ARC微生物菌剂对中豆41农艺性状及产量的影响

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］.

［8］ 李培武，岳晓凤，张奇，等.一种促进豆科作物增加根瘤数量与根瘤固氮酶活性的微生物菌剂及其应用.CN 202111344653.8.

［9］ 周扬，岳晓凤，唐晓倩，等.黄曲霉毒素阻控与花生超级结瘤耦合效应研究初报［J］.中国油料作物学报，2021，43（6）：947-960.

［10］ 沈世华，荆玉祥.中国生物固氮研究现状和展望［J］.科学通报，2003（6）：535-540.