阿根廷利索公司大豆根瘤菌劑對大豆結(jié)瘤及產(chǎn)量的影響

甄 濤，張 武，王笑庸，鹿文成，郭儒東，李寶華，于德水，3*

(1.黑龍江省科學(xué)院微生物研究所，黑龍江哈爾濱 150010；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院，黑龍江黑河 164300；3.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，黑龍江哈爾濱 150020)

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阿根廷利索公司大豆根瘤菌劑對大豆結(jié)瘤及產(chǎn)量的影響

甄 濤1，張 武2，王笑庸1，鹿文成2，郭儒東2，李寶華2，于德水1，3*

(1.黑龍江省科學(xué)院微生物研究所，黑龍江哈爾濱 150010；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院，黑龍江黑河 164300；3.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，黑龍江哈爾濱 150020)

摘要[目的]驗證阿根廷利索公司大豆根瘤菌劑與北方大豆主栽品種的結(jié)瘤能力。[方法]以黑河43號為供試品種，采用完全隨機區(qū)域排列方式，設(shè)5個處理，每個處理用不同的大豆根瘤菌劑(Rizoliq Top、Rizoliq Top + Premax、Signum +Premax-Signum、LLI + Premax-LLI)進行拌種，調(diào)查大豆植株的生長性狀和小區(qū)產(chǎn)量。[結(jié)果]Rizoliq Top菌劑數(shù)量為國家標(biāo)準(zhǔn)最低標(biāo)準(zhǔn)的5.2倍；包衣后種子帶菌量為5.48×104 CFU/mL；菌劑Rizoliq Top+Premax和LLI + Premax-LLI在莢數(shù)、粒數(shù)、百粒重方面與對照相比差異不顯著，但均高于對照，產(chǎn)量顯著高于對照，分別增產(chǎn)14.32%和22.96%。[結(jié)論]大豆根瘤菌Rizoliq Top+Premax和LLI+Premax-LLI與黑河43號相互適配性好，增產(chǎn)效果顯著。Signum+Premax-Signum和Rizoliq Top與黑河主栽品種黑河43號大豆適配性差或不適應(yīng)黑河環(huán)境，導(dǎo)致增產(chǎn)效果不理想。

關(guān)鍵詞大豆根瘤菌劑；品種匹配；黑河43號；黑龍江

黑龍江省作為我國大豆種植大省，在20世紀(jì)就曾嘗試推廣接種根瘤菌技術(shù)[1-2]，但由于根瘤菌劑質(zhì)量不穩(wěn)定和使用方法不當(dāng)，推廣效果不理想。近年來，農(nóng)戶開始逐漸采用這項菌劑技術(shù)，其增產(chǎn)抗病效果已得到農(nóng)戶的認(rèn)可。目前，黑龍江省應(yīng)用大豆根瘤菌劑可增產(chǎn)10%以上，效果顯著[3-5]。黑河43號大豆品種是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院選育的優(yōu)良品種，是黑龍江省的主栽品種之一，目前已累計種植333余萬hm2。筆者研究了阿根廷利索公司的根瘤菌劑產(chǎn)品在黑龍江主栽大豆品種上的應(yīng)用效果，旨在為提高該省大豆產(chǎn)量與品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗地點設(shè)在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院試驗地，土壤類型為草甸暗棕壤，土壤理化性質(zhì)：土壤速效氮含量219.7mg/kg，速效磷(P2O5)含量115.9mg/kg，速效鉀(K2O)含量163.0mg/kg，pH(水∶土=2.5∶1)5.32，有機質(zhì)含量30.7g/kg。供試品種為黑河43號，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院提供。供試大豆根瘤菌菌劑為RizoliqTop、Signum和LLI，由阿根廷利索公司提供。供試根瘤菌保護劑為Premax、Premax-Signum、Premax-LLI，由阿根廷利索公司提供。其中，RizoliqTop菌劑可以單獨使用，也可以與保護劑Premax配合使用，Signum和LLI菌劑必須與相對應(yīng)的保護劑Premax-Signum、Premax-LLI配合使用。

1.2試驗設(shè)計共設(shè)5個處理(表1)，3次重復(fù)。每個處理用不同大豆根瘤菌劑進行拌種[6]。共15個小區(qū)，每個小區(qū)采用0.6m壟距，7.0m行長。小區(qū)內(nèi)各處理隨機分布[7]。各處理田間分布及各小區(qū)布局見圖1、2。

表1　各種不同處理菌劑使用情況

注：①，②，③，④，⑤(CK)分別表示5個試驗設(shè)計。Note：①，②，③，④，⑤ (CK)were five test designs.圖1　試驗小區(qū)各處理隨機分布示意Fig.1　Schematic diagram of randomly distribution in different treatments of each test plot

圖2　試驗小區(qū)布局設(shè)計Fig.2　Layout design of test plot

1.3測定項目與方法

1.3.1根瘤菌劑質(zhì)量的檢測。利用YMA平板涂布法，將阿根廷利索公司的3種菌劑分別稀釋至10-7和10-8后涂布YMA平板。每個梯度3次重復(fù)，每個重復(fù)2個對照。于29.5 ℃恒溫培養(yǎng)7d，同時利用PGA培養(yǎng)基檢測霉菌率[8]。

1.3.2單粒種子接種量的測定。 取拌菌后的50粒種子置于含有50mL無菌水的125mL搖瓶中，200r/min震蕩12min，分別稀釋10-3和10-4進行涂布，每個梯度3次重復(fù)，每個重復(fù)2個對照。于29.5 ℃恒溫培養(yǎng)7d。

1.3.3大豆植株調(diào)查。在初莢期(R3)和收獲期(R8)進行調(diào)查。其中，R3期每處理各取5株，調(diào)查株高、根瘤數(shù)(主根根瘤數(shù)、側(cè)根根瘤數(shù)、總根瘤數(shù))、植株干重。收獲期(R8)采用5點取樣法每個點位取樣1m2，調(diào)查株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單位面積產(chǎn)量[9-10]。每處理3次重復(fù)。

1.4數(shù)據(jù)處理采用Excel和DPS7.05進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2結(jié)果與分析

2.1不同菌劑質(zhì)量及種子帶菌量我國微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)(GB20287—2006)中規(guī)定根瘤菌劑有效活菌數(shù)≥2×109CFU/mL，霉菌數(shù)≤3×106CFU/mL。經(jīng)測定，RizoliqTop、Signum、LLI的有效活菌數(shù)分別為(10.40×109±0.92)、(9.20×109±0.60)、(9.36×106±0.90)CFU/mL，分別是國家標(biāo)準(zhǔn)最低限的5.20、4.60和4.68倍。在3種菌劑中均未檢出霉菌。因此，阿根廷利索公司提供的根瘤菌劑符合我國根瘤菌劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2不同菌劑包衣后種子帶菌量經(jīng)7d29.5 ℃培養(yǎng)，在YMA平板上檢測數(shù)據(jù)如下：RizoliqTop、RizoliqTop+Premax、Signum+Premax-Signum、LLI+Premax-LLI4種根瘤菌經(jīng)拌種后種子表面的有效活菌數(shù)均在4.0×104CFU/mL以上，分別為(5.48±0.17)、(5.10±0.25)、(4.10±0.38)、(4.30±0.15)×104CFU/mL。

2.3不同菌劑接菌根瘤數(shù)量與干重由表2可知，各處理間的株高、主根根瘤數(shù)、主根根瘤干重、側(cè)根根瘤干重及根瘤總干重與CK差異不顯著；處理①、②、④的側(cè)根根瘤數(shù)和根瘤總數(shù)與CK差異顯著，處理③與CK差異不顯著；各處理間的植株干重與CK差異不顯著，處理①與處理②差異顯著。此外，根瘤數(shù)量與根瘤干重不成成比，說明雖然形成根瘤但是有效結(jié)瘤很少，因而造成根瘤的干物質(zhì)積累較少。

2.4不同菌劑對大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響由表3可知，各處理間的莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重與CK差異不顯著；各處理間株高與CK差異不顯著，處理①、③與處理④差異顯著；處理②、④的產(chǎn)量與CK和處理①、③差異顯著；處理④、②較CK分別增產(chǎn)22.96%和14.32%。綜上所述，增產(chǎn)因素與株高無關(guān)，與莢數(shù)、粒數(shù)、百粒重有關(guān)。處理②、④與CK相比可以提高單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重，但差異不顯著，各因素均高于CK，在產(chǎn)量與CK相比差異顯著，增產(chǎn)效果明顯。

表2　不同菌劑處理對大豆根瘤的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Note：Differentlowercasesinthesamerowindicatedsignificantdifferencesat0.05level.

表3　不同菌劑處理對大豆產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Note：Differentlowercasesinthesamerowindicatedsignificantdifferencesat0.05level.

3結(jié)論與討論

(1)該研究表明，阿根廷利索公司生產(chǎn)的根瘤菌質(zhì)量優(yōu)良，RizoliqTop、Signum和LLI3種菌劑的數(shù)量可達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的4.6～5.2倍，且均未檢出霉菌。經(jīng)測定，不同菌劑包衣后種子帶菌量，以RizoliqTop最高，達(dá)5.48×104CFU/mL，Signum+Premax-Signum最低，僅4.10×104CFU/mL。各處理間的株高、主根根瘤數(shù)、主根根瘤干重、側(cè)根根瘤干重及根瘤總干重均與對照差異不顯著；對照組未施用根瘤菌的側(cè)根根瘤數(shù)和根瘤總數(shù)顯著高于處理①、②、④；各處理間的植株干重與對照無顯著差異，處理①與處理②差異顯著。不同根瘤菌劑處理對大豆產(chǎn)量構(gòu)成的影響與株高無關(guān)，與莢數(shù)、粒數(shù)、百粒重有關(guān)。處理②和處理④在產(chǎn)量方面顯著高于CK，其他各因素均高于對照但不顯著；與對照相比，處理②、④分別增產(chǎn)14.32%和22.96%。

(2)綜上，大豆根瘤菌RizoliqTop+Premax和LLI+Premax-LLI與黑河43號適配性好，增產(chǎn)效果顯著。Tomar等[11]研究表明，不同的大豆類型和品種間由于根系分泌物不同，造成根瘤菌對刺激大豆形成根瘤也存在顯著差異，根瘤菌對宿主的專一性與品種的差異性有關(guān)[11]。因此，大豆根瘤菌RizoliqTop和Signum+Premax-Signum增產(chǎn)效果不理想可能是由于其與黑河43號品種適配性差或不適應(yīng)黑河環(huán)境等[12]。為更好地推廣大豆根瘤菌劑在黑龍江省的應(yīng)用，尋找與該省主流大豆品種相匹配的廣譜高效的大豆根瘤菌劑迫在眉睫[13-14]。

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作者簡介甄濤(1986- )，男，山東泰安人，助理研究員，從事大豆根瘤菌及分子生物學(xué)研究。*通訊作者，研究員，從事生物技術(shù)、微生物學(xué)研究。

收稿日期2016-04-25

中圖分類號S 144.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-134-03

EffectsofRhizobiaInoculantsfromRizobacterArgentinaS.A.ontheSoybeanNodulation?andItsYields

ZHENTao1,ZHANGWu2,WANGXiao-yong1,YUDe-shui1,3*etal

(1.InstituteofMicrobiology,HeilongjiangAcademyofSciences,Harbin,Heilongjiang150010; 2.HeiheBranchofHeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Heihe,Heilongjiang164300;3.InstituteofAdvancedTechnology,HeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Harbin,Heilongjiang150020)

Abstract[Objective] To test the nodulation ability of rhizobia inoculants produced by Rhizobacter Argentina S.A. to nodulate host legume plants of main soybean cultivar in the north of China. [Method] By adopting the randomized complete block design, five treatments were designed with Heihe 43 as the tested varieties. Different soybean nitragins (Rizoliq Top, Rizoliq Top + Premax, Signum +Premax-Signum, LLI + Premax-LLI) were used for each treatment. The growth traits and plot yield of soybean plant were investigated. [Result] Rizoliq Top was 5.2 times of the minimum standards in national standards. The number of rhizobium after coating was 5.48×104 CFU/mL. Rizolip Top+Premax and LLI+Premax-LLI were higher than CK in pod number and seed number per plant and 100-seed weight, but there were no significant differences. The yields were obviously higher than that in CK, which increased by14.32% and 22.96%, respectively. [Conclusion] Rizoliq Top+Premax and LLI+Premax-LLI have a good mutual compatibility with Heihe 43, showing significant yield increasing effects. The unsatisfactory performances of Signum+Premax-Signum and Rizoliq Top are possibly due to their poor adaptation to Heihe43 which is the main soybean cultivar, or they are not suited to climatic conditions of Heihe city.

Key wordsRhizobia inoculants; Variety match; Heihe 43; Heilongjiang