苜蓿接種多萌根瘤菌的效應(yīng)研究

1、苜蓿接種“多萌”根瘤菌的效應(yīng)研究王繼朋 蘇愛蓮 張曉峰 李靜 周秋元*（北京克勞沃草業(yè)技術(shù)開發(fā)技術(shù)中心, 北京100029）摘要：本試驗(yàn)選用飛馬、金皇后、巨人、阿爾岡金、牧歌五種紫花苜蓿作為試驗(yàn)材料，比較了接種和不接種“多萌”根瘤菌對(duì)苜蓿結(jié)瘤情況和頭茬產(chǎn)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)接種根瘤菌能明顯提高供試苜蓿的結(jié)瘤率和結(jié)瘤量，頭茬鮮重增產(chǎn)幅度均在50以上。這說明接種“多萌”根瘤菌能有效提高供試苜蓿品種單位面積的產(chǎn)量。關(guān)鍵詞：苜蓿；根瘤菌；結(jié)瘤率；產(chǎn)量氮（）是植物生長(zhǎng)必需的大量元素之一（馬斯納，1991）。盡管空氣中80%是氮?dú)?，但禾本科牧草無法直接利用，往往需要施用化學(xué)氮肥來滿足其正常生長(zhǎng)之需。世界上有

2、豆科植物19700種, 其中已知可以結(jié)瘤固氮的有2800多種, 占15%， 而對(duì)其共生固氮體系進(jìn)行過研究的只占0.5%（Denarie and Roche, 1991）。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）1995年粗略估計(jì), 全球每年由生物固定的氮量已近2106 t（相當(dāng)于4108 t尿素），約占全球植物需氮量的3/4。對(duì)于苜蓿等豆科植物來說，當(dāng)根瘤菌從根毛侵入到根部后能夠形成根瘤，根瘤中的類菌體在固氮酶的作用下將分子態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘睉B(tài)氮，而且源源不斷地把氮輸送給植物利用（寧國(guó)贊等，2001）。根瘤是通過與根瘤菌的共生固氮作用，才可以把空氣中的分子態(tài)氮變成植物可以利用的氨態(tài)氮。根瘤給豆科植物供應(yīng)的氮不會(huì)污

3、染環(huán)境，且不需長(zhǎng)途運(yùn)輸。因此不少國(guó)家，特別是美洲和非洲國(guó)家，積極發(fā)展種植大豆或其他豆科植物（美國(guó)大豆播種面積約占30%），以發(fā)揮生物固氮作用，減少化學(xué)氮肥用量，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益（沈世華和荊玉祥，2003）。接種根瘤菌一般可使豆科灌木、豆科牧草的生長(zhǎng)量提高15%30%，有些地區(qū)高于50%（寧國(guó)贊等，1989；1992）。在80年代制訂的飛機(jī)播種牧草生產(chǎn)規(guī)程中規(guī)定，播種豆科牧草、豆科灌木必須用種子丸衣化方法接種根瘤菌（寧國(guó)贊等，1987）。在西部退耕還林還草中采用根瘤菌接種技術(shù)將有效地提高還林還草工程的質(zhì)量，促進(jìn)貧瘠土壤中苜蓿幼苗形成根瘤，改善苗期的氮營(yíng)養(yǎng)狀況，促進(jìn)苜蓿健康生長(zhǎng)，目前接種根瘤菌

4、已成為苜蓿栽培管理中重要的技術(shù)要求（寧國(guó)贊等，1998；王堃和陳默君，2001）。根瘤菌的接種效果受苜蓿品種的影響（曾照海等，2002），但目前關(guān)于這方面的研究很少。正基于此，本試驗(yàn)選擇了目前比較常見的苜蓿品種，探討接種根瘤菌對(duì)上述苜蓿品種的影響，以便為根瘤菌的合理使用提供理論借鑒和技術(shù)指導(dǎo)。1.材料與方法1.1 供試材料“多萌”根瘤菌：菌種為苜蓿根瘤菌（S. meliloti）有效活菌數(shù)2億個(gè)/克，雜菌率<1。供試紫花苜蓿品種：飛馬（Granduer）、阿爾岡金（Algonquin）、巨人（Ameristand+Z）、金皇后（Golden Empress）和牧歌（Amerigraze+

5、Z）。1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)地位于克勞沃草業(yè)技術(shù)開發(fā)中心基地，試驗(yàn)地塊為砂質(zhì)壤土。2002年9月翻地修畦后灌水播種，播種量30kg/hm2。分別對(duì)供試品種進(jìn)行接種處理，根瘤菌用量30g/hm2，以各品種對(duì)應(yīng)不接種處理為對(duì)照，4次重復(fù)，小區(qū)面積42×52。在苜蓿第一片真葉期測(cè)定苜蓿結(jié)瘤率和結(jié)瘤數(shù)，即統(tǒng)計(jì)幼苗根部可見的根瘤數(shù)。在2003年5月20日開始收割頭茬，并進(jìn)行稱重測(cè)產(chǎn)。2.結(jié)果分析 2.1接種對(duì)苜蓿結(jié)瘤的影響 2.1.1 接種對(duì)苜蓿幼苗結(jié)瘤率的影響 在苜蓿第一片真葉期調(diào)查苜蓿接種“多萌”根瘤菌后植株的結(jié)瘤率，結(jié)果見表1。表1接種根瘤菌對(duì)苜蓿幼苗結(jié)瘤率的影響苜蓿品種 結(jié)瘤率 對(duì)照 結(jié)菌

6、 接菌較對(duì)照增加率（）巨人609152牧歌579261金皇后518873阿爾岡金527850飛馬3680122 由表1可知接種根瘤菌明顯增加苜蓿幼苗的結(jié)瘤率，對(duì)不同品種來說均表現(xiàn)出類似趨勢(shì)，結(jié)瘤率最高可達(dá)到92，即使對(duì)阿爾岡金來說結(jié)瘤率也達(dá)到73。接種后各品種根系結(jié)瘤率均較對(duì)照增加50以上。不同品種影響根瘤的結(jié)瘤率，也影響根瘤菌接種后的結(jié)瘤情況。由表1可以看在不接種時(shí)，出巨人和牧歌這兩個(gè)品種的結(jié)瘤情況較好，結(jié)瘤率分別達(dá)到60和57。金皇后和牧歌的結(jié)瘤率也達(dá)到52，但對(duì)飛馬來說結(jié)瘤最差，結(jié)瘤率僅為36。接種后各品種間的結(jié)瘤情況變化不一，但均明顯高于各自對(duì)照，牧歌和巨人的結(jié)瘤率分別達(dá)到92和91，

7、其余依次為：金皇后>飛馬>阿爾岡金；結(jié)瘤率增幅依次為飛馬>金皇后 >牧歌>巨人>阿爾岡金，其中飛馬的結(jié)瘤率增幅達(dá)到122。可見“多萌”根瘤菌與上述苜蓿品種的匹配性很好，苜蓿結(jié)瘤率增幅均達(dá)到50以上，可以在紫花苜蓿播種前進(jìn)行接種處理。 2.1.2 接種根瘤菌對(duì)苜蓿接瘤數(shù)量的影響 在第一片真葉期統(tǒng)計(jì)接種“多萌”根瘤菌后苜蓿植株的結(jié)瘤數(shù)，結(jié)果見表2。表2接種根瘤菌對(duì)苜蓿幼苗結(jié)瘤量的影響品種根瘤數(shù)量（個(gè)/株）對(duì)照接菌接菌比對(duì)照增加（）巨人3.47.6124牧歌4.79.8109金皇后4.17.788阿爾岡金3.96.464飛馬2.47.1196由表2可知，紫花苜蓿的

8、結(jié)瘤數(shù)與品種有關(guān)，各品種苜蓿根系結(jié)瘤數(shù)表現(xiàn)為牧歌>金皇后>阿爾岡金>巨人>飛馬。接菌后植株結(jié)瘤數(shù)均明顯增加，各品種間結(jié)瘤數(shù)由高到低依次為牧歌>金皇后>巨人>飛馬>阿爾岡金。同對(duì)照相比，各品種在接種后根瘤數(shù)的增幅不同，飛馬的增幅最高，達(dá)到196，其余依次為巨人>牧歌>金皇后>阿爾岡金?？梢?，接種“多萌”根瘤菌后，盡管上述苜蓿品種的根系結(jié)瘤數(shù)增幅不同，但均明顯高于對(duì)照，表明“多萌”根瘤菌適應(yīng)的寄主范圍比較廣泛。2.2接種根瘤菌對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響從表3可知苜蓿的產(chǎn)量與品種有關(guān)，其中牧歌頭茬產(chǎn)量最高，飛馬產(chǎn)量最低，前者較后者高31.9，其

9、余依次為金皇后>阿爾岡金>巨人>飛馬。接種根瘤菌后能提早苜蓿的結(jié)瘤，增加結(jié)瘤數(shù)量，而根瘤是紫花苜蓿固氮的主要場(chǎng)所，通過生物固氮能為紫花苜蓿的生長(zhǎng)提供必需的氮素營(yíng)養(yǎng)，有利于苜蓿的生長(zhǎng)。由表3可以看出，接種根瘤菌后紫花苜蓿的產(chǎn)量均較對(duì)照明顯增加，其中以飛馬的增幅最高，達(dá)到了122.7，盡管阿爾岡金的增產(chǎn)幅度低于其他品種，但也達(dá)到56.3。以上結(jié)果表明，接種多萌根瘤菌能改善苜蓿的生長(zhǎng)，頭茬產(chǎn)量也得到明顯增加，可見接種根瘤菌不僅能夠增加苜蓿的結(jié)瘤率和結(jié)瘤數(shù)，還能夠改善苜蓿的生長(zhǎng)狀況，增加苜蓿單位面積的產(chǎn)草量。品種鮮草產(chǎn)量（kg/hm2）接菌比對(duì)照增加對(duì)照接菌鮮草量（kg/hm2）增產(chǎn)

10、率（%）巨人13310257001239079.6牧歌15700273001160073.9金皇后14750256001095074.2阿爾岡金1420022100790056.3飛馬119002650014600122.7表3.接種根瘤菌對(duì)苜蓿頭茬鮮重的影響3.結(jié)論：3.1苜蓿的結(jié)瘤率因品種而異，但接種“多萌”根瘤菌能增加苜蓿的結(jié)瘤率，其中飛馬在接種后結(jié)瘤率增幅最明顯，達(dá)到122。其他依次為金皇后 >牧歌>巨人>阿爾岡金。 3.2苜蓿根系結(jié)瘤量除受紫花苜蓿品種的影響外，還受根瘤菌接種與否的影響。3.3接種根瘤菌能增加苜蓿產(chǎn)量，增產(chǎn)效果因品種而異，其中飛馬的增產(chǎn)效果最為明顯，

11、增幅達(dá)到61，阿爾岡金的增產(chǎn)效果最差，但也達(dá)到30以上。參考文獻(xiàn):H·馬斯納著，曹一平, 陸景陵等譯.高等植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)M.北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社.1991.213-218寧國(guó)贊,李元芳,吳育英.豆科牧草種子丸衣化接種根瘤菌技術(shù)J.中國(guó)草業(yè)科學(xué),1987.(6):6063.寧國(guó)贊,李元芳,劉惠琴.我國(guó)豆科牧草根瘤菌選育及應(yīng)用研究的進(jìn)展J.中國(guó)草地，1989.(3):6873.寧國(guó)贊,劉惠琴,馬曉彤.紫花苜蓿接種根瘤菌的效果.草業(yè)科學(xué)，1992.(2):50-51.寧國(guó)贊,劉惠琴,馬曉彤.豆科根瘤菌及其應(yīng)用技術(shù).鄭州：中原農(nóng)民出版社，1998.王堃，陳默君. 苜蓿產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)M.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2001.沈世華，荊玉祥. 中國(guó)生物固氮研究現(xiàn)狀和展望J. 科學(xué)通報(bào)，2003.(48)6:535-539寧國(guó)贊,劉惠琴,馬曉彤.生物固氮技術(shù)在退耕還林還草中的應(yīng)用J.中國(guó)草地，2001.23（4）:69-72曾照海，陳丹寧，隋新華等.苜蓿高效根瘤菌的篩選J. 草業(yè)科學(xué)（增刊