减施氮肥条件下接种根瘤菌对鹰嘴豆农艺性状和产量的影响

黄贵斌 牛永岐 周丽蕾 关耀兵 赵永峰

（宁夏农林科学院固原分院 固原 756000）

豆科植物可通过与土壤微生物的共生关系固定大气中的分子态氮，转化成可由植物吸收利用的氨态氮[1]，而在生物固氮体系中，根瘤菌—豆科植物共生固氮体系的固氮效率最高[2]。而鹰嘴豆—根瘤菌共生体系则是具有强大生物固氮能力的代表之一[3]。

前人在减施氮肥条件下接种根瘤菌对作物生长和产量的影响研究颇多，但在鹰嘴豆中研究较少。接种根瘤菌并与不同氮肥用量配合使用以研究大豆植株性状和产量，结果发现，在使用根瘤菌进行包衣情况下减少氮肥用量，可提高大豆种植效益和产量[4]。紫花苜蓿在接种根瘤菌后可增加根瘤数、提高产量，并可应用于较大面积的推广示范[5]。黑大豆在减施1/2氮肥并接种根瘤菌的处理下效果最好，且经济效益可观，适用于实际生产应用[6]。

本研究通过接种根瘤菌促进植株自身共生固氮效应，在提高鹰嘴豆产量的同时减少化学氮肥的施用量，以确定最佳的减施氮肥水平，在提升鹰嘴豆籽粒品质的同时为绿色农业、生态农业和农业节肥增效、可持续发展提供理论依据和研究基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以木鹰1号为供试材料，由宁夏农林科学院固原分院提供；根瘤菌剂R由郑州轻工业大学提供。供试肥料：氮肥为尿素（含氮量46%），磷肥为过磷酸钙（P2O5含量16%），钾肥为硫酸钾（K2O含量52%）。

1.2 试验地概况

试验于2020年在宁夏农林科学院头营基地（北纬36°16′、东经106°44′）进行，该地区海拔1 550 m，年均降雨量420 mm，≥10℃积温2 691.9℃，年日照时数2 200～3 000 h，生育期日照1 030～1 120 h。试验地3年平均有机质12.35 g/kg、碱解氮66.0 mg/kg、有效磷17.92 mg/kg、速效钾203.67 mg/kg、pH 8.5。

1.3 试验设计

试验设4个处理，以当地施肥水平（具体施肥量为氮肥103.50 kg/hm2、过磷酸钙105 kg/hm2、硫酸钾75 kg/hm2）不接种根瘤菌为对照；其他各处理在施磷、钾肥不变的基础上不施用氮肥、施用1/2氮肥和施用3/4氮肥，并接种根瘤菌R相配合使用。每千克鹰嘴豆种子拌根瘤菌菌种30 mL后搅拌均匀，之后于室内阴干后播种，肥料全部基施。试验采取随机区组设计，各处理重复3次，共12个小区，小区面积15 m2（长6.0 m×宽2.5 m），行距30 cm，株距10 cm，每小区21行，每行26穴，用手提式穴播器人工点播，播种深度4～5 cm，每穴2粒，出苗后达2片复叶时定苗，每穴留1株,每小区留苗546株。田间管理各小区要求一致，施肥、播种、中耕、除草等措施均在一天内完成。具体试验处理方案见表1。

表1 各试验处理具体方案

1.4 测定指标

（1）根瘤鲜重的测定：于开花期、结荚初期和结荚盛期于每小区随机取样2株对样株根部的根瘤测定鲜重。

（2）主要农艺性状的测定：鹰嘴豆成熟收获前2 d，每小区随机选取10株作为样株进行株高、主茎分枝数、主茎节数、荚长和荚宽的测定。

（3）产量及产量相关性状的的测定：鹰嘴豆完全成熟后各小区随机拔取10株作为样株测定单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重等指标；各小区随机划出4 m2取其中全部植株脱粒晒干后测定产量，并折合成亩产量。

1.5 数据处理

试验数据用Excel 2010整理并制图，用SPSS22.0进行方差分析，采用Duncan新复极差法测验进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 各处理间不同生育期根瘤鲜重的比较

由表2可知，各处理根瘤鲜重均在开花期少量产生并在结荚初期达到最高，之后逐渐下降，并在成熟期根瘤全部干枯失去活性，CK未接种根瘤菌，全生育期未产生根瘤。开花期各处理根瘤鲜重以N1R的最高，为0.25 g，N2R根瘤鲜重最低，为0.02 g，N0R根瘤鲜重为0.10 g，各处理间差异不显著。结荚初期和结荚盛期处理N0R根瘤鲜重均最高，分别为1.51 g和0.85 g，结荚初期和结荚盛期N2R根瘤鲜重均最低，分别为0.71 g和0.31 g，结荚初期和结荚盛期N1R根瘤鲜重分别为1.14 g和0.62 g；结荚初期各处理间差异不显著，结荚盛期处理N0R的根瘤鲜重显著高于处理N2R，处理N1R和N2R之间差异不显著。

表2 各处理间不同生育期根瘤鲜重的比较（单位:g）

2.2 各处理间主要农艺性状的比较

由表3可知，处理N2R株高最高，为68.6 cm，处理N0R的株高（66.6 cm）高于CK（64.7 cm），N1R株高最低，为64.7 cm，各处理间差异不显著。N2R和CK主茎分枝数最高，为1.8个，处理N1R的主茎分枝数最低，为1.6个，各处理间差异不显著。处理N2R主茎节数最高，为26.5节，其次为CK和处理N0R，分别为25.1节和25.0节，处理N1R主茎节数最低，为23.9节，且显著低于N2R，其他各处理间差异不显著。处理N0R、N1R和N2R荚长均为2.5 cm，CK荚长最低，为2.4 cm，各处理间差异不显著。处理N0R和N2R荚宽均为1.3 cm，N1R和CK均为1.2 cm，各处理间差异不显著。

表3 各处理间主要农艺性状的比较

2.3 各处理间产量及产量相关性状的比较

由表4可知，处理N2R单株荚数最高，为85.1个，处理N2R（85.1个）和N1R（82.5个）的单株荚数高于CK（80.4个），N0R单株荚数最低，为80.0个，且低于CK，各处理间差异不显著。N2R单株粒数最高，为83.5粒，处理N1R（80.0粒）的单株粒数高于N0R（77.8粒），对照的单株粒数最低，为76.6粒，各处理间差异不显著。N1R单株粒重最高，为39.9 g，N0R的单株粒重最低，为36.5 g，CK（37.0 g）单株粒重高于处理N0R（36.5 g），各处理间差异不显著。CK的百粒重最高，为47.4 g，处理N0R的百粒重最低，为42.7 g，处理N2R（44.0 g）的百粒重高于N1R（43.1 g）,各处理间差异不显著。处理N2R亩产最高，为186.96 kg，其次为N1R和CK，分别为172.45 kg和170.22 kg，处理N0R的亩产量最低，为168.30 kg，各处理间差异不显著。

表4 参试品种（系）产量及产量相关性状的比较

3 结论与讨论

根瘤鲜重结果表明，氮肥的施用抑制了鹰嘴豆根系根瘤的形成，氮肥施用量越高根瘤越少。处理N2R的株高、主茎分枝数、主茎节数、荚长、荚宽、单株荚数、单株粒数和产量均高于对照及其他2个处理；处理N1R的单株粒重最高；CK的百粒重最高。N2R（氮肥使用量为当地施用量3/4，接种R菌种）产量最高，亩产为186.96 kg，较对照增产9.83%；N1R（氮肥使用量为当地施用量1/2，接种R菌种）产量较高，亩产为172.45 kg，较对照增产1.31%；CK(当地施肥水平，不接种根瘤菌)亩产为170.22 kg；N0R（不施用氮肥，接种R菌种）产量最低，亩产为168.30 kg，较对照减产1.13%；4个处理间均未呈现显著性差异。

根据上述研究结果，氮肥的施用量越少，植株根瘤越多，但根瘤固氮作用与氮肥施用相比效用较低，氮肥在鹰嘴豆农艺性状、产量及产量相关性状上仍占主要影响因素，因此根瘤的增加虽可以提高鹰嘴豆的产量但还需结合部分氮肥的施用以达到减肥增效的目的。初步推荐氮肥使用量为正常施用量的3/4再接种根瘤菌的施用效果最佳，在鹰嘴豆不减产的情况下可实现降低生产成本和减少化肥使用量的目的，对实际生产具有推广示范意义。