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大豆是我国重要的粮食和经济作物,富含油脂和蛋白质,并能和根瘤菌共生利用根瘤菌固定的自然界中的氮素。黑龙江省是我国最重要的大豆生产基地,本论文针对黑龙江省大豆生产中应用根瘤菌剂时遇到的诸如菌种固氮效果不好、竞争结瘤能力弱问题,通过对课题组前期分离筛选得到的10株来自黑龙江省各大豆主栽地的根瘤菌(编号分别为111-1,111-2,111-3,112-1,112-2,113-1,114-1,114-2,115-1,115-2)进行固氮能力、竞争结瘤能力和抗逆性的测定,筛选出具有优良性状的大豆根瘤菌株。同时结合黑龙江地区土壤p H范围为5.8-6.6,呈微酸性的实际情况,在保持菌种高固氮能力前提下,以特性优良的大豆根瘤菌菌株为材料,利用原生质体融合技术构建出耐酸且竞争结瘤能力强的高效固氮菌,且探寻根瘤菌剂介入下的大豆高产科学施肥体系。该研究对提高黑龙江大豆产量、节约氮矿资源、增加农业效益具有重要的应用价值和现实意义。研究结果如下:(1)以课题组前期分离、鉴定、纯化的10株大豆根瘤菌为材料,接种黑龙江省主栽大豆品种黑农48,利用BOX-PCR分子生物学技术及数据分析方法,对供试菌株的固氮能力、竞争结瘤能力、菌株与植物生长的关系以及菌株对产量因子构成的影响进行分析,综合鉴定出竞争结瘤能力强且固氮效果好的大豆根瘤菌菌株为112-1。(2)分别以Na OH和HCl调节p H为3-12共9个梯度的方式模拟酸碱环境,以PEG6000调节0、-0.185 MPa、-0.559 MPa和-1.122 MPa四组水势进行人工模拟干旱环境,将供试菌株接种大豆黑农48,评价其在逆境条件下的生长情况与稳定性,通过GGE-biplot软件进行分析,由GEE双标图可知耐旱且稳定的根瘤菌株为111-1,耐酸且稳定的根瘤菌株为112-2,耐碱且稳定的根瘤菌株为111-3。(3)选用前期筛选鉴定的耐酸且稳定的菌株112-2与竞争结瘤能力强且固氮效果好的菌株112-1进行原生质体融合,在酸性条件下经青霉素筛选,在10次传代后得到5株稳定融合子。对融合子进行接种大豆黑农48后进行生物固氮量、竞争结瘤能力耐酸性及稳定性测定,经综合比较,获得耐酸性强且稳定性较好的新型固氮菌融合子菌株YB-3。(4)以营养高效利用型大豆黑农561为材料,在前期筛选构建获得的新型固氮菌YB-3介入的条件下,以氮、磷、钾三种肥料施用量对应3个因素,采用二次回归正交设计,构建最佳的施肥技术模型,获得氮、磷、钾的最佳配比,计算最佳经济效益下的施肥量。同时,探寻三种肥料间单双的互作关系。利用DPS数据分析程序建立回归方程,导出因变量(产量)与自变量(施肥)的三元二次方程为:Y=247.9320193+20.44036059N+12.12295151P+4.90849780K-0.0614940276N~2-0.01960209036P~2-0.02765122711K~2-0.0581798661NP+0.00509792035NK+0.000482771429PK在氮肥为2.5元/kg,磷酸二铵4.2元/kg、硫酸钾4.8元/kg,大豆3.6元/kg的条件下,计算出最佳施肥量为氮肥104.1446 kg/hm~2,磷酸二铵125.8422kg/hm~2、硫酸钾75.3464kg/hm~2,可得到最佳经济效益产量为2419.8171 kg/hm2,产值8711.3414元/hm~2,效益7560.7802元/hm~2。通过单因子效应分析得知,在施肥达一定量后施肥量与产量呈报酬递减的关系,减产率顺序为氮>磷>钾。