花叶病毒病。

供试生物菌剂ARC-BBBE是中国农业科学院油料作物研究所分离我国花生荚果和根际的4种外生和内生菌株解淀粉酶芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）、侧孢短芽孢杆菌（B. laterosporu）、胶质芽孢杆菌（B. mucilaginosus）和路德维希肠杆菌（E. ludwiggi）研制而成［8］，具有可诱发大豆结瘤及固氮效应，显著提升大豆根长、根重、鲜重、叶绿素等生物学指标，对推动大豆产业高质量绿色发展具有重要意义，在大豆等豆科作物生产中应用前景广阔。

本研究以ARC促进大豆结瘤［9］及大豆根瘤固氮特性［10］为契合点，结合2023年《湖北省大豆单产提升三年工作方案》和《湖北省2023年化肥减量化工作方案》要求，引进中豆41示范种植，创新种植方式，采用ARC微生物菌剂强化生物固氮技术，探究ARC生物菌剂对大豆的农艺性状及产量影响，探索中豆41与ARC生物菌剂耦合配套集成种植技术，促进大豆产量和品质双提升。为大豆提高单产提供新的工作思路和举措，为大豆种植示范推广新技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点及试验材料

试验由罗田县骆驼坳镇农业技术推广中心主持实施，选址在湖北省黄冈市罗田县骆驼坳镇（E 115.4047°，N 30.6772°），海拔70.1 m。试验地前作为油菜，沙壤土，地势平坦，三沟相通，排灌方便。于6月16日播种，9月28日收获。

供试大豆品种中豆41由中国农业科学院油料作物研究所选育、河南省许科种业有限公司繁育；ARC生物菌剂由中国农业科学院油料作物研究所研发、河北阿可生物科技有限公司生产。

1.2 试验设计

本试验设置不进行ARC处理组（对照组，简称41）和ARC处理组（简称41-A），每处理3次重复，共6个小区，每小区面积60 m2，随机排列。

1.3 田间管理

6月16日，采用人工整地，施底肥三元复合肥（17-17-17）20 kg/667m2。试验划小区，大小为20 m×3 m。单个小区按照行距31.3 cm，株距10.5 cm，采用人工穴播中豆41药剂拌种种子，平均播种量4.5 kg/667m2，密度为1.83万株/667m2。苗期追施尿素5 kg/667m2。开花期、结荚期结合飞防喷施磷酸二氢钾和钼肥2次。大豆4片复叶期除草1次。开花期和结荚期人工防治病虫害各1次。同时注意初花期和结荚初期控旺。本试验地土壤湿润，湿度充足，适量沟灌，“水不上厢面，夜灌日排”。9月28日大豆叶片基本脱落，豆荚变黑，及时收割。

1.4 样品采集与分析

在大豆成熟期，每个小区采集连续10株生长势一致、豆荚饱满、具有代表性的植株，测量株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝、单株有效荚数、单株粒数、百粒重等7个农艺性状。同时进行小区产量测定。

1.5 数据处理

采用Excel和SPSS 22.0处理和分析数据。

2 结果与分析

2.1 ARC对中豆41农艺性状的影响

通过对表1中数据分析，与对照（41）相比，经ARC处理后（41-A），中豆41农艺性状变化明显，产量显著提升。有效分枝增多一倍以上，有效荚数提升27.20%，单株粒数增长13.52%，百粒重增重6.09%，小区产量提升20.43%，说明ARC是通过促进增多分枝、荚数、粒数和增大百粒重的途径来提升中豆41产量，表明ARC具有正向调节提升中豆41产能；同时，底荚高度、主茎节数无差异，表明ARC对底荚高度和主茎节数无影响；但株高显著降低，下降12.58%，表明ARC对株高有一定的矮化作用。2.2 ARC处理后中豆41农艺性状的稳定性

变异系数越小，说明农艺性状变化也越小，遗传更稳定。从表2可知，ARC处理的中豆41农艺性状变异系数在2.13%～35.85%之间，整体变化幅度较对照的3.71%～57.59%小，表明ARC对中豆41各农艺性状变异程度有促稳作用。但从单个数据变化来说，株高、单株有效荚数、单株粒数分别高于对照3.20、2.33、0.92个百分点，表明ARC处理可能会增大中豆41株高、单株有效荚数、单株粒数的变异程度。

2.3 ARC对中豆41农艺性状影响的相关性

对7个主要农艺性状进行相关性分析（表3）可知，与对照相比，ARC处理后的中豆41单株有效荚数与有效粒数、有效分枝与单株有效荚数均呈极显著正相关，且分别较对照0.866、0.508相关性更强；但在株高与主茎节数的相关性中，较对照0.545稍弱。同时，ARC处理还表现出单株粒数与百粒重显著负相关的现象，而对照表现出底荚高度与百粒重呈显著负相关，对照还表现出主茎节数与有效分枝、单株粒数显著正相关，与单株有效荚数极显著正相关；有效分枝与单株粒数极显著正相关情况。

3 讨论

本试验以中豆41为研究对象，利用ARC促进豆科植物生长的特性，通过田间试验和数据分析，从农艺性状考种、变异系数及相关性3方面，表明了ARC通过增大中豆41百粒重促进了大豆产量增长，实现中豆41产能提升，值得大面积示范推广。

本试验从示范种植大田层面初探ARC调节中豆41农艺性状，至于ARC促进大豆农艺性状变化的分子机理研究，可结合细胞生物学、分子生物学、生物化学等多层面地进行更深入的分析。

参考文献

［1］

高梁红.中国大豆产业全球发展战略研究［D］.北京：对外经济贸易大学，2012.

［2］刘慧，乔金亮，吴浩.大豆问题调查［N］.经济日报，2022-08-11（1）.

［3］中华人民共和国中央人民政府网.中共中央国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见［EB/OL］.（2019-02-19）［2020-03-20］.

［4］中华人民共和国中央人民政府网.中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见［EB/OL］.（2022-02-26）［2022-09-20］.

［5］农业农村部部署大豆大面积单产提升工作［J］.中国农技推广，2023，39（5）：99.

［6］中豆41［J］.中国农业信息，2014（24）：121.

［7］杨配配，易志杰，袁松丽，等.大豆骨干亲本中豆41主要农艺性状的配合力分析［J/OL］.中国油料作物学报：1-10［2024-01-15］.