黃貴斌 牛永岐 周麗蕾 關(guān)耀兵 趙永峰

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院 固原 756000）

豆科植物可通過與土壤微生物的共生關(guān)系固定大氣中的分子態(tài)氮，轉(zhuǎn)化成可由植物吸收利用的氨態(tài)氮[1]，而在生物固氮體系中，根瘤菌—豆科植物共生固氮體系的固氮效率最高[2]。而鷹嘴豆—根瘤菌共生體系則是具有強大生物固氮能力的代表之一[3]。

前人在減施氮肥條件下接種根瘤菌對作物生長和產(chǎn)量的影響研究頗多，但在鷹嘴豆中研究較少。接種根瘤菌并與不同氮肥用量配合使用以研究大豆植株性狀和產(chǎn)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用根瘤菌進(jìn)行包衣情況下減少氮肥用量，可提高大豆種植效益和產(chǎn)量[4]。紫花苜蓿在接種根瘤菌后可增加根瘤數(shù)、提高產(chǎn)量，并可應(yīng)用于較大面積的推廣示范[5]。黑大豆在減施1/2氮肥并接種根瘤菌的處理下效果最好，且經(jīng)濟效益可觀，適用于實際生產(chǎn)應(yīng)用[6]。

本研究通過接種根瘤菌促進(jìn)植株自身共生固氮效應(yīng)，在提高鷹嘴豆產(chǎn)量的同時減少化學(xué)氮肥的施用量，以確定最佳的減施氮肥水平，在提升鷹嘴豆籽粒品質(zhì)的同時為綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)節(jié)肥增效、可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以木鷹1號為供試材料，由寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院提供；根瘤菌劑R由鄭州輕工業(yè)大學(xué)提供。供試肥料：氮肥為尿素（含氮量46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5含量16%），鉀肥為硫酸鉀（K2O含量52%）。

1.2 試驗地概況

試驗于2020年在寧夏農(nóng)林科學(xué)院頭營基地（北緯36°16′、東經(jīng)106°44′）進(jìn)行，該地區(qū)海拔1 550 m，年均降雨量420 mm，≥10℃積溫2 691.9℃，年日照時數(shù)2 200～3 000 h，生育期日照1 030～1 120 h。試驗地3年平均有機質(zhì)12.35 g/kg、堿解氮66.0 mg/kg、有效磷17.92 mg/kg、速效鉀203.67 mg/kg、pH 8.5。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理，以當(dāng)?shù)厥┓仕剑ň唧w施肥量為氮肥103.50 kg/hm2、過磷酸鈣105 kg/hm2、硫酸鉀75 kg/hm2）不接種根瘤菌為對照；其他各處理在施磷、鉀肥不變的基礎(chǔ)上不施用氮肥、施用1/2氮肥和施用3/4氮肥，并接種根瘤菌R相配合使用。每千克鷹嘴豆種子拌根瘤菌菌種30 mL后攪拌均勻，之后于室內(nèi)陰干后播種，肥料全部基施。試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計，各處理重復(fù)3次，共12個小區(qū)，小區(qū)面積15 m2（長6.0 m×寬2.5 m），行距30 cm，株距10 cm，每小區(qū)21行，每行26穴，用手提式穴播器人工點播，播種深度4～5 cm，每穴2粒，出苗后達(dá)2片復(fù)葉時定苗，每穴留1株,每小區(qū)留苗546株。田間管理各小區(qū)要求一致，施肥、播種、中耕、除草等措施均在一天內(nèi)完成。具體試驗處理方案見表1。

表1 各試驗處理具體方案

1.4 測定指標(biāo)

（1）根瘤鮮重的測定：于開花期、結(jié)莢初期和結(jié)莢盛期于每小區(qū)隨機取樣2株對樣株根部的根瘤測定鮮重。

（2）主要農(nóng)藝性狀的測定：鷹嘴豆成熟收獲前2 d，每小區(qū)隨機選取10株作為樣株進(jìn)行株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、莢長和莢寬的測定。

（3）產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的的測定：鷹嘴豆完全成熟后各小區(qū)隨機拔取10株作為樣株測定單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重等指標(biāo)；各小區(qū)隨機劃出4 m2取其中全部植株脫粒曬干后測定產(chǎn)量，并折合成畝產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2010整理并制圖，用SPSS22.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan新復(fù)極差法測驗進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理間不同生育期根瘤鮮重的比較

由表2可知，各處理根瘤鮮重均在開花期少量產(chǎn)生并在結(jié)莢初期達(dá)到最高，之后逐漸下降，并在成熟期根瘤全部干枯失去活性，CK未接種根瘤菌，全生育期未產(chǎn)生根瘤。開花期各處理根瘤鮮重以N1R的最高，為0.25 g，N2R根瘤鮮重最低，為0.02 g，N0R根瘤鮮重為0.10 g，各處理間差異不顯著。結(jié)莢初期和結(jié)莢盛期處理N0R根瘤鮮重均最高，分別為1.51 g和0.85 g，結(jié)莢初期和結(jié)莢盛期N2R根瘤鮮重均最低，分別為0.71 g和0.31 g，結(jié)莢初期和結(jié)莢盛期N1R根瘤鮮重分別為1.14 g和0.62 g；結(jié)莢初期各處理間差異不顯著，結(jié)莢盛期處理N0R的根瘤鮮重顯著高于處理N2R，處理N1R和N2R之間差異不顯著。

表2 各處理間不同生育期根瘤鮮重的比較（單位:g）

2.2 各處理間主要農(nóng)藝性狀的比較

由表3可知，處理N2R株高最高，為68.6 cm，處理N0R的株高（66.6 cm）高于CK（64.7 cm），N1R株高最低，為64.7 cm，各處理間差異不顯著。N2R和CK主莖分枝數(shù)最高，為1.8個，處理N1R的主莖分枝數(shù)最低，為1.6個，各處理間差異不顯著。處理N2R主莖節(jié)數(shù)最高，為26.5節(jié)，其次為CK和處理N0R，分別為25.1節(jié)和25.0節(jié)，處理N1R主莖節(jié)數(shù)最低，為23.9節(jié)，且顯著低于N2R，其他各處理間差異不顯著。處理N0R、N1R和N2R莢長均為2.5 cm，CK莢長最低，為2.4 cm，各處理間差異不顯著。處理N0R和N2R莢寬均為1.3 cm，N1R和CK均為1.2 cm，各處理間差異不顯著。

表3 各處理間主要農(nóng)藝性狀的比較

2.3 各處理間產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的比較

由表4可知，處理N2R單株莢數(shù)最高，為85.1個，處理N2R（85.1個）和N1R（82.5個）的單株莢數(shù)高于CK（80.4個），N0R單株莢數(shù)最低，為80.0個，且低于CK，各處理間差異不顯著。N2R單株粒數(shù)最高，為83.5粒，處理N1R（80.0粒）的單株粒數(shù)高于N0R（77.8粒），對照的單株粒數(shù)最低，為76.6粒，各處理間差異不顯著。N1R單株粒重最高，為39.9 g，N0R的單株粒重最低，為36.5 g，CK（37.0 g）單株粒重高于處理N0R（36.5 g），各處理間差異不顯著。CK的百粒重最高，為47.4 g，處理N0R的百粒重最低，為42.7 g，處理N2R（44.0 g）的百粒重高于N1R（43.1 g）,各處理間差異不顯著。處理N2R畝產(chǎn)最高，為186.96 kg，其次為N1R和CK，分別為172.45 kg和170.22 kg，處理N0R的畝產(chǎn)量最低，為168.30 kg，各處理間差異不顯著。

表4 參試品種（系）產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的比較

3 結(jié)論與討論

根瘤鮮重結(jié)果表明，氮肥的施用抑制了鷹嘴豆根系根瘤的形成，氮肥施用量越高根瘤越少。處理N2R的株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、莢長、莢寬、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和產(chǎn)量均高于對照及其他2個處理；處理N1R的單株粒重最高；CK的百粒重最高。N2R（氮肥使用量為當(dāng)?shù)厥┯昧?/4，接種R菌種）產(chǎn)量最高，畝產(chǎn)為186.96 kg，較對照增產(chǎn)9.83%；N1R（氮肥使用量為當(dāng)?shù)厥┯昧?/2，接種R菌種）產(chǎn)量較高，畝產(chǎn)為172.45 kg，較對照增產(chǎn)1.31%；CK(當(dāng)?shù)厥┓仕剑唤臃N根瘤菌)畝產(chǎn)為170.22 kg；N0R（不施用氮肥，接種R菌種）產(chǎn)量最低，畝產(chǎn)為168.30 kg，較對照減產(chǎn)1.13%；4個處理間均未呈現(xiàn)顯著性差異。

根據(jù)上述研究結(jié)果，氮肥的施用量越少，植株根瘤越多，但根瘤固氮作用與氮肥施用相比效用較低，氮肥在鷹嘴豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀上仍占主要影響因素，因此根瘤的增加雖可以提高鷹嘴豆的產(chǎn)量但還需結(jié)合部分氮肥的施用以達(dá)到減肥增效的目的。初步推薦氮肥使用量為正常施用量的3/4再接種根瘤菌的施用效果最佳，在鷹嘴豆不減產(chǎn)的情況下可實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本和減少化肥使用量的目的，對實際生產(chǎn)具有推廣示范意義。