复合微生物菌剂对大豆生长发育、结瘤和产量的影响

2023-06-17 09:09候婷婷于德水何鑫刘治廷曹旭陈静宇王向向李晶孟利强
江苏农业科学 2023年10期
关键词:根瘤菌大豆产量

候婷婷 于德水 何鑫 刘治廷 曹旭 陈静宇 王向向 李晶 孟利强

摘要:大豆是重要的糧食与经济作物,与根瘤菌形成共生固氮体,将空气中的氮转化成NH+4供大豆使用,然而大豆生长后期固氮能力降低,因此选用绿色肥料复合菌剂检测大豆产量等是否提升,为农业上大豆生长提供理论依据。为探究不同根瘤菌和复合微生物菌剂对大豆生长、结瘤和产量的效果,通过大量盆栽试验,以前期分离、鉴定、纯化的快生型根瘤菌HH103、TY3-5-12株根瘤菌和3种单一微生物菌剂(枯草芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌)为供试材料,对黑河43号大豆分别进行根瘤菌与菌剂的组合处理,研究不同根瘤菌与不同微生物菌剂下大豆结瘤数、根瘤干质量、鲜质量、株高、根长、单株质量、生物量、产量等数据。结果表明:接种根瘤菌均能促进大豆根系结瘤,提高农艺性状与生长发育,其中根瘤菌TY3-5-1主要提高大豆农艺性状;根瘤菌HH103主要是增加大豆的产量,2种菌株的结瘤数无明显差异;施入微生物菌剂后,复合微生物菌剂对大豆的影响明显高于单一菌剂;将2种根瘤菌1∶1混合形成复合菌剂对大豆的产量、结瘤和性状的影响明显高于单一根瘤菌。复合微生物菌剂在根瘤菌的配施下明显增加结瘤数,促进大豆的生长发育与产量提高。

关键词:大豆;复合微生物菌剂;根瘤菌;结瘤数;生长生理;产量

中图分类号:S565.106文献标志码:A

文章编号:1002-1302(2023)10-0065-07

大豆是我国重要的粮食和油料作物,能够为人类提供大量的植物蛋白与脂肪,也是我国进口量最大的农产品之一[1]。东北地区是我国大豆的主要产区,种植面积达30%以上,近年来,一方面由于国家对于农作物的结构调整,另一方面由于东北地区气候环境特点,大豆产量大幅下降[2]。与玉米,小麦等农作物相比,大豆根系可以进行固氮,最常见的是大豆根部与根瘤菌共生形成根瘤,共生关系是互惠互利的,根瘤菌将空气中的氮气转化为NH+4,为大豆生长发育提供丰富的氮,减少氮肥的使用,促进可持续发展农业,降低大豆成本,获得较高产量,是大豆产业可持续发展的有效措施。

大豆起源于中国,已有5000多年的栽培历史。有关豆类作物固氮共生的研究也已有百年之久,我国是全球根瘤菌资源最丰富的国家,从20世纪30年代起,我国就开始研究大豆与根瘤菌。我国幅员辽阔,地理和气候多样造就了大豆丰富的种质资源。早在20多年前,大豆与根瘤菌的互作就非常成熟,黑龙江地区根瘤接种面积达到了80%。在巴西,大豆产量占全球的28%,大豆根瘤菌的使用率达100%,在阿根廷,根瘤菌的使用面积也超过了90%,充分说明了根瘤菌在大豆种植方面的重要性[3]。尽管大豆与根瘤菌互作增加了大豆产量,增长速度却在逐渐变慢,可能原因是:(1)菌剂在田间的竞争结瘤能力赶不上土著根瘤菌,本身黑土土壤内就存在大量的适应性强,结瘤能力好的土著性根瘤菌;(2)长期使用氮肥,抑制了根瘤菌结瘤、固氮,低氮能促进根瘤菌结瘤,高氮能抑制根瘤菌结瘤,我国目前仍选择大量施加氮肥,可能会导致固氮结瘤能力弱;(3)大豆品种更新快,菌剂与大豆匹配性差,筛选优良的根瘤菌菌株进度较慢,导致结瘤能力差;(4)不同的根瘤菌菌剂类型根据不同的方式接种到不同类型的大豆内,包括:菌肥接种;土壤喷施;直接拌种和幼苗接种等,在不同的地区和生产下要选择不同的接种方式才能最大程度地提高大豆产量[4-5]。

对大豆施加根瘤菌剂可以形成大豆-根瘤共生固氮,产生植物所需要的铵态氮,促进大豆产量提升土壤肥力,然而近几年大豆产量增长速度逐渐变缓,大量施用化肥会降低土壤肥力,因此本试验选用绿色肥料复合微生物菌剂代替化肥,通过大豆农艺形状,结瘤数及产量经济状况的角度分析复合微生物菌剂对大豆的影响,从而为农业生态的未来发展提供有力依据。微生物菌剂,作为一种新型肥料,也是近年来应用较多的多功能肥料,相比于化肥,菌剂中含有的一些特殊微生物及其正常代谢的产物可以提高大豆周围养分的含量,提高大豆的产量和品质。从长远看,相对单一的微生物菌剂、复合菌剂能够长期显著发挥作用并提高土壤肥力[6]。因此本研究在大豆生长过程中通过大豆结瘤数、农艺形状及产量等进一步观察根瘤菌配施复合微生物菌剂对大豆生长的影响,以期为大豆的实际生产提供技术支撑。

1材料与方法

1.1供试材料

供试大豆品种为黑河43号:大豆品种更新快,为了研究黑河43添加复合菌剂与根瘤菌之后的产量和品质,田间试验分析大豆出苗率,每个处理播种100颗种子,盆栽试验每个处理播种3颗种子。

供试根瘤菌:模式菌株费氏中华根瘤菌菌株HH103;TY3-5-1(同试验组筛选得到)。

复合微生物菌剂(枯草芽孢杆菌∶胶冻芽孢杆菌∶巨大芽孢杆菌=1∶1∶1):提前准备好所需3种菌,利用各自培养基配制,在无菌操作台上用梯度稀释法稀释,进行斜面划线,放入细菌培养基内,等菌长出后,对菌株进行形态学鉴定,观察菌株的菌落形态、大小、颜色等特点,并在光学显微镜下进行革兰氏染色,经观察没问题后放入-20℃内保存。在超净工作台上,将3种菌用移液枪蘸一点后放入100mL无菌水中,摇匀30min,吸取1mL到培养皿中,进行平板划线,经细菌培养室培养后,放入室温保存。

黑土选取:黑土有机质含量为8.42g/kg,速效磷含量为14.3mg/kg,速效钾含量为128mg/kg,碱解氮含量为28.6mg/kg,pH值为7.6。一部分黑河43号在黑龙江省佳木斯市同江市三富村(地理位置47°79N,132°70E)大田试验种植,另一部分大豆埋入黑土与蛭石体积比为2∶1混合的盆栽里,在黑龙江省科学院微生物研究所植物试验室培养。

TY液体培养基含胰蛋白胨16g,酵母粉10g,氯化钠5g,蒸馏水1000mL,pH值为7.6。LB固体培养基含胰蛋白胨10g,牛肉膏3g,氯化钠5g,琼脂17g,蒸馏水1000mL,pH值为7.2。

试验用品:1m量尺、2000mL烧杯、2000mL量筒、麻绳、剪子、分析天平(精确度0.001g)、500mL锥形瓶、1000mL玻璃瓶、300mL塑料瓶、高温灭菌锅,台式高速离心机等。

1.2方法

1.2.1盆栽试验设计

第1天,将黑河43号大豆灭菌:挑选表面无缝光滑的大豆,铺满在玻璃皿底部,准备好次氯酸钠与浓盐酸,将装好的大豆放入通风橱里的玻璃器皿内,器皿盖子立在侧面,将100mL次氯酸钠放入小烧杯内,并放入干燥器中,用移液枪吸取4mL浓盐酸放入小烧杯内,迅速盖上干燥器,使其产生氯气,消毒17h,待完成后将大豆放入超净工作台内开强风吹30min,完成后放置在一侧等待种植。将黑土:蛭石蘸水润湿后(手能握住,松手能成块散落即可),按照体积比为2∶1的比例混合后装入300mL塑料瓶内,达到塑料瓶2/3处。1000mL玻璃瓶内放入2/3的水量,将塑料瓶座坐落在玻璃瓶上后包上锡纸,放入高温灭菌锅内灭菌30~60min,等待灭菌结束冷却至室温后,将灭好菌的大豆种入黑土,每盆3个种子,埋在离黑土表面4cm处。3~4d后选取1株长势较好的大豆幼苗,将另2株拔掉。

第2天,将提前准备好的HH103与TY3-5-1等2种快生菌株从-80℃冰箱中拿出稀释103倍。用移液枪吸取100μLHH103放入提前配好灭菌的5mLTY培养基内进行活化,摇床摇匀1d,将活化好的HH103拿出,取出1μL进行扩大培养,培养时用装有TY培养基300mL的500mL锥形瓶进行培养,摇匀1d使得菌液的D600nm在0.8~1.0之间(D600nm利用分光光度计测量,空白对照选择TY培养基)。将摇好的菌液装在离心管进行富集离心,6000r/min,离心5min后将菌体富集下来,上清液倒掉,富集的菌体用无菌水重悬,先用100mL无菌水重悬,测量D600nm值(空白对照用无菌水),再用无菌水稀释到D600nm值为0.1(若原来是0.5,则稀释5次):稀释时用移液枪吸取10.0mL菌液,加入带玻璃珠灭菌的100mL无菌水中,静置20min,在摇床上以200r/min充分振荡30min,形成母液菌悬液。用無菌移液枪分别吸取10.0mL上述菌悬液加入无菌水,依次稀释,直到D600nm值变成0.1。

第3天,将准备好的枯草、巨大、胶冻3种芽孢杆菌的斜面培养基从-20℃的冰箱中取出,将移液管伸入斜面培养基中蘸取菌株分别放入提前配好且灭菌培养基中,其中枯草、巨大2种菌放入LB培养基内,胶冻芽孢杆菌放入胶冻培养基内。28℃摇床中活化1d,等待大豆发芽。

1.2.2处理设计

将2种根瘤菌HH103与TY3-5-1每种1mL分别接入大田试验和盆栽试验,每个试验共设2组,每组7个处理,每个处理重复10次,共140个处理:

(1)对照组(CK);(2)施加根瘤菌;(3)施加根瘤菌∶枯草芽孢杆菌=1∶1;(4)施加根瘤菌∶胶冻芽孢杆菌=1∶1;(5)施加根瘤菌∶巨大芽孢杆菌=1∶1;(6)施加根瘤菌∶复合菌剂=1∶1;(7)只施加复合菌剂。

大田试验于2021年5月6日接菌,10月18日收获成熟期考种。盆栽试验于2022年5月9日接菌,6月9日收获成熟期考种。

1.3测定指标与方法

1.3.1大豆农艺形状

取每个处理组的植株进行室内考种,测定大豆株高、主根长、根总长、根体积、根瘤质量。

1.3.2大豆结瘤数与生物量

在大豆鼓粒期调查其结瘤情况,利用传统挖掘法将大豆根部完全取出,从大豆子叶节处剪断,把根部放入尼龙网袋中浸泡30min,再用清水冲洗,洗干净后控干水分,将每株根部根瘤取下,计算根瘤数目,将每株所有根瘤放在分析天平上称质量,记录下根瘤鲜质量,放在量筒内加水根据排水法称量根瘤体积,将称完的根瘤在105℃下杀青30min,80℃烘干至恒质量,测量根瘤干质量[7]。

1.3.3大豆产量

测定大豆主茎总节数,单株粒数,单株荚数,将大豆籽粒在65℃烘箱下烘干至恒质量,测定单粒质量、百粒质量。

1.4数据处理

应用MicrosoftExcel2010进行数据处理,SPSS对数据进行显著性分析,显著性水平α=0.05、0.01。

2结果与分析

2.1大豆黑河43出苗率分析

由表1可知,每个处理种子出苗率均高于对照组,处理6种子出苗率最高,说明加入适量菌剂有利于种子发苗,其中复合菌剂和根瘤菌共同作用对种子出苗率影响最高。处理2对比处理7出苗率降低,说明在黑河43种子出苗期,根瘤菌对种子的作用低于复合菌剂。

2.2大豆农艺性状分析

由表2可知,在添加HH103根瘤菌处理中:大豆株高、主根长、根总长和地下部生物量均无显著性差异。在大豆主根长中,处理6最长,较处理1增加22.49%,其次是处理2,较处理1增加22.08%,处理4较处理1增加19.62%,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用效果最强,复合菌剂中的胶冻芽孢杆菌起主要作用,3种处理对比处理1均达到极显著水平,比较处理2与处理7可以发现单独施加复合菌剂处理不如根瘤菌效果好。在大豆根体积中,处理7根体积最大,较处理1增加60.54%,对比其他处理达到极显著水平,处理3中的根体积对比处理2不增反降,说明枯草芽孢杆菌与根瘤菌对大豆生长起拮抗作用。大豆地上部生物量中,处理6生物量最大,其次是处理4与处理7,对比处理1增加12.81%,10.10%、8.95%,均达极显著水平,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用对大豆生物量影响最大,其中枯草芽孢杆菌起主要作用。处理2与处理3地上部生物量相比处理1在降低,说明单独施加根瘤菌抑制了大豆地上部生物量的生长,可能是外源复合菌剂与土著根瘤菌竞争土壤养分导致的,处理3生物量最低,对比处理1降低了12.33%,说明枯草芽孢杆菌与根瘤菌共同作用对大豆生物量起抑制作用。

由表2可知,在添加TY3-5-1根瘤菌处理中,处理间大豆的主根长与地下部生物量无显著性差异。在大豆株高中,处理4最高,其次是处理7与处理2,较处理1分别增加26.09%、13.94%、1252%,处理4、处理7对比处理1呈现极显著差异,说明胶冻芽孢杆菌与根瘤菌共同作用效果最好,单独施加复合菌剂和根瘤菌变化不大但二者呈现极显著差异,处理3对比处理1株高降低但未有显著性差异。在大豆根总长中,处理6最长,较处理1增加48.03%,对比其他处理呈现极显著差异,处理2较处理1降低17.55%,二者呈现显著差异,说明大豆施加复合菌剂后根总长的下降可能是大豆根际土著根瘤菌与外源根瘤菌竞争导致的。处理7对比处理1呈现极显著差异,说明复合菌剂促进大豆根总长生长,胶冻芽孢杆菌作用最大。大豆根体积中,处理2、处理7对比处理1增加13.27%、1303%,呈极显著差异。其他处理对比处理1根体积均降低,说明单独施加复合菌剂与根瘤菌可以增加根体积,单一菌剂与根瘤菌作用反而抑制根生长,其中处理1对比处理3呈现极显著水平,说明枯草芽孢杆菌与根瘤菌之间的拮抗作用最激烈。大豆地上部生物量中,处理4与处理5对比处理1增加11.94%、8.73%,呈现极显著差异。处理6对比处理1生物量也增加6.88%,对比处理1呈现极显著差异,与处理4、处理5呈现显著差异,其他处理对比处理1均降低,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用可以提升大豆地上部生物量,其中巨大芽孢杆菌与胶冻芽孢杆菌起主要作用。处理2、处理7与处理1呈现极显著差异,说明单独施加复合菌剂与大豆根瘤菌均会降低地上部生物量。

2.3大豆结瘤数分析

有研究表明,不添加根瘤菌的大豆生长过程中不产生根瘤菌[8-9],处理1与处理7结果同样验证了此结论,因此在结瘤数分析中只讨论处理2至处理6。

由表3可知,在添加HH103根瘤菌处理中:在大豆单株根瘤数中,每个处理对比处理2均增加。说明在施加大豆根瘤菌后添加复合菌剂能有效提高根瘤数,其中复合菌剂作用效果强于单一菌剂,枯草芽孢杆菌效果最好。在大豆根瘤鲜质量中,处理6、处理3、处理4对比处理2增加60.00%、4000%、34.29%,对比处理2呈现极显著差异,说明在大豆根瘤菌施加后复合菌剂作用强于单一菌剂,依然是枯草芽孢杆菌与根瘤菌作用效果最好。在大豆根瘤干质量中,处理3、处理6、处理5对比处理2增加58.33%、41.67%、20.83%,与处理2相比差异显著,其中处理4对比处理2无显著差异,说明枯草芽孢杆菌与根瘤菌共同作用效果最好。在大豆根瘤體积中,处理6根瘤体积最大,对比处理2增加30.77%,呈现极显著性差异。处理3对比处理2降低11.54%,呈现显著性差异,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用效果最强,枯草芽孢杆菌与大豆根瘤菌作用产生的根瘤菌体积最小。

由表3可知,在添加TY3-5-1根瘤菌处理中,大豆根瘤鲜质量无显著性差异。在大豆单株根瘤数中,每个处理根瘤菌均高于处理2,均呈极显著差异。处理6根瘤数最多,对比处理2增加13786%,说明在施加大豆根瘤菌中添加单一菌剂和复合菌剂均增强根瘤效果,其中复合菌剂作用效果最强。在大豆根瘤干质量中,处理6根瘤干质量最大,较处理2增加14.29%,处理4较处理2增加2.38%,均无显著性差异。处理3与处理5对比处理2根瘤干质量均降低,呈现显著差异。数据表明在施加大豆根瘤菌后施加复合菌剂提升根瘤干质量,单一菌剂与根瘤菌作用降低干质量,说明是3种单一菌剂间的反应提升了根瘤干质量。在大豆根瘤体积中,每个处理对比处理2根瘤体积均增加,其中处理4根瘤体积最大,对比处理2增加46.03%,呈现极显著差异。处理6根瘤体积低于处理4,说明3种单一菌剂之间的反应抑制了根瘤体积的形成。整体来看根瘤菌与复合微生物菌剂共同处理提高结瘤数与结瘤质量。

2.4接种根瘤菌后大豆经济状况分析

从表4可知,在添加HH103根瘤菌处理中:在大豆主茎节数中,每个处理的数量均高于处理1,除处理4外的其他5个处理均与处理1呈现极显著差异,处理5、处理6与处理1的极显著差异最明显,分别增加了117.19%、115.62%,说明复合菌剂中巨大芽孢杆菌效果最强。在大豆分枝数中,每个处理对比处理1均增加且均与处理1呈现极显著差异,其中处理7与处理3分枝数对比处理1增加5714%,处理6分枝数低于处理7。数据显示单独施加复合菌剂与枯草芽孢杆菌和根瘤菌共同作用效果相同,复合菌剂与根瘤菌共同作用低于单独施加复合菌剂的效果,说明在分枝数中,复合菌剂单独作用高于和根瘤菌共同作用。在大豆单株荚数中,每个处理均与处理1呈现极显著差异,处理5单株荚数最多,对比处理1增加30.97%,处理2单株荚数低于处理1,说明单独施加根瘤菌降低单株荚数。处理6与处理7低于处理4与处理5,说明单独施加根瘤菌会降低大豆单株荚数,而枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌与根瘤菌作用后却会明显提升单株荚数。在大豆单株粒数中,每个处理对比处理1均增加并均与处理1差异极显著,其中处理3最多,对比处理1增加26.63%,处理6高于处理7,说明复合菌剂促进根瘤菌提升大豆单株粒数,枯草芽孢杆菌与根瘤菌共同作用效果最强。大豆单粒质量中,每个处理对比处理1呈现极显著差异,处理6单粒质量最高,对比处理1增加51.24%,处理6高于处理7,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用效果高于单独施加根瘤菌。处理5低于处理1,可能是巨大芽孢杆菌与根瘤菌作用降低了大豆根际土壤微生物或者养分。大豆百粒质量中,除处理4外的其他5个处理均与处理1呈现极显著差异,处理6百粒质量最大,对比处理1增加20.89%,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用高于复合菌剂单一作用。

从表4可知,在添加TY3-5-1根瘤菌这7个处理中:在大豆主茎节数中,每个处理的数量均高于处理1,除处理4外的其他5个处理均与处理1呈现极显著差异,处理6主茎节数最多,对比处理1增加108.97%,其中处理3、处理4低于处理2,说明枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌抑制根瘤菌起作用。在大豆分枝数中,每个处理的数量均高于处理1(处理7除外),处理6与处理2最高,对比处理1增加52.94%,处理7与处理1数量相等,说明施加复合菌剂对大豆分枝数无影响,3种单一菌剂抑制根瘤菌对大豆起作用。在大豆单株荚数中,每个处理对比处理1均增加并均与处理1呈现极显著差异,处理6单株荚数最多,对比处理1增加了36.01%,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用效果最强。在大豆单株粒数中,每个处理对比处理1均增加并均与处理1呈现极显著差异,处理7单株粒数最多,对比处理1增加了5939%,说明单独施加复合菌剂对单株粒数效果最强,其中处理6高于处理2,说明复合菌剂促进根瘤菌对大豆起作用。在大豆单粒质量中,每个处理对比处理1均增加,处理2单粒质量最高,对比处理1增加了33.18%,说明根瘤菌对大豆单粒质量作用最强,菌剂减低根瘤菌的作用。在大豆百粒质量中,每个处理的质量均高于处理1并均与处理1呈现极显著差异,处理6百粒质量最高,对比处理1增加了27.40%,说明复合菌剂与根瘤菌共同作用效果最强。

由表5可知,对大豆施加根瘤菌后继续施加复合微生物菌剂明显提升作物产量和品质。

2.52种根瘤菌对于大豆的农艺性状和产量的综合分析

研究2种根瘤菌对于大豆的农艺性状和产量的数据对照,发现在根瘤菌结瘤数、主根长、根总长、根体积、单株荚数、百粒质量、分枝数、主茎总节数单株质量上TY3-5-1根瘤菌的促进作用更强;而在株高、生物量、单株粒数上HH103根瘤菌对大豆的促进作用更强;说明添加根瘤菌TY3-5-1可以提高大豆的农艺性状,在图1中将2种根瘤菌按照1∶1的比例混合施用大豆中,相对单一根瘤菌更能提升产量,从另一方面也证明了复合菌剂作用强于单一菌剂。

3讨论与结论

大豆在生长发育过程中对氮素的需求量很多,因此调节好施氮与固氮之间的关系非常重要。大豆吸收氮素的主要来源有:从土壤中吸收氮素;生物固氮产生的氮素和化肥施氮。根系、根瘤是决定大豆养分高效吸收的重要因素,通过改良根系来增加大豆吸收养分的含量,为培养大豆新品种提供数据。诸多研究表明,种植大豆时接种根瘤菌可形成具有固氮作用的共生体,可以显著提高豆科植物的根瘤数、单株質量、根瘤质量和生物量[10],本研究结果也很好地吻合这一系列变化,形成大豆-根瘤菌固氮。本研究在接入2种根瘤菌后,形态与产量对比对照组有明显提升,说明接种根瘤菌对植株的生

长有促进作用,不仅能增加植株高度,还能明显提高植株根瘤数、单粒数和生物量以及大豆产量,这与Mishra等的研究结果[11-12]一致。

在共生固氮的匹配性研究过程中,根瘤是决定大豆养分高效吸收的重要因素[13],大豆-根瘤菌共生体明显能提高大豆根瘤数,复合菌剂的施用也大大提高大豆结瘤数,从而提高大豆养分吸收。根瘤菌与大豆植株形成根瘤是一个由共生双方共同调控的多步骤过程,宿主大豆、根瘤菌与土著根瘤菌之间形成竞争作用,本试验接种的HH103根瘤菌与TY3-5-1根瘤菌均为快生型大豆根瘤菌,在都促进植株生长的条件下,根瘤菌TY3-5-1主要是提高大豆的性状形态,使植物长得又高又壮;根瘤菌HH103主要增加大豆的产量,提高大豆的经济效益,因此选取2种根瘤菌按1∶1比例每种0.5mL添加到大豆中,做等量试验,根据产量对比发现复合菌剂比单一菌剂更能促进大豆生长和形态。

然而豆科植物单单依靠根瘤固氮仅能满足正常生命活动代谢所需的50%,在豆科生长后期会出现供氮不足的情况,因此需要在后期施入一定量的氮肥。化肥虽然含有各种豆科植物所需要的养分,但容易出现化肥添加过多反而减少豆科植物产量的现象,理论上随着化肥增多施氮量增大,大豆固氮效果会降低,太多的化肥也不利于土壤生态系统平衡和循环利用。魏启舜等研究表明,减施氮肥可以更好地促进大豆结瘤数促进大豆的生长[14-15]。Lanier等认为,接种菌肥可以有效提高作物产量[16]。而微生物菌剂作为绿色肥料刚好满足提供适量养分增加大豆-根瘤菌固氮作用并且保护了生态环境。综上可知,接种根瘤菌可以影响大豆的结瘤数,减氮肥影响了根瘤的固氮数,因此根瘤菌与微生物菌剂共同作用可以高效提高大豆形态与产量。本研究中施加单一菌剂得到的植株高度、根瘤数、生物量及产量整体上少于3种菌剂复合的处理6,一定程度上说明了复合菌剂效果整体上高于单一菌剂。

除此之外,根瘤菌接种方式也是影响大豆产量的另一个重要因素。唐颖等研究表明,施入颗粒菌肥的产量高于根瘤菌种下方式[17]。张红侠等研究表明,喷施接种的产量高于根瘤菌液体拌种[18-19]。

可见,在大豆生长过程中,合理利用根瘤菌的固氮作用,用复合微生物菌剂来代替化肥从而减少氮肥,还可以提供大豆正常生长所需要的养分,提高大豆产量和品质[20],是大豆可持续发展的重要措施。2种根瘤菌1∶1混合施用再加入复合微生物菌剂,不仅能减轻化肥的使用成本,还可以达到大豆的稳定增长收入,在实际农业生产中可以推广使用。

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