吴 树，徐 玥，胥雅馨，黄兴军，吴全忠，陈国栋，翟云龙

(1.塔里木大学农学院，新疆阿拉尔 843300；2.北大荒集团黑龙江泰来农场有限公司，黑龙江齐齐哈尔 162414)

0 引 言

【研究意义】大豆属于群体产量作物[1]，是我国重要的油料作物和高蛋白、高脂肪粮饲兼用作物，具有与根瘤菌共生固氮的能力[2,3]。大豆与根瘤菌建立的共生关系，是农业生产中大豆生长所需氮素营养的有效补充[4]。大豆生长所需氮素营养58.7%来自根瘤固氮，39.8%来自于土壤氮[5]。在大豆-根瘤共生体系中大豆根瘤菌通过与大豆植株的相互识别，并形成根瘤，侵染其根部，可从大豆植株吸收养分供自身生长，并以此作为功能结构为大豆提供氮素营养，在培肥地力的同时也能提高大豆产量进而降低大豆生产成本[6-9]。改善了大豆的营养平衡[10]。目前，对豆科植物的共生固氮利用空间还很大[11]。增加大豆共生固氮在农业生产中的应用具有重要意义。在根瘤菌的应用过程中接种方式是非常重要的环节，种植豆科植物必须接种与之相匹配的根瘤菌，在不同地区和生产模式下选择不同的接种方式才能获得相对稳定的效果[12,13]。常用接种方式有3种(拌种、种肥、滴施)，每种接种方式对根瘤菌接种效果影响不同，筛选出高效菌株及最佳接种方式对大豆生产至关重要[14]。【前人研究进展】不同地区和生产模式下选择合适的接种方式才能获得稳定效果[15]。不同接种方式对根瘤菌占瘤率和接种效果均有较大影响[16]。接种方式一直是根瘤菌应用过程中的关键环节，不同接种方式对根瘤菌接种效果影响不同[17]。以拌种的方式接种NM353的间作蚕豆地上部氮素积累量最高，蚕豆结瘤数、瘤重、固氮比例和固氮量均高于试验中其他3种方式接种的根瘤菌[18,19]。施用固氮菌肥可明显促进黄芪株高、根长、地上地下干物质的生长[20]。滴施接种根瘤菌可提高根瘤菌的定殖、结瘤和固氮能力[21]。筛选出具有竞争能力强及固氮能力好的优良根瘤菌和与之匹配的大豆品种，对于发挥生物固氮作用十分重要[22]。【本研究切入点】我国各地的土壤条件和大豆品种千差万别，制约根瘤菌应用于大豆产量提高的障碍性因子是根瘤菌与大豆品种匹配性问题[23]。目前新疆复播大豆的研究多集中在北疆伊犁河谷地区，对南疆研究较少。需研究根瘤菌接种方式对复播大豆生长发育的影响。筛选出适宜新疆南疆复播大豆生长及产量最佳的接种方式及根瘤菌。【拟解决的关键问题】研究不同接种方式对大豆农艺性状、光合特性及产量的影响，筛选出最适宜大豆品种绥农35的接种方式，为新疆南疆复播大豆生产实践中根瘤菌剂的应用提供菌株材料和接种方案。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2020年6～10月在新疆阿拉尔市塔里木大学农学试验站进行，复播大豆前茬作物为冬小麦(9月～翌年6月)，试验地E 80°30′～81°58′，N 40°22′～40°57′，属暖温带极端大陆性干旱荒漠气候，日平均气温≥10℃，无霜期为220 d，年均日照256.3～2 991.8 h，太阳辐射年均133.7～146.3 kcal/cm2，地表水分蒸发强烈，年平均降水量为50 mm左右，降水稀少。

供试大豆品种为绥农35，生育期118.6 d左右，属高油大豆品种，无限结荚习性，籽粒椭圆形，属大粒种，种皮黄色，种脐浅黄色，无光泽。

供试根瘤菌为SMH12、T6、SN7-2，由华中农业大学提供，分离自阿拉尔垦区盐碱地土著根瘤菌，浓度为2.0×108活菌/mL。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

采用裂区试验设计，主区为接种方式：拌种、种肥、滴施；副区为接种根瘤菌：不接种根瘤菌(CK)、接种根瘤菌SMH12、T6和SN7-2。每试验小区根瘤菌剂用量2 mL。3次重复，小区面积4.5 m×2 m，总面积9 m2。种植模式采用40 cm等行距条播，密度2.5×105株/hm2。拌种：将根瘤菌液加水与种子充分混和搅拌，对照为等量清水拌种，搅拌均匀后平摊于阴凉通风处至干燥，当天播种完毕。种肥：根瘤菌液由草炭吸附，制成固体颗粒，人工点种前作种肥施于种子下方，当天施肥当天播种，对照为施入等量草炭。滴施：于大豆一节期(V1)，将根瘤菌液加水搅拌均匀，随水滴施入大豆根系处，对照为滴施等量清水。试验于2020年6月24日人工点播，2020年10月8日收获。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 农艺性状

在每个小区选取长势均匀，连续取5株具有代表性的植株，于大豆完熟期(R8)考种，记录株高、茎粗、主茎节数。

1.2.2.2 叶面积指数与光合势

于大豆四节期(V4)、盛花期(R2)、盛荚期(R4)、鼓粒期(R6)、完熟期(R8)时用Li-6400光合仪于晴天12:00～14:00测定倒三叶中间小叶的胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)。在各处理小区选取4株植株，采用ImageJ软件测算叶面积，并计算出叶面积指数(LAI)及光合势(LAD)。

1.2.2.3 大豆产量及构成

于大豆完熟期(R8)每个小区取中间2行1 m行长实收计产，取其中长势均匀一致的大豆10株进行室内考种，考种指标为单株粒重、单株荚数、单株粒数和百粒重。

1.3 数据处理

采用MicrosoftExcel2016数据分析软件进行数据整理，用DPS7.05对数据进行显著性差异分析，显著性水平为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同接种方式对复播大豆农艺性状的影响

研究表明，不同接种方式接种根瘤菌除种肥方式接种T6根瘤菌外其余各处理均对大豆平均株高、茎粗、主茎节数生长均具有促进作用。根瘤菌T6处理对大豆株高促进效果最佳，达到51.37 cm，根瘤菌SN7-2处理对大豆茎粗与主茎节数促进效果最佳，分别达到0.56 cm和13.4节；根瘤菌SMH12处理大豆对大豆株高促进效果最好，达到48.70 cm，根瘤菌SN7-2处理对大豆茎粗与主茎节数促进效果最好，分别达到0.60 cm和11.4节，CK处理株高与主茎节数最低，根瘤菌T6处理茎粗最低，但与CK处理呈不显著差异；根瘤菌T6处理株高、茎粗、主茎节数均为最佳，分别达到了54.20 cm、0.66 cm、14.4节，滴施T6根瘤菌处理对促进大豆生长较好，有利于大豆植株形态的建成。根瘤菌SMH12处理主茎节数最少，达到11.6节，与CK处理相比未达到显著差异水平。

3种接种方式中拌种方式对大豆平均主茎节数生长促进效果最佳，对平均茎粗生长促进效果最低；种肥方式对大豆平均株高、主茎节数促进效果最低；滴施方式对大豆平均株高、茎粗促进效果最佳。3种根瘤菌处理中根瘤菌T6处理对大豆平均株高、主茎节数生长效果最佳；根瘤菌SN7-2对大豆平均茎粗生长效果最佳。

拌种/滴施T6处理组合分别对大豆平均主茎节数及株高效果最好，滴施SN7-2处理组合对大豆平均茎粗促进效果最好。表1

表1 不同接种方式下复播大豆的株高、茎粗及主茎节数变化Table 1 Effects of different inoculation methods on plant height, stem thickness and main stem node number of multiple seeding soybean

2.2 不同接种方式对叶面积指数的影响

研究表明，各处理大豆LAI由V4期开始快速上升至鼓粒期达到峰值，在R8期由于大豆叶片脱落LAI为0，大豆LAI各处理均高于CK处理，接种方式和根瘤菌均对大豆光合作用具有促进的作用，有利于大豆植株形态的建成。

大豆LAI在各个生育进程的表现为SN7-2>T6>SMH12>CK，3种菌剂处理在R2期时差异明显，在V4期时SMH12、T6、CK三种处理差异不大，但SN7-2处理大豆LAI明显高于三者，SN7-2对提高大豆光合利用效率具有促进作用，CK处理大豆在V4期时LAI较低，而其它3种菌剂处理大豆V4期LAI处于同一水平均显著高于CK处理，大豆在R2期与R6期时LAI差异显著，其表现由高到低依次为SN7-2>SMH12>T6>CK，在V4期与R4期CK和T6处理大豆LAI近乎相同，但在R2期和R6期具有显著差异，SN7-2>SMH12>T6>CK；3种菌剂处理大豆LAI在各生育期均显著高于CK处理，在R2期3种菌剂处理大豆LAI基本处于同一水平，但大豆LAI均显著高于CK处理，在R6期大豆LAI表现为T6>SN7-2>SMH12>CK，与CK处理相比高出43.98%、40.22%、18.79%。

不同接种方式LAI不同，不同接种方式对促进植株叶片利用效率不同，其中滴施处理大豆LAI最高为1.65，与CK处理大豆LAI差异显著，说明滴施处理对提高大豆植株叶片光合效率有重要影响。其中滴施T6处理平均LAI最大，其次为拌种(1.53)，最小的为种肥(1.47)，滴施T6处理对促进大豆光合作用效果最好。图1

图1 不同接种方式下复播大豆叶面积指数变化Fig.1 The effects of different inoculation methods on leaf area index of multiple soybean

2.3 不同接种方式对叶片光合势的影响

研究表明，大豆叶片LAD随着生育进程的推进呈逐渐上升的趋势，LAD速率从R2～R4期开始随后每一个生育进程均在逐步加快，R4～R6期达到最大值，R2～R4期LAD上升速率最快。

3种菌剂处理LAD在各个生育进程中大小始终表现为SN7-2>T6>SMH12>CK，大豆LAD在V4～R2期大豆各处理间均不显著，SN7-2处理在R4～R6期达到最大值，较CK处理增加22.42%，CK处理LAD在各生育进程均为最低值，3种菌剂处理对大豆光合作用促进明显，SN7-2处理对促进大豆光合作用效果最大，有利于花后保持较高的光合能力；大豆LAD在R2～R4期及R4～R6期始终大小顺序均为SN7-2>T6>SMH12>CK，但在V4～R8期LAD大小顺序为SN7-2>SMH12>T6>CK，SMH12处理在V4～R2期生育进程中对提升大豆LAD较T6处理促进效果好，3种菌剂处理与CK处理间均达到显著差异；3种菌剂处理大豆LAD在各生育阶段与CK处理间均表现出显著差异，在R2～R4期SMN12与SN7-2处理间差异不显著，滴施方式下2种菌剂处理在V4～R2和R2～R4期对大豆LAD影响效果相同。

不同接种方式处理大豆LAD在V4～R2生育阶段均较弱，在R2～R6期大豆LAD明显变强且均高于CK处理，3种菌剂均能不同程度的增加大豆LAD。做种肥SMH12处理大豆LAD最高，滴施T6处理与SN7-2处理大豆LAD最高。在不同接种方式下大豆LAD表现为滴施>拌种>种肥。3种菌剂处理的大豆LAD表现为SN7-2>T6>SMH12>CK，滴施接种SN7-2对大豆LAD生长促进效果最佳。图2

图2 不同生育阶段大豆光合势比较Fig.2 Comparison of soybean photosynthetic potential at different growth stages

2.4 不同接种方式对叶片光合参数的影响

研究表明，大豆Ci、Tr、Gs、Pn各处理与CK处理均呈现显著差异。各根瘤菌处理大豆Tr、Gs、Pn均大于CK处理，Tr与Pn最高均为SN7-2处理，Gs最高为T6处理，Ci指标与之相反，CK处理明显高于3种菌剂处理；SN7-2处理大豆Tr、Gs、Pn为3种菌剂处理的最大值，3种菌剂处理其总体变化趋势一致，SN7-2>SMH12>T6>CK，除SMH12处理与CK处理Ci无显著差异外，其余处理间均达到极显著差异水平，Ci以SN7-2处理最低，相比CK处理降低6.78%；T6处理Tr、Gs、Pn均为最大值，分别比CK处理提高19.62%、37.62%、9.06%，CK处理Ci为最大值，T6处理对大豆Tr、Gs、Pn的促进比SMH12和SN7-2处理效果更加明显。

3种接种方式均不同程度的提高了大豆鼓粒期的光合参数。大豆Tr、Gs、Pn均表现为拌种>滴施>种肥，3种接种方式中拌种处理能够最大限度提高大豆植株光合能力，为适宜大豆接种根瘤菌的接种方式。3种菌剂处理大豆Tr、Gs、Pn均值表现为SN7-2>SMH12>T6>CK，Ci为CK处理最大，SN7-2处理最低，拌种SN7-2处理提高大豆植株光合参数为最佳，容易积累较多的干物质而促进大豆产量提高。表2

2.5 不同接种方式对产量及产量构成因素的影响

研究表明，不同接种方式接种不同根瘤菌其大豆产量及构成因素影响均存在一定差异。3种接种方式产量均值大小依次为拌种>滴施>种肥，拌种处理单株粒重及产量均为最高，且显著高于其它3种处理，拌种处理对大豆单株粒重具有较好的提高；种肥处理产量最低，且单株粒重、单株荚数、单株粒数均值均为最低，但百粒重为3种处理中最高；滴施处理百粒重均值最低，单株荚数与单株粒数最高，滴施处理对大豆单株荚数及单株粒数促进效果较好。

根瘤菌SMH12采用拌种与种肥处理大豆单株粒重、单株荚数、单株粒数、百粒重与CK处理相比均达到显著差异水平，SMH12采用滴施处理大豆单株荚数和百粒重与CK处理相比并无优势；根瘤菌T6拌种处理大豆百粒重与做种肥处理大豆单株粒重、百粒重与CK处理相比有所下降，其余各处理单株粒重、单株荚数、单株粒数、百粒重均高于CK处理；根瘤菌SN7-2处理单株粒重、单株荚数、单株粒数产量与根瘤菌SMH12、T6、CK处理相比均为最高，SN7-2处理对大豆生长及产量提升最佳。

拌种SN7-2产量最高为5 946.0 kg/hm2，产量较高的组合为滴施T6(5 888.6 kg/hm2)、种肥SN7-2(5 461.6 kg/hm2)、种肥SMH12(5 446.6 kg/hm2)表3

表2 不同接种方式鼓粒期光合特征参数Table 2 Photosynthetic characteristic parameters of different inoculation methods atbulking stage

表3 不同处理大豆的产量及其构成因素Table 3 Yield and yield components of soybean

3 讨 论

大豆与根瘤菌的共生固氮效应是根瘤菌与大豆品种的匹配性、根瘤菌的结瘤固氮能力等环境因素密切相关，是非常复杂的过程[24,25]。接种根瘤菌是提高大豆品质与产量、减少化肥的施用量、提高大豆对氮肥利用率的关键措施[26]。使用不同接种方式接种根瘤菌对大豆生长及产量具有不同影响，使用最佳的接种方式能让根瘤菌更好地定殖在根系周围从而提高占瘤率及产量[27-29]。

孟庆英等[30]研究表明，根瘤菌的施用可增加豆科植株的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数，且有效增加了大豆产量，与CK相比增产19.44%，与试验结果相同，在试验中，3种根瘤菌剂均能促进大豆各性状生长，T6根瘤菌相比于SMH12根瘤菌对大豆株高、茎粗、主茎节数、节间长度和LAI生长效果好。李富宽等[31]研究表明，接种根瘤菌有提高豆科植物茎粗的倾向。在试验中接种SN7-2根瘤菌对大豆茎粗促进效果最佳。郑浩宇等[32]研究表明，接种根瘤菌与适量氮肥复合使用对大豆生育前期光合指标有所提高，不同的施氮处理对大豆的光合速率产生较大影响，减氮50%+接种根瘤菌能够明显增加大豆的光合速率。马家斌等[33]研究表明，接种根瘤菌B.Japonicum5136后大豆叶片的Gs和Pn分别增加15.76%、26.52%，大豆光合性能和固氮能力改善效果明显，试验中3种菌剂对大豆Tr、Gs、Pn均有促进作用，其中SN7-2根瘤菌对Tr、Gs、Pn促进效果最佳。胡倡等[34]、姬月梅等[35]、杨升辉等[36]研究表明，接种根瘤菌对大豆有一定的增产效果。与试验研究结果一致，接种根瘤菌可以增加大豆产量，3种菌剂中对大豆产量表现为SN7-2>SMH12>T6，拌种方式接种SN7-2处理的大豆产量最高，达到5 946.0 kg/hm2，滴施接种T6处理大豆产量次之，达到5 888.6 kg/hm2。

李涛等[17]对大豆使用不同接种方式的试验证明拌种处理对大豆产量的提高最佳。张俊等[37]研究表明，拌种方式可提高叶面积和光合速率提高器官含氮量及产量。试验中拌种方式对大豆主茎节数、单株粒重、Tr、Gs、Pn及产量促进效果最佳，拌种方式有利于提高大豆光合性能，增加大豆产量。赵念力等[38]研究表明，种肥方式接种根瘤菌可增加大豆百粒重。试验结果与其试验结果相同，用作种肥处理可增加大豆的百粒重。热比姑丽·热合曼等[39]研究表明，滴施接种能够提高根瘤菌结瘤能力，改善氮素营养，增加苜蓿产量，提升品质。试验中滴施处理对大豆茎粗、LAI生长效果较好，对大豆单株荚数及单株粒数促进效果最佳，滴施方式有利于增加大豆抗倒伏性及籽粒产量的形成。3种接种方式中对大豆产量最好的为拌种方式，滴施其次，种肥最低。不同接种方式接种根瘤菌对绥农35具体生长发育有待深入研究。

4 结 论

拌种接种SN7-2根瘤菌对大豆单株粒重、Tr、Gs、Pn促进效果最佳；种肥接种SMH12根瘤菌对大豆百粒重促进效果最佳；滴施方式接种T6根瘤菌对大豆株高、LAI促进效果最佳；滴施接种SN7-2根瘤菌对大豆茎粗、LAD、单株粒数、单株荚数促进效果最佳；拌种方式接种T6根瘤菌对大豆主茎节数促进效果最佳；拌种SN7-2处理组合对大豆产量提升效果最佳，达到5 946.0 kg/hm2，产量提升效果较好组合为滴施-T6，达到5 888.6 kg/hm2，种肥-SN7-2为5 461.6 kg/hm2，种肥-SMH12为5 446.6 kg/hm2。