全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（３）：６４４－６５４ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０３１１
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０１－１７　　　接受日期：２０１４－０６－１７　　　网络出版日期：２０１５－０２－１２
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（３１２００３８８）；国家８６３计划（２０１３ＡＡ１０２８０２－０４）；现代农业产业技术体系建设专项支持项目
（ＣＡＲＳ－０４）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（２０１３－１）资助。
作者简介：刘丽（１９８９—），女，山东临沂人，硕士，主要从事微生物生态方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｌｉ＿＿ａｂｃ＠１６３ｃｏｍ
 通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｌｉ＠ｃａａｓ．ａｃ．ｃｎ
根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和
土壤酶活的影响
刘 丽１，２，马鸣超２，３，姜 昕２，３，关大伟２，３，杜秉海１，曹凤明２，３，李 俊２，３
（１山东农业大学生命科学学院，山东省农业微生物重点实验室，山东泰安 ２７１０１８；２中国农业科学院农业资源
与农业区划研究所，北京 １０００８１；３农业部微生物产品质量安全风险评估实验室，北京 １０００８１）
摘要：【目的】慢生大豆根瘤菌和胶质类芽孢杆菌单一菌株固氮或促生效果及机理已有较多研究，但两者双接种对
作物的作用和增产机理尚未有所报道。本研究以慢生大豆根瘤菌５１３６与胶质类芽孢杆菌３０１６为研究对象，通过
田间小区试验研究根瘤菌与促生菌不同施用模式对大豆生长和土壤酶活的影响，以期为开发新型高效复合菌剂提
供理论依据。【方法】试验设对照（Ｔ１）、接种胶质类芽孢杆菌 ３０１６菌剂（Ｔ２）、接种慢生大豆根瘤菌 ５１３６菌剂
（Ｔ３），胶质类芽孢杆菌３０１６和慢生大豆根瘤菌５１３６双接种（Ｔ４）和常规施肥（Ｔ５）５个处理，分别于大豆不同生育
期调查大豆的农艺性状和结瘤状况，测定土壤酶活性，用 ＢＯＸ－ＰＣＲ技术监测慢生大豆根瘤菌５１３６的占瘤率。
【结果】１）在大豆成熟期，双接种（Ｔ４）处理的大豆单株分枝数、单株粒数、收获指数和产量均为最高，分别比 Ｔ１高
１１３％、９７％、４１０％和９３％，且单株空荚数最低，比Ｔ１降低了４４０％。２）在花荚期，双接种（Ｔ４）处理的占瘤率
为２５４％，比Ｔ３处理高８０％，且单株根瘤数和单株根瘤干重均为最高，分别比Ｔ１高４１６％和４７１％；说明双接
种处理下，胶质类芽孢杆菌 ３０１６能够促进慢生大豆根瘤菌５１３６结瘤固氮。３）接种微生物菌剂均可不同程度地提
高土壤酶活性，以双接种（Ｔ４）处理的效果最为显著，在大豆成熟期，土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性均为最高，
分别比对照高１２９％、８９％和９４％。４）相关性分析表明，土壤酶活性与大豆收获指数显著正相关或极显著正相
关（Ｐ＜００１或Ｐ＜００５），其中过氧化氢酶与产量显著正相关；单株根瘤数和单株根瘤干重均与收获指数和蔗糖
酶活性呈极显著正相关，与产量呈显著正相关。【结论】慢生大豆根瘤菌和胶质类芽孢杆菌双接种可以促进大豆生
长，显著增加大豆的单株分枝数、单株粒数、收获指数和占瘤率，降低单株空荚数，增加大豆产量，同时可显著提高
相关土壤酶活性，是一种节本增效的农艺措施。
关键词：慢生大豆根瘤菌；胶质类芽孢杆菌；复合双接种；大豆；占瘤率；土壤酶活
中图分类号：Ｓ１４４３；Ｓ５６５１０１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０３－０６４４－１１
ＥｆｅｃｔｏｆＲｈｉｚｏｂｉａａｎｄＰＧＰＲｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｎｓｏｙｂｅａｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ
ＬＩＵＬｉ１，２，ＭＡＭｉｎｇｃｈａｏ２，３，ＪＩＡＮＧＸｉｎ２，３，ＧＵＡＮＤａｗｅｉ２，３，ＤＵＢｉｎｇｈａｉ２，３，ＣＡＯＦｅｎｇｍｉｎｇ２，３，ＬＩＪｕｎ２，３
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，
Ｔａｉ’ａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＲｅｇｉｏｎａｌＰｌａｎｎｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；３ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＱｕａｌｉｔｙ＆ＳａｆｅｔｙＲｉｓｋＡｓｅｓｍｅｎｔｆｏｒＭｉｃｒｏｂｉａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ，
ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅｅｆｅｃｔｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｎｓｉｎｇｌｅｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＰａｅｎｉｂａｃｉｌｕｓｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓａｎｄ
Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ，ｂｕｔｆｅｗｏｎｔｈｅｔｈａｔｏｆｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆｔｈｅｍ．Ａｆｉｅｌｄ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃａｒｉｅｄｏｕｔｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｒｈｉｚｏｂｉａａｎｄＰＧＰＲｏｎｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｓｏｙｂｅａｎｇｒｏｗｔｈａｎｄ
ｎｏｄｕｌａｔｉｏｎ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】ＦｉｖｅｄｉｆｅｒｅｎｔｓｗｉｔｈｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙＴ１
３期　　　 刘丽，等：根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响
（ＣＫ），Ｔ２（ｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＰａｅｎｉｂａｃｉｌｕｓｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６），Ｔ３（ｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＢｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６），Ｔ４
（ｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＰ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６ａｎｄＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６）ａｎｄＴ５（ｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｄｏｓｅ）．Ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅ
ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｓｏｙｂｅａｎｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｏｆｓｏｙｂｅａｎａｎｄｔｈｅｎｏｄｕｌｅｏｃｃｕｐａｎｃｙｏｆＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ
５１３６ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＢＯＸ－ＰＣＲｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｎｏｄｕｌｅｏｃｃｕｐａｎｃｙｏｆＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６【Ｒｅｓｕｌｔｓ】１）Ａｔ
ｍａｔｕｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｓ，ｓｏｙｂｅａｎｇｒｏｗｔｈｔｒａｉｔｓ，ｂｒａｎｃｈｎｕｍｂｅｒｐｅｒｐｌａｎｔ，ｓｅｅｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ，ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘａｎｄｙｉｅｌｄｉｎｔｈｅ
Ｔ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１１３％，９７％，４１０％ ａｎｄ９３％ ｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｏｓｅ
ｉｎｔｈｅＴ１ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅｅｍｐｔｙｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔｉｎＴ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔ，ａｎｄｗａｓ４４０％ ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎ
ｔｈｅＴ１ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｐｒｏｓｐｅｒｏｕｓｅｆｅｃｔｏｆｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｏｙｂｅａｎｔｒａｉｔｓ．２）Ｔｈｅｎｏｄｕｌｅ
ｏｃｃｕｐａｎｃｙｏｆＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６ｉｎｔｈｅＴ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓ２５４％，ａｎｄ８０％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎＴ３ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｎｏｄｕｌｅｓ
ｐｅｒｐｌａｎｔ，ｎｏｄｕｌｅｄｒｙｍａｔｅｒｐｅｒｐｌａｎｔｉｎｔｈｅＴ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｘｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄ
ｐｏｄｄｉｎｇｐｅｒｉｏｄｓ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄ４１６％ ａｎｄ４７１％ ｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｏｓｅｄｉｎｔｈｅＴ１ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔＰ．
ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６ｗａｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｎｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６３）Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６ａｎｄＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ
５１３６ｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｃａｔａｌａｓｅ，ｕｒｅａｓｅａｎｄｉｎｖｅｒｔａｓｅｉｎｓｏｉｌ．Ｄｕｒｉｎｇｍａｔｕｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｓ，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ
ｔｈｅｓｅｅｎｚｙｍｅｓｉｎＴ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎｄｗｅｒｅ１２９％，８９％ ａｎｄ９４％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎＴ１ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．４）Ｔｈｅｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｅｄ（Ｐ＜００１）ｏｒｐｏｓｉｔｉｖｅ
ｃｏｒｅｌａｔｅｄ（Ｐ＜００５）ｗｉｔｈｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ，ａｎｄｃａｔａｌａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｙｉｅｌｄ．Ｎｏｄｕｌｅｓｐｅｒｐｌａｎｔ
ａｎｄｎｏｄｕｌｅｄｒｙｍａｔｅｒｐｅｒｐｌａｎｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘａｎｄｉｎｖｅｒｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｙｉｅｌｄ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】ＣｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＰ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６ａｎｄＢ．
ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６ｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｙｂｅａｎｂｒａｎｃｈｎｕｍｂｅｒｐｅｒｐｌａｎｔ，ｓｅｅｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ，ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ，ｔｈｅ
ｙｉｅｌｄａｎｄｎｏｄｕｌｅｏｃｃｕｐａｎｃｙ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｍｐｔｙｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔ
ｔｈｅｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔｏｆＰ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６ａｎｄＢ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６ｉｓａｎｏｐｔｉｍａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｉｎｓｏｙｂｅａｎ
ｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ牷Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｕｓｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ牷ｃｏｉｎｏｃｕｌａｎｔ牞ｓｏｙｂｅａｎ牷ｎｏｄｕｌｅｏｃｃｕｐａｎｃｙ牷
ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ
　　大豆既是重要的粮食作物，又是重要的油料和
蛋白作物，在我国农业生产及社会经济生活中占有
重要地位。当前我国高达 ８５％的大豆都依赖进
口［１］，这严重制约了本土大豆产业的发展，因此，提
高大豆产量和效益已成为我国大豆产业研究的热点
之一。以根瘤菌菌剂为代表的微生物制剂因其具有
培肥地力、节本增效、提高化肥利用率和农作物品
质、降低农作物病害等多方面的独特作用，已成为发
展绿色生态农业的不可替代的投入品。
传统的根瘤菌菌剂往往存在着环境适应性差、
占瘤率低和接种效果不稳定等问题，制约了其应用
和发展。近年来，根瘤菌剂已由单一菌种、单一功能
向复合菌种、多功能方向发展，将大豆根瘤菌与其它
有益微生物复合，会更有利于大豆根瘤菌的固氮作
用，并已成为大豆根瘤菌剂和其它微生物制剂的研
发方向。植物根际促生菌（ＰｌａｎｔＧｒｏｗｔｈＰｒｏｍｏｔｉｎｇ
Ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ）可通过分泌植物激素、拮抗病原微生
物或诱导植物产生系统抗性等方式促进植物生长，
增加作物产量［２－３］。已有研究表明［４］，ＰＧＰＲ菌株与
根瘤菌复合接种，能进一步促进根瘤菌结瘤固氮，并
通过两者协同作用，提高土壤肥力和养分利用率。
Ｅｌｋｏｃａ等［５］发现具有解磷作用的巨大芽孢杆菌Ｍ－
３与根瘤菌双接种能够提高鹰嘴豆的植株生物量、
根瘤干重、固氮酶活性和作物产量；Ａｔｉｅｎｏ等［６］将
枯草芽孢杆菌ＭＩＢ６００分别与２株日本慢生根瘤菌
５３２ｃ和ＲＣＲ３４０７混合接种，有效提高了根瘤鲜重
和大豆生物量；韩光等［７］通过混合接种巨大芽孢杆
菌、联合固氮菌和硅酸盐细菌，显著提高了紫花苜蓿
瘤质量和土壤根瘤菌、固氮菌数量；Ｃａｍａｃｈｏ等［８］研
究发现，芽孢杆菌 ＣＥＣＴ４５０和根瘤菌复合接种能
够促进大豆或豌豆的生长发育，刺激根瘤菌的种群
数量及结瘤。
胶质类芽孢杆菌（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｕｓｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ）
３０１６是本课题组前期分离筛选的１株 ＰＧＰＲ菌株，
已研究证实它能够溶磷解钾，产生有机酸、氨基酸、
激素等物质，改善植物营养，促进植株生长［９－１１］。
目前，对胶质类芽孢杆菌和大豆根瘤菌单一菌株促
生或固氮作用及机理已有相关研究［１２－１４］，但对两者
５４６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
双接种对大豆的促生效果和增产机理尚未有所报
道。本研究将以 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６与日本慢生
根瘤菌（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ）５１３６为研究对
象，通过田间小区试验研究根瘤菌与促生菌复合接
种对大豆生长、结瘤状况和土壤酶活性的影响，旨在
为开发新型高效复合菌剂提供理论依据，并为研究
不同菌株之间的协同机制和菌株与植物的互作机制
奠定基础。
１　材料与方法
１１　试验材料
供试菌种 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６、Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ
５１３６均为本实验室保存；供试大豆品种为鲁豆 １
号；所用肥料为农大复合肥（Ｎ１５０％、Ｐ２Ｏ５１５％、
Ｋ２Ｏ１５％）；培养基成分参照文献［１１］；ＰＣＲ扩增所
用的 Ｔａｑ酶、ｄＮＴＰｓ等分子生物学试剂均购于大连
宝生物有限公司，其他试剂均为进口或国产分析纯；
ＢＯＸ－ＰＣＲ的引物由生工生物工程（上海）有限公
司合成。
１２　试验方法
１２１发酵液的制备　将 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６和
Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６分别接种到培养基茄子瓶斜面
上，３０℃分别培养３ｄ、８ｄ，使菌体布满整个培养平
面。刮取表面生长的菌苔，用无菌水混匀稀释至适
宜浓度，即得菌株发酵液；稀释涂布平板法计算其有
效活菌数。
１２２试验设计　田间小区试验在泰安市农科院邱
家店科研基地进行，试验地土壤为沙壤土，有机质含
量１１８０ｇ／ｋｇ，全氮０７７ｇ／ｋｇ，有效磷１１１４ｇ／ｋｇ，
速效钾５０８４ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ６５２。试验设５个处理，分
别为对照（Ｔ１），接种３０１６菌剂（Ｔ２），接种５１３６菌
剂（Ｔ３），３０１６和５１３６复合双接种（Ｔ４）和常规施肥
（Ｔ５），每处理４个重复。小区长５５ｍ，宽２４ｍ，
共２０个小区，随机区组排列。大豆种植行距 ６０
ｃｍ，株距８ １０ｃｍ，每小区种植约２００株。
Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６和 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的
接种方式均为发酵液拌种，前者有效活菌数为３２
×１０９ｃｆｕ／ｍＬ，每千克种子拌种１００ｍＬ；后者有效活
菌数为１０×１０１０ｃｆｕ／ｍＬ，每千克种子拌种３０ｍＬ。
常规施肥处理施复合肥，施用量为６００ｋｇ／ｈｍ２。在
大豆整个生育期内，各处理田间管理措施完全相同。
１３　测定项目和方法
１３１大豆农艺性状调查　根据大豆的生育特点，
分别在花荚期（５０ｄ）、鼓粒期（８０ｄ）每小区选 １０
株，测定大豆的株高及叶片叶绿素含量。叶绿素含
量用手持叶绿素仪即时测定；在大豆成熟期（１１０ｄ）
测定株高，并调查大豆的单株分枝数、单株荚数、单
株空荚数、单株粒数，单株籽粒重和单株生物量及千
粒重，每小区选５株。每个处理选取代表性的样点
测定大豆产量。
１３２大豆结瘤情况调查和占瘤率测定
１）大豆结瘤情况调查　在花荚期调查大豆结
瘤情况，具体方法为：用铁锨在大豆根部将植株完整
挖出，尽量避免破坏根瘤，将根系自植株根部节点剪
下，用自来水轻轻冲洗干净，取下根系所有根瘤，记
录单株根瘤数并测单株根瘤干重；采集 Ｔ３和 Ｔ４处
理的大豆根系样品做占瘤率测定，根据根瘤大小及
在主、侧根的分布，选择新鲜未损伤的代表根瘤，将
其连同一小部分根一同剪下，置于装有５０％灭菌甘
油的塑料管中，４℃保存备用。
２）Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６占瘤率的测定
①根瘤菌的分离纯化　将根瘤用无菌水冲洗干
净，用９５％乙醇浸泡３０ｓ，０１％升汞浸泡５ｍｉｎ，无
菌水冲洗６次，在平皿中用镊子挤压出汁，沾取汁液
在ＹＭＡ平板上三区划线，３０℃培养直至长出菌落；
采用稀释涂布和平板划线法进一步纯化，镜检，挑取
单菌落，接入ＹＭＡ斜面保存备用。
②根瘤菌ＤＮＡ的提取　将供试根瘤菌接种到
装有１０ｍＬＴＹ培养液的试管中，３０℃，２００ｒ／ｍ摇
床培养３ ５ｄ，收集全部菌液至１０ｍＬ离心管中，
１０００ｒ／ｍ离心４ｍｉｎ，收集菌体。用１×ＴＥ洗涤菌
体并将其转移至２ｍＬＥＰ管中，用Ｂｅａｄｂｅａｔｅｒ法［１５］
提取根瘤菌总ＤＮＡ。
③ＢＯＸ－ＰＣＲ　ＢＯＸ－ＰＣＲ的引物序列为：
ＢＯＸＡ１Ｒ５′－ＣＴＡＣＧＧＣＡＡＧＧＣＧＡＣＧＣＴＧＡＣＧ－３′，
反应条件和体系参照文献［１６］，琼脂糖凝胶电泳检
测扩增结果。
１３３土壤样品采集和酶活性测定　分别在大豆播
种前（０ｄ）、在花荚期（５０ｄ）、鼓粒期（８０ｄ）和成熟
期（１１０ｄ）用蛇形５点采样法，采集５—２０ｃｍ土样，
用于土壤酶活性的测定。播种前在小区内随机取
样，大豆生育期采集大豆根际土壤样品。
土壤过氧化氢酶活性的测定采用高锰酸钾滴定
法，以１ｇ干土２０ｍｉｎ内消耗的００２ｍｏｌ／ＬＫＭｎＯ４
体积数表示；土壤脲酶活性采用苯酚钠 －次氯酸钠
比色法，结果以２４ｈ后１ｇ土壤中ＮＨ３－Ｎ的ｍｇ数
表示；土壤蔗糖酶活性用３，５－二硝基水杨酸比色
法，结果以 ２４ｈ后 １ｇ干土生成葡萄糖的 ｍｇ数
６４６
３期　　　 刘丽，等：根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响
表示［１７］。
１４　数据分析
用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ１９０软件对数据进行统计分
析，采用单因素方差 ＡＮＯＶＡ分析和 Ｄｕｎｃａｎ新复极
差法分析差异显著性 （Ｐ＜００５）；用 Ｑｕａｎｔｉｔｙ
Ｏｎｅ４６２软件对ＢＯＸ－ＰＣＲ结果进行占瘤率分析。
２　结果与分析
２１　不同处理对大豆生长的影响
２１１对株高和叶片叶绿素含量的影响　植株株高
和叶片叶绿素是衡量植物在生长阶段是否健壮的重
要标志之一。从表１可以看出，大豆鼓粒期和成熟
期的株高反低于花荚期，原因是随着大豆的成熟，部
分植株茎秆弯曲变形或叶片脱落。在这３个时期，
双接种处理（Ｔ４）的株高均高于其他处理，Ｔ２和 Ｔ３
处理的大豆株高在生育后期亦略优于Ｔ５，说明菌剂
对大豆的促生作用时间较长，可影响整个生长期。
大豆叶片叶绿素含量在花荚期和鼓粒期均呈
Ｔ４＞Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５＞Ｔ１的趋势，基本与株高的表现相
一致，其中花荚期Ｔ４处理的叶绿素含量显著高于其
他处理，此时期是大豆开花并准备结荚，从营养生长
向生殖生长转化的关键时期，此时的叶绿素含量差
异较为明显。鼓粒期各处理的叶片叶绿素含量差异
不显著，主要是此时期大豆主要生长荚果。
表１　不同处理对不同时期大豆株高和叶片叶绿素含量的影响
Ｔａｂｌｅ１　Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｓｏｙｂｅａｎｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｃｏｎｔｅｎｔｓａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
株高 Ｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔ（ｃｍ）
花荚期
Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＆Ｐｏｄｄｉｎｇ
鼓粒期
Ｐｏｄｆｉｌｉｎｇ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｎｇ
叶绿素含量Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｄｍ２）
花荚期
Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ＆Ｐｏｄｄｉｎｇ
鼓粒期
Ｐｏｄｆｉｌｉｎｇ
Ｔ１ ６８７６±２１５ｃ ５３８１±１０１ｂ ６１７５±２８３ａ ２６３５±０９６ｄ １９４１±０９１ａ
Ｔ２ ７３０３±１１８ｂ ５６９０±２７４ａ ６２８５±３７０ａ ２８８４±０９３ｂ ２０１３±１３９ａ
Ｔ３ ７２５９±０９１ｂ ５７２５±３１２ａ ６１７３±１８６ａ ２７８６±０６５ｂｃ ２０８１±１３６ａ
Ｔ４ ７４８５±０５４ａ ５９０４±１６１ａ ６３２５±０５０ａ ２９４１±１０１ａ ２１１９±０７７ａ
Ｔ５ ７１９５±２２５ｂ ５６５４±１２２ａ ６１５９±０５３ａ ２７３６±１００ｃｄ ２０９６±０７７ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２１２对大豆成熟期农艺性状的影响　大豆成熟期
的单株分枝数以 Ｔ４处理最高并显著高于 Ｔ１，其他
处理间差异不显著（表２）；单株荚数以 Ｔ４和 Ｔ５处
理最多，显著高于 Ｔ１和 Ｔ２；单株空荚数 Ｔ４处理最
少，比Ｔ１降低了４４０％，显著低于其他处理，说明
在本试验条件下Ｔ４处理的荚果结籽效果最好，其他
处理差异不显著；单株粒数也以Ｔ４处理最大，比Ｔ１
增加９７％，显著高于其他处理；Ｔ３、Ｔ４和 Ｔ５处理
的千粒重差异性不显著，但均显著高于Ｔ１和Ｔ２，说
明接种根瘤菌菌剂可提高籽粒的千粒重，且双接种
的效果略好，但与施化肥处理（Ｔ５）相差不大。综合
比较成熟期大豆的农艺性状可知，Ｔ１处理的大豆植
株弱小，单株分枝少，结荚少且果荚空瘪无粒数较
多，使大豆籽粒干瘪、量少；双接种处理（Ｔ４）的大豆
植株生长健壮，单株分枝多，结荚多且果荚籽粒饱
满、量多，表现出显著的优良性状，说明双接种对大
豆成熟期农艺性状的改善效果更为显著。
２１３对大豆收获指数和产量的影响　收获指数
（ＨａｒｖｅｓｔＩｎｄｅｘ，ＨＩ，籽粒重／生物量）反映作物群体
光合同化物转化为经济产品的能力，是评价作物品
种产量水平和栽培成效的重要指标。收获指数有着
较高的遗传力，同时也受到环境条件的制约。由不
同处理大豆的收获指数和产量（表３），可以看出，Ｔ４
处理的收获指数高达０５５，显著高于其他处理；Ｔ２
处理显著高于 Ｔ１和 Ｔ５，Ｔ３显著高于 Ｔ１，说明接种
菌剂均有利于收获指数的提高，且以双接种处理效
果更好。Ｔ４处理大豆的增产效果最为明显，产量显
著高于 Ｔ１和 Ｔ２；Ｔ３处理的产量略高于常规施肥
（Ｔ５），但显著高于对照（Ｔ１）。双接种处理的大豆产
量可达２３９１３６ｋｇ／ｈｍ２，增产率９３％。
７４６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表２　大豆成熟期的农艺性状
Ｔａｂｌｅ２　Ｓｏｙｂｅａｎｃｈａｒａｃｔｅｒｓａｔｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
单株分枝数
Ｂｒａｎｃｈｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
单株荚数
Ｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（ｐｏｄ／ｐｌａｎｔ）
单株空荚数
Ｅｍｐｔｙｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
单株粒数
Ｓｅｅｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（ｇｒａｉｎ／ｐｌａｎｔ）
千粒重
１０００ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ
（ｇ）
Ｔ１ ３９８±０２８ｂ ７５５５±０７８ｃ １７５±０１３ｂ １４２５８±２１７ｃ １６４５３±１６７ｂ
Ｔ２ ４２５±０１７ａｂ ７６８８±１１８ｂｃ １７３±０２２ｂ １４６９０±１２５ｂｃ １６４７３±１５７ｂ
Ｔ３ ４３０±０２２ａｂ ７８７８±１６６ａｂ １５３±０１７ｂ １４９３３±３６９ｂ １６８２５±０９４ａ
Ｔ４ ４４３±０１７ａ ７９１０±１４２ａ ０９８±０２２ａ １５６４８±４０７ａ １６９１０±０６２ａ
Ｔ５ ４２８±０１５ａｂ ７９８０±１２２ａ １７３±０２１ｂ １４５１５±３２１ｂｃ １６９１９±１８４ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表３　不同处理大豆的收获指数和产量
Ｔａｂｌｅ３　Ｓｏｙｂｅａｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘａｎｄｙｉｅｌｄｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
产量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｙｉｅｌｄ
增产率（％）
Ｉｎｃｒｅａｓｅｒａｔｅ
Ｔ１ ０３９±０００６７ｄ ２１８７１２±３２６５ｃ
Ｔ２ ０４７±０００９０ｂ ２２５６６６±５０４４ｂｃ ３２
Ｔ３ ０４５±０００９１ｂｃ ２３４５００±５７３５ａｂ ７２
Ｔ４ ０５５±００１３１ａ ２３９１３６±５１７０ａ ９３
Ｔ５ ０４５±００２１６ｃ ２３２１５９±７８７６ａｂ ６１
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２２　不同处理对大豆结瘤和占瘤率的影响
２２１大豆的结瘤状况　花荚期是大豆生育最旺盛
的时期，此时大豆结瘤固氮往往达到最高峰，调查该
时期的大豆结瘤情况并加以比较，可以分析大豆生
长前期共生固氮的营养供应状况。由表４可知，双
接种（Ｔ４）处理的单株根瘤数和单株根瘤干重均显
著高于其他处理，比根瘤菌单接种（Ｔ３）处理分别高
２４５％和２５０％，同时，Ｔ２处理显著高于 Ｔ１和 Ｔ５
处理，说明促生菌 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ能够有效促进
Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ在大豆根部结瘤。
２２２　Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的占瘤率　分别在Ｔ３和
Ｔ４处理的大豆采集根瘤约５００个，对根瘤进行分离
纯化，各得到１５５株和１２６株大豆根瘤菌，提取各菌
株ＤＮＡ，进行 ＢＯＸ－ＰＣＲ，部分菌株的电泳图谱如
图１所示。两处理各菌株的 ＢＯＸ－ＰＣＲ电泳图谱
均呈现较多条带，数量在１１ １８之间，片段大小分
布在０２ ３０ｋｂ之间，不同菌株间的差异明显，
表４　大豆花荚期结瘤情况调查表
Ｔａｂｌｅ４　Ｓｏｙｂｅａｎｎｏｄｕｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓａｔｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ａｎｄｐｏｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ
处理
Ｔｒｅａｔ．
单株根瘤数
Ｎｏｄｕｌｅｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
单株根瘤干重
Ｎｏｄｕｌｅｗｅｉｇｈｔｐｅｒｐｌａｎｔ
（ｇ／ｐｌａｎｔ，ＤＷ）
Ｔ１ １９８５０±１１６７ｃ ０５１±００４ｃ
Ｔ２ ２３０５０±１２８０ｂ ０６５±００５ｂ
Ｔ３ ２２５７５±７８６ｂ ０６０±００７ｂ
Ｔ４ ２８１１３±１０４０ａ ０７５±００２ａ
Ｔ５ ２００６３±７４９ｃ ０４９±００６ｃ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达５％显著水
平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表现出较为丰富的多样性。其中，菌株 ２与 Ｂ．
ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的图谱条带完全一致，可以判定为同
８４６
３期　　　 刘丽，等：根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响
图１　部分菌株的ＢＯＸ－ＰＣＲ电泳图谱
Ｆｉｇ．１　ＢＯＸ－ＰＣＲｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｏｆｔｅｓｔｅｄｓｔｒａｉｎｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：Ｍ为２－ｌｏｇＤＮＡＬａｄｄｅｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ２－ｌｏｇＤＮＡＬａｄｄｅｒ．］
一菌种，说明Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６在大豆根部能够有
效定殖，且ＢＯＸ－ＰＣＲ可有效检测。综合分析全部
供试菌株的电泳图谱，Ｔ３和Ｔ４处理分别有２７和３２
株与 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的条带完全一致，所以 Ｔ４
处理 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的占瘤率为２５４％，比 Ｔ３
处理（占瘤率 １７４％）高出 ８０％，说明接种 Ｐ．
ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ有利于提高优良菌株 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ
５１３６的占瘤率。
２３　不同处理对土壤酶活性的影响
２３１过氧化氢酶活性　土壤过氧化氢酶活性与好
氧微生物数量和土壤肥力密切相关。从图２可以看
出，过氧化氢酶活性基本呈现花荚期先降低，鼓粒期
后升高，成熟期再降低的趋势，在大豆不同生育时期
各处理表现不同。播种前各处理的过氧化氢酶活性
基本一致；花荚期Ｔ３处理的过氧化氢酶活性最高，
图２　不同处理对不同时期土壤过氧化氢酶活性的影响
Ｆｉｇ．２　Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｃａｔａｌａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达５％ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
显著高于对照处理（Ｔ１），其他处理间差异不显著；
鼓粒期Ｔ３和Ｔ４２个处理的过氧化氢酶活性显著高
于其他处理，分别比对照高８１％和７１％；成熟期
呈现出Ｔ４＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ５＞Ｔ１的趋势，双接种的 Ｔ４
处理最高，比对照增加１３０％。单接种Ｔ２和 Ｔ３处
理的过氧化氢酶活性也显著高于对照（Ｔ１）和常规
施肥 （Ｔ５）。可见，接种 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和 Ｂ．
ｊａｐｏｎｉｃｕｍ均可有效提高土壤过氧化氢酶活性，其中
以双接种效果最为显著。
２３２脲酶活性　由图３可知，各处理脲酶活性整
体变化幅度较大，在大豆生育期内降低，可能由于大
豆植株本身与根瘤菌共生固氮所致。花荚期各处理
脲酶活性明显低于播种前，但２个时期内各处理间
差异不显著；鼓粒期的脲酶活性 Ｔ２和 Ｔ４处理显著
高于其他处理，以双接种 Ｔ４处理最高，但与单接种
Ｔ２差异不显著；成熟期Ｔ４处理的脲酶活性最高，优
于单接种处理Ｔ２和 Ｔ３，且显著高于对照（Ｔ１）和常
规施肥（Ｔ５）。大豆各生育期，常规施肥（Ｔ５）的脲酶
活性均低于其他处理，可能是由于化学肥料对微生
物数量和活性的影响所致。
９４６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
图３　不同处理对不同时期土壤脲酶活性的影响
Ｆｉｇ．３　Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｕｒｅａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达５％ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
２３３蔗糖酶活性　大豆整个生育期的土壤蔗糖酶
活性总体变化不大（图４），但各时期不同处理间存
在一定的差异。花荚期 Ｔ２、Ｔ３和 Ｔ４处理的蔗糖酶
活性显著高于 Ｔ１和 Ｔ５；鼓粒期 Ｔ３和 Ｔ４处理显著
高于Ｔ１、Ｔ２和 Ｔ５，以双接种 Ｔ４处理的土壤蔗糖酶
活性最高；成熟期 Ｔ４处理蔗糖酶活性可达 １８４
Ｇｌｕｃａｏｓｅｍｇ／（ｇ·２４ｈ），比对照（Ｔ１）增加１０％，并
显 著 高 于 其 他 处 理。由 此 可 见，接 种 Ｐ．
ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ均有利于土壤蔗糖酶
活性的提高，以双接种效果更为显著。
图４　不同处理对不同时期土壤蔗糖酶活性的影响
Ｆｉｇ．４　Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｉｎｖｅｒｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达５％ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
２４　相关性分析
２４１大豆农艺性状与土壤酶活性的相关分析　对
成熟期大豆的农艺性状和土壤酶活性进行相关性分
析，结果（表５）发现，单株空荚数与土壤过氧化氢酶
（ｒ＝－０５８３，Ｐ＜００５）和脲酶（ｒ＝－０５５４，Ｐ＜
００５）呈显著负相关。其他性状与土壤酶活之间均
呈现正相关，其中，收获指数、单株粒数与酶活间的
相关性最高，相关系数均达到显著或极显著 （Ｐ＜
００５或 Ｐ＜００１）水平；其次为单株分枝数和单株
空荚数，与２种酶活性的相关性达到显著水平；产量
与过氧化氢酶活性相关性显著（ｒ＝－０５４２，Ｐ＜
００５）；单株荚数和千粒重与土壤酶活性的相关性
不显著。综上结果可见，土壤酶活性主要影响大豆
的分枝、结荚及籽粒收获成熟等指标，对大豆的生长
起到重要作用。
０５６
３期　　　 刘丽，等：根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响
表５　大豆农艺性状与土壤酶活之间的相关性（ｒ）
Ｔａｂｌｅ５　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｙｂｅａｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙａｔｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ
项目
Ｉｔｅｍ
单株分枝数
Ｂｒａｎｃｈｐｅｒｐｌａｎｔ
单株荚数
Ｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
单株空荚数
Ｅｍｐｔｙｐｏｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
单株粒数
Ｓｅｅｄｓｐｅｒｐｌａｎｔ
千粒重
１０００ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ
产量
Ｙｉｅｌｄ
过氧化氢酶
Ｃａｔａｌａｓｅ
０５９２ ０２９８ －０５８３ ０６４５ ０１８０ ０８０１ ０５４２
脲酶
Ｕｒｅａｓｅ
０４３１ ０２３６ －０５５４ ０５３８ ０１１９ ０５９２ ０４０１
蔗糖酶
Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ
０５８７ ０４９９ －０４４４ ０５７９ ０４０８ ０７５１ ０４０８
　　注（Ｎｏｔｅ）：—Ｐ＜００５；— Ｐ＜００１
２４２结瘤情况与土壤酶活性的相关性分析　由表
６可知，土壤酶活性与大豆单株根瘤数和单株跟瘤
干重均呈正相关。其中蔗糖酶与单株根瘤数（ｒ＝
０７０，Ｐ＜００１）、单株根瘤干重（ｒ＝０７０１，
Ｐ＜００１）之间呈极显著正相关，说明蔗糖酶活性可
能是影响结瘤和根瘤质量的一个重要的因子。
表６　大豆结瘤情况与土壤酶活性之间的相关性（ｒ）
Ｔａｂｌｅ６　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｙｂｅａｎｎｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙａｔｆｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｐｏｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ
项目
Ｉｔｅｍ
过氧化氢酶
Ｃａｔａｌａｓｅｔ
脲酶
Ｕｒｅａｓｅ
蔗糖酶
Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ
单株根瘤数
Ｎｏｄｕｌｅｓｐｅｒｐｌａｎｔ
０２４ ０２５８ ０７０４
单株根瘤干重
ＮＤＷｐｅｒｐｌａｎｔ
０３８４ ０４１４ ０７０１
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＮＤＷ —Ｎｏｄｕｌｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔ．—Ｐ＜００５；—
Ｐ＜００１
２４３大豆性状与结瘤情况的相关性分析　大豆 －
根瘤菌的共生体系可为植株提供氮素营养，对大豆
的农艺性状与结瘤情况进行相关性分析，有利于了
解根瘤对大豆植株的营养供应贡献率。由表 ７可
知，单株根瘤数和单株根瘤干重与大豆性状间的相
关性表现一致，两项结瘤指标均与大豆单株空荚数、
单株粒数和收获指数呈极显著相关（Ｐ＜００１），与
单株分枝数和产量呈显著相关（Ｐ＜００５），与单株
空荚和千粒重相关性不显著，可见，根瘤的数量和质
量是影响大豆生理性状的一个重要因素，与大豆分
枝、结荚、产量和收获指数等密切相关。
３　讨论
Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ凭借良好的溶
磷、解钾及固氮功能在微生物肥料中备受关注［１８］。
Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ能够释放出土壤中的难溶性钾，改
善植物营养及生长条件，并通过产生有机酸、氨基
酸、激素等物质促进植物的生长，还可产生胞外多糖
等物质增强植物非特异性免疫能力，有些菌株还具
备溶磷和固氮功能［１９－２０］。Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ是一种较早
被人类应用和研究的固氮微生物，可通过与豆科作
物共生结瘤，从而为宿主提供氮素，提高土壤肥力，
增加作物产量，改善作物品质［２１］。目前，关于这 ２
种细菌单一接种对作物的促生效果的研究相对较
多，孟庆英等［２２］施用 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ增加了大豆的株
高、主攀节数、单株荚数和单株粒数，并有效增加大
豆产量；吴洪生等［２３］施用 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ增加了
花生有效根瘤、单株结荚数、百果重和出仁率，实现
花生增产１７９３％。本研究采用拌种方式，结果进
一步证实了 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ双接
种对大豆的结瘤固氮和促生的复合效果。双接种不
仅能提高大豆的株高，而且增加大豆单株分枝数、单
株荚数，降低单株空荚数，提高单株粒数和千粒重，
从而显著提高收获指数和大豆产量，使大豆增产
９３％，明 显 优 于 常 规 施 肥 处 理。接 种 Ｐ．
ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ可促进花荚期和鼓粒
期大豆叶片叶绿素的合成，这两个时期既是大豆光
合作用最强也是生长发育的重要时期，无论是单接
种还是双接种，其作用均好于常规施肥，这也在一定
程度上体现了 Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ对
大豆的增效作用。另外，双接种还能促进大豆结瘤，
使Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６的占瘤率提高了８０％，这与
前人的研究结果一致［４］。
１５６
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表７　大豆性状与结瘤之间的相关性（ｒ）
Ｔａｂｌｅ７　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｙｂｅａｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｎｏｄｕｌａｔｉｏｎ
项目
Ｉｔｅｍ
单株分枝数
Ｂｒａｎｃｈｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
单株荚数
Ｐｏｄｓｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
单株空荚数
Ｅｍｐｔｙｐｏｄｓ
ｐｅｒｐｌａｎｔ
单株粒数
Ｓｅｅｄｓｐｅｒ
ｐｌａｎｔ
千粒重
１０００ｓｅｅｄ
ｗｅｉｇｈｔ
收获指数
Ｈａｒｖｅｓｔ
Ｉｎｄｅｘ
产量
Ｙｉｅｌｄ
单株根瘤数
Ｎｏｄｕｌｅｓｐｅｒｐｌａｎｔ
０４７９ ０２１１ －０８０４ ０７９４ ０２５３ ０８９７ ０５４３
单株根瘤干重
ＮＤＷｐｅｒｐｌａｎｔ
０５６３ ０２１５ －０６４２ ０６９０ ０１３６ ０８１０ ０４９５
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＮＤＷ—Ｎｏｄｕｌｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔ．—Ｐ＜００５；— Ｐ＜００１
　　土壤酶是一类存在于土壤中具有催化能力的生
物活性物质，参与生物化学过程和养分循环，影响土
壤中碳的转化、循环和微生物丰度，是影响土壤微生
态环境的重要因素，也是反映土壤肥力的一个重要
指标［１５，２４］。土壤酶主要通过不同微生物类群的生
理代谢产生，能够表征相应功能微生物的存在和活
性［２５］，研究土壤各种酶活性的变化可对研究环境变
化时微生物的响应机制提供新的思路［２６］。其中，过
氧化氢酶是参与土壤中物质和能量转化的一种重要
氧化还原酶，可促进 Ｈ２Ｏ２分解为水和氧气，降低对
生物体和土壤的毒害作用，是生物防御体系的关键
酶之一，其活性与土壤呼吸作用及土壤微生物活动
密切相关［２７］。脲酶主要来源于植物和微生物，是一
种专性水解尿素的酰胺酶，其活性通常与土壤微生
物数量、有机质含量、全氮和速效磷含量呈正相关，
可在一定水平上反映土壤的供氮水平与能力［２８］。
蔗糖酶参与碳水化合物的转化，是一种能使高分子
量的蔗糖分解成葡萄糖和果糖的水解酶，可为植物
和微生物提供充分的能源，其活性可反应土壤有机
碳积累与转化规律［２９］。试验结果表明，接种 Ｐ．
ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ和Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ后，土壤酶活性有所提
升，其作用可影响大豆整个生长期，这可能是由于接
种的细菌改善了土壤的微环境，一定程度上激活了
土壤中有益的土著微生物，使其胞外酶释放含量增
多［３０］。其中，双接种与单接种和常规施肥相比效果
更为显著，特别是鼓粒期和成熟期，这说明两种细菌
可能直接通过某种互作机制进一步发挥作用，也可
能是由于ＰＧＰＲ能够促进大豆根系的生长发育，结
合Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ与大豆植株的共生固氮效果，使发
达的根系产生更丰富的根系分泌物，从而更有利于
土壤酶活性的提高。试验发现，大豆生长前期双接
种处理的土壤酶活性与其他处理并不显著，这可能
是由于作物生长前期施用化肥的效果更快，抵消了
有益微生物的作用。
有关土壤酶活性与其他指标的相关性方面，国
内外学者对玉米、小麦等作物已有较多研究，如杜广
红等［３１］发现不同施肥处理下，土壤脲酶和纤维素酶
与玉米和小麦的产量均呈显著正相关，说明土壤酶
活性可在一定程度上促进作物对养分的吸收进而反
映土壤肥力状况；而 Ｄｉｃｋ等［３２］通过小麦 －休耕体
系的长期定位试验则发现土壤脲酶、磷酸酶活性等
与有机碳和全氮显著正相关，但与产量没有显著关
系，推测土壤酶活性因受 ｐＨ等多种因素的影响，只
是土壤肥力的部分反映。目前，关于根瘤菌与
ＰＧＰＲ不同施用方式下土壤酶活性与大豆农艺性状
和结瘤的相关性的报道还相对较少。实际上，大豆
农艺性状、占瘤率和土壤酶活性各部分并不是孤立
的，从系统的整体看，三者之间具有复杂的联系，因
此本研究从上述三方面进行了相关性分析，以期为
进一步解释内在的深层机制提供参考。结果表明，
过氧化氢酶与单株粒数和收获指数呈极显著相关
（Ｐ＜００１），与单株分枝数、单株空荚数和产量显著
相关（Ｐ＜００５）。脲酶与单株空荚数和收获指数呈
显著相关。蔗糖酶与收获指数极显著相关，与单株
分枝数和单株粒数显著相关。可见，土壤酶活性主
要影响到大豆分枝、结荚及籽粒收获成熟等指标，对
大豆的生长发育起到重要作用，这与杜广红等［３１］的
研究结果相似；蔗糖酶与单株根瘤数和单株根瘤干
重之间呈极显著正相关，说明蔗糖酶可影响结瘤和
根瘤质量，这可能与蔗糖酶催化产生的葡萄糖和果
糖可为根瘤的形成提供营养物质有关；单株根瘤数
和单株根瘤干重两个结瘤因子与大豆农艺性状的相
关性基本一致，均与大豆单株空荚数、单株粒数和收
获指数呈极显著相关，与单株分枝数和产量呈显著
相关，说明结瘤可影响大豆分枝、结荚、产粒和收获，
结瘤的数量和质量是影响大豆生长发育的一个重要
２５６
３期　　　 刘丽，等：根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响
因子，这可能是由于根瘤的固氮作用所致。综上可
知，土壤酶活性、大豆农艺性状和结瘤情况之间相互
作用、密切相关，其具体机理还需进一步试验验证。
４　结论
Ｐ．ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ３０１６和 Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５１３６均
对大豆有一定的促生增效作用，而两者双接种具有
增进大豆结瘤固氮和促生的复合功效，且能够显著
改善土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性，提高植株
株高、叶绿素、单株分枝、单株粒数、单株荚数、千粒
重等农艺性状，增加占瘤率和有效根瘤的数量；双接
种比对照增产 ９３％，大豆产量可达 ２３９１３６
ｋｇ／ｈｍ２，是节本增效的有效措施。本研究结果对微
生物肥料的菌种组合及其生产实践具有重要的指导
意义。
参 考 文 献：
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植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
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［２６］　ＣｕｓａｃｋＤＦ，ＳｉｌｖｅｒＷＬ，ＴｏｒｎＭＳｅｔａｌ．Ｃｈａｎｇｅｓｉｎｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｗｉｔｈｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｄｄｉｔｉｏｎｓｉｎｔｗｏｔｒｏｐｉｃａｌｆｏｒｅｓｔｓ［Ｊ］．Ｅｃｏｌｏｇｙ，２０１１，９２：６２１
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［２７］　黄继川，彭智平，于俊红，等．施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥
菜土壤酶活性和微生物的影响［Ｊ］．植物与营养肥料学报，
２０１０，１６（２）：３４８－３５３
ＨｕａｎｇＪＣ，ＰｅｎｇＺＰ，ＹｕＪＨｅｔａｌ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆａｐｐｌｙｉｎｇｃｏｒｎ
ｓｔｒａｗｃｏｍｐｏｓｔｏｎｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｐｏｔｓｏｉｌ
ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｗｉｔｈｍｕｓｔａｒｄ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，１６（２）：３４８－３５３
［２８］　刘恩科，赵秉强，李秀英，等．长期施肥对土壤微生物量及
土壤酶活性的影响［Ｊ］．植物生态学报，２００８，３２（１）：１７６－
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ＬｉｕＥＫ，ＺｈａｏＢＱ，ＬｉＸＹｅｔａｌ．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ
ｅｎｚｙｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｎａｒａｂｌｅｓｏｉｌｓａｆｅｃｔｅｄｂｙｌｏｎｇｔｅｒｍｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＥｃｏｌｏｇｙ，２００８，３２
（１）：１７６－１８２
［２９］　严君，韩晓增，王树起，等．不同形态氮素对种植大豆土壤
中微生物数量及酶活性的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，
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ＹａｎＪ，ＨａｎＸＺ，ＷａｎｇＳＱｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｆｏｒｍｓｏｎｍｉｃｒｏｂｉａｌｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｅｎｚｙｍｅｓａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｓｏｙｂｅａｎ
ｆｉｅｌｄ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２０１０，１６（２）：
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［３０］　曹丹，宗良纲，肖峻，等．生物肥对有机黄瓜生长及土壤生
物学特性的影响［Ｊ］．应用生态学报，２０１０，２１（１０）：２５８７－
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ＣａｏＤ，ＺｏｎｇＬＧ，ＸｉａｏＪｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｂｉｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎ
ｏｒｇａｎｉｃａｌｙ ｃｕｌｔｕｒｅｄ ｃｕｃｕｍｂｅｒ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｓｏｉｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２０１０，
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［３１］　杜广红，周晓琳，马鸣超，等．不同施肥处理对土壤生物活
性和作物产量的影响［Ｊ］．中国土壤与肥料，２０１２，（５）：２２－
２６
ＤｕＧＨ，ＺｈｏｕＸＬ，ＭａＭＣｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄ［Ｊ］．
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［３２］　ＤｉｃｋＲＰ，ＲａｓｍｕｓｓｅｎＰＥ，ＫｅｒｌｅＥＡ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍ
ｒｅｓｉｄｕｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｓｏｉｌ
ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｗｈｅａｔｆａｌｏｗｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｂｉｏｌｏｇｙａｎｄ
ＦｅｒｔｉｌｉｔｙｏｆＳｏｉｌｓ，１９８８，６：１５９－１６４
４５６