豆科不同作物结瘤特性_陈玺同.pdf

第 43 卷 第 1 期 高 师 理 科 学 刊 Vol.43 No.1 2023 年 1 月 Journal of Science of Teachers College and University Jan.2023 文章编号：1007-9831（2023）01-0051-04 豆科不同作物结瘤特性 陈玺同1，翟羽佳1，张靖霄1，张玥1，蔡若楠1，李晓雪1，张光祥1，韩冬伟2，付学鹏1（1.齐齐哈尔大学 生命科学与农林学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）摘要：以“齐农 33 号”大豆、红芸豆、“齐农绿 1 号”绿豆、双色豆、黑肾豆、雀蛋豆和“澳洲红玉”豌豆为研究对象，调查其结瘤特性结果表明，“澳洲红玉”豌豆在播种后 20 d 即结瘤，其它 6 种作物在 30 d 后结瘤红芸豆、黑肾豆、“澳洲红玉”豌豆的结瘤多，显著多于其它 4 种作物“齐农 33 号”大豆、“齐农绿 1 号”绿豆和“澳洲红玉”豌豆的根瘤较大，平均直径为2.652.96 cm，显著大于其它作物根瘤的表面颜色以黄色或淡黄色为主，多为球形；而“澳洲红玉”豌豆的根瘤则为乳白色，长枣状或其它形状根瘤开始形成时多聚集于主根上部，后在主根中部及侧根也有分布 关键词：豆科作物；结瘤时间；结瘤数；结瘤部位 中图分类号：Q945 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2023.01.011 Nodulation characteristics of leguminous different crops CHEN Xitong1，ZHAI Yujia1，ZHANG Jingxiao1，ZHANG Yue1，CAI Ruonan1，LI Xiaoxue1，ZHANG Guangxiang1，HAN Dongwei2，FU Xuepeng1（1.School of Life Sciences，Agriculture and Forestry，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China；2.Qiqihar Branch Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Qiqihar 161006，China）AbstractAbstract：Qinong 33 soybean，Red kidney bean，Qinongl 1 mung bean，Bicolor bean，Black kidney bean，Bird egg bean and Aaozhouhongyu pea were taken as the research objects to explore their characteristics of nodulationThe results showed that Aozhouhongyu peas nodulated 20 days after sowing，while the other six crops nodulated 30 days after sowingRed kidney beans，Black kidney beans and Aozhouhongyu peas have more nodules than the other four cropsQinong 33 soybean，Qinongl 1 mung bean and Aozhouhongyu peas have larger root nodules than the other crops，and the average diameter is 2.652.96 cm The surface color of nodule is mainly yellow or light yellow，and mostly spherical The root nodules of Aozhouhongyu peas are milky white，long jujube shaped or other shapesNodules began to form in the upper part of the main root，and later in the middle part of the main root and lateral roots Key wordsKey words：leguminous crops；time of nodulation；number of nodulation；site of nodulation 豆科植物能够与根瘤菌共生形成根瘤，根瘤菌可以固氮，使作物增产，如大豆施用含根瘤菌、固氮菌的复合菌剂可使大豆增产 36.1%1，减施 50%氮肥并接种根瘤菌能增产 7.77%2不仅如此，根瘤菌还在土 收稿日期：2022-09-15 基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（S202210232111，x202210232071）作者简介：陈玺同（2003-）男，黑龙江哈尔滨人，在读本科生E-mail： 通信作者：付学鹏（1979-），男，山东临沂人，副教授，博士，从事微生物资源开发与利用研究E-mail： 52 高 师 理 科 学 刊 第 43 卷 壤改良和农业可持续发展等方面发挥重要作用3104目前，人们对根瘤的形成机理、根瘤菌与豆科植物互作等方面研究得比较深入4-6，但是由于根瘤菌和豆科植物的多样性，以及根瘤菌与不同豆科植物宿主的匹配性不同，根瘤菌在农业生产上的应用研究还需要更深入3103特别值得注意的是，在农业生产上施用根瘤菌剂接种豆科作物时，选择什么时期接种更有利于作物结瘤，不同豆科作物结瘤的数量、根瘤的大小、根瘤的部位是怎样的，这些问题的解决将为根瘤菌剂的施用提供理论依据本文以“齐农 33 号”大豆、红芸豆、“齐农绿 1 号”绿豆、双色豆、黑肾豆、雀蛋豆和“澳洲红玉”豌豆为研究对象，探索它们在播种后不同时间（10，20，30，40，50，60 d）根系的根瘤数量、颜色、大小、结瘤部位等形态学特征，以期明确这 7 种豆科作物的结瘤特性，为根瘤菌剂的开发和施用提供理论参考 1 材料与方法 1.1 实验材料“齐农 33 号”大豆、红芸豆、“齐农绿 1 号”绿豆（黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院）；雀蛋豆、黑肾豆、双色豆、“澳洲红玉”豌豆（京东商城）土壤（齐齐哈尔市富拉尔基区田土，其基本理化性质为：有机质含量 23.23 g/kg，碱解氮含量 293 mg/kg，有效磷含量 238.58 mg/kg，速效钾含量 93.21 mg/kg，pH7.23，电导率 1.31 mS/cm）土壤过筛（4 目），去掉大颗粒土壤和杂质，装盆前充分混合均匀；塑料花盆（10 cm15 cm）盆栽实验在齐齐哈尔大学温室中完成 1.2 实验方法 将 7 种作物的种子分别播种于每个盛满土的盆中，每种作物种植 18 盆，每盆播种 7 粒从播种之日算起，每隔 10 d 取样观察根瘤情况，每次每种作物观察 3 盆，共观察 6 次在取样时，为了防止根系被破坏，先用流水冲掉根系上面的土，小心去除根系上附着的草屑等杂质，之后用清水清洗数次，至根系完全清洗干净，记录根瘤的数量、颜色、结瘤部位等，用游标卡尺（得力 DL91150）测量根瘤的直径（“十字”交叉法）使用 Microsoft Excel 2010 对数据进行汇总，采用 SPSS 16.0（SPSS Inc，USA）软件对不同处理间的差异显著性进行 one-way ANOVA 分析，检验水平为 P0.5 2 结果与分析 2.1 根瘤数量 7 种豆科作物播种不同时间后结瘤数量情况见表 1由表 1 可见，在 7 种豆科作物中，“齐农 33 号”大豆、红芸豆、“齐农绿 1 号”绿豆、双色豆、黑肾豆、雀蛋豆 6 种作物在播种 30 d 后出现根系结瘤，并且每种作物都是随着时间的延长，结瘤数量增加其中“齐农 33 号”大豆、“齐农绿 1 号”绿豆、双色豆和雀蛋豆结瘤较少，播种 60 d 后根系结瘤数平均值分别为 6，5.6，6.8，3.8 个/株红芸豆和黑肾豆结瘤数在播种 50 d 后显著增加，到 60 d 时分别达到 24.3，59.5 个/株与前 6 种作物不同的是，“澳洲红玉”豌豆在播种 20 d 后观察到根系结瘤，从 30 d 开始，结瘤数量开始迅速增加，到 60 d 时达到 58.9 个/株结果表明，不同豆科作物的结瘤情况有一些共性，如大部分作物结瘤大约从播种 30 d 左右开始，并且随着时间的延长，结瘤数量呈增长的趋势非共性的特点为，有些豆科作物结瘤较早（“澳洲红玉”豌豆），从大约播种后 20 d 开始 表 1 7 种豆科作物播种不同时间后结瘤数量（平均值）个株-1 作物 t/d 10 20 30 40 50 60“齐农 33 号”大豆 0 0 2.00.124b 3.50.551c 5.40.315d 6.00.556c 红芸豆 0 0 2.50.265c 6.00.521b 18.01.215c 24.30.982b“齐农绿 1 号”绿豆 0 0 1.90.421b 2.40.214c 4.80.815d 5.60.254c 双色豆 0 0 1.50.632bc 3.00.325c 4.70.962d 6.80.662c 黑肾豆 0 0 3.00.751c 6.00.214b 37.51.254b 59.52.584a 雀蛋豆 0 0 1.00.145c 2.20.858c 2.40.451d 3.80.261c“澳洲红玉”豌豆 0 2 18.61.425a 32.72.145a 49.72.210a 58.93.458a 第 1 期 陈玺同，等：豆科不同作物结瘤特性 53 2.2 根瘤大小分析 7 种豆科作物播种不同时间后根瘤大小见表 2由表 2 可见，在开始结瘤后，根瘤不断增大在 60 d时，根瘤平均直径超过 2 mm 的作物为“齐农 33 号”大豆、“齐农绿 1 号”绿豆、“澳洲红玉”豌豆；红芸豆、双色豆、黑肾豆、雀蛋豆 4 种作物的根瘤平均直径在 12 mm 之间 表 2 7 种豆科作物播种不同时间后根瘤大小 mm 作物 t/d 10 20 30 40 50 60“齐农 33 号”大豆-0.740.065b 0.960.041b 2.400.356a 2.840.769a 红芸豆-0.430.035c 0.450.032d 1.240.521b 1.460.658b“齐农绿 1 号”绿豆-0.730.041b 0.750.062c 2.220.362a 2.650.558a 双色豆-0.120.008d 0.600.052c 1.230.253b 1.320.189b 黑肾豆-0.380.095c 0.540.032c 1.120.214b 1.210.625b 雀蛋豆-0.210.014d 0.420.025d 0.980.085b 1.110.845b“澳洲红玉”豌豆-0.95 1.280.012a 1.640.145a 2.790.254a 2.960.984a 注：“-”表示无此项下同 2.3 根瘤颜色、形状及在根系上的分布 7 种豆科作物根瘤颜色、形状及在根系上的分布情况见表 3由表 3 可见，“澳洲红玉”豌豆的根瘤为乳白色，其它 6 种作物的颜色主要以黄色、淡黄色为主“澳洲红玉”豌豆的根瘤如长枣状，其它 6 种作物的根瘤形状主要为椭球形和球形从位置上看，7 种豆科作物的根瘤都是先出现在主根的上部，较为集中；随着时间的延长，主根中部及侧根上也开始长出根瘤，分布较为分散 表 3 7 种豆科作物根瘤颜色、形状及在根系上的分布 作物 t/d 20 30 40 50 60“齐农 33 号”大豆-黄色；主根 上部，聚集 黄色；椭球形；主根上部，聚集 黄色的瘤状物；椭球形；主根 中上部位聚集，侧根上分散 黄色的瘤状物；椭球形