《Agronomy》：Bradyrhizobium japonicum S36 and Sinorhizobium fredii S65 Improve Soil Nutrient Status and Promote Soybean Yield Formation in Cereal–Soybean Intercropping Environments
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根瘤菌接种有望改善谷物-大豆间作系统中大豆的氮营养与生产力，但不同菌株在差异显著田间环境中的表现仍知之甚少。研究人员在温室砂培条件下初筛6株大豆根瘤菌分离物，随后在玉米-大豆与高粱-大豆田间环境中评价两株优株：大豆慢生根瘤菌（Bradyrhizobium ja
根瘤菌接种有望改善谷物-大豆间作系统中大豆的氮营养与生产力，但不同菌株在差异显著田间环境中的表现仍知之甚少。研究人员在温室砂培条件下初筛6株大豆根瘤菌分离物，随后在玉米-大豆与高粱-大豆田间环境中评价两株优株：大豆慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）S36与弗氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii）S65。相较未接种对照，两株菌均伴随更高植株氮状况、更高土壤化学肥力、更多干物质积累与更高籽粒产量。B. japonicum S36与S. fredii S65在玉米-大豆系统分别增产23.8%与18.6%，在高粱-大豆系统分别增产49.2%与40.4%。S. fredii S65与两粒荚数及总粒数增加关联更强，而B. japonicum S36在土壤化学肥力、生物量积累、百粒重、籽粒产量及籽粒Ca、Fe、Mo浓度方面展现更广优势。多元分析进一步揭示根瘤菌接种、土壤化学肥力、植株氮状况、生物量积累、荚果形成与籽粒产量间存在协同关联。总体而言，两株菌均具农艺潜力，B. japonicum S36响应谱更综合。研究为资源高效谷物-大豆间作系统开发提供田间证据，契合联合国零饥饿、负责任消费与生产、气候行动与陆地生命等可持续发展目标（SDGs）。
研究背景方面，大豆作为重要粮油作物，其国内供需缺口持续扩大，进口依赖度高，单位面积增产且减量化肥投入成为关键农艺挑战。间作通过时空互补提升光热水肥利用，谷物-大豆系统兼具地上冠层与地下根系资源高效及豆科生物固氮（biological nitrogen fixation, BNF）优势。根瘤菌接种效果受菌株兼容性、结瘤效率、环境耐受性及土壤本底强烈影响，既往研究多聚焦单作或单一土壤，缺乏跨对比土壤间作环境的菌株验证。鉴于此，研究人员假设B. japonicum S36与S. fredii S65在两套对比间作环境均能促生长增产，但效应幅度与主导产量组分各异，据此开展温室初筛与田间验证。
主要技术方法上，研究人员从四川多地分离鉴定6株大豆根瘤菌，以‘南夏豆25’为寄主，先在温室双瓶砂培低氮体系（终氮0.005 g L?1）中以未接种为对照初筛，依据SPAD、地上部鲜干重及瘤数/瘤重综合PCA选优；继而于四川中江碱性紫色土玉米-大豆（2:2条带）与泸县酸性水稻土高粱-大豆（3:3条带）两田间环境设CK、S65、S36三处理随机区组，三重复，种子包衣加定苗补接（活菌>1×109 CFU mL?1），伴生作物按当地基肥追肥，大豆不另施肥。成熟取样测器官干物质、产量组分、凯氏全氮、X射线籽粒Ca/Fe/Zn/Mo、0–20 cm土层pH/TN/AN/AP/AK/SOC并构建等权化学肥力SQI；统计用R做双因素ANOVA、Duncan检验、PCA、Spearman及相关PLS-PM（GoF=0.828）。
研究结果部分，3.1温室生长与结瘤显示S36的SPAD（34.93）、地上干重（3.13 g）、瘤数（37.67）、瘤干重（0.16 g）均最高，S65次之，PCA综合得分S36（2.52）>S65（1.74）>其余，两株入选田间。3.2土壤理化表明两环境成熟期接种处理TN、AN、AK、SOC均高于CK，S36在玉米-大豆下AK、SOC显著优于S65，高粱-大豆下S36的AP、AK、SOC较CK增幅约96%、46%、40%，化学肥力SQI两环境均S36>S65>CK。3.3产量组分中，玉米-大豆下S65两粒荚与总粒增幅更大（总粒+99.4%）、S36百粒重更高；高粱-大豆下S65总粒+138.1%、S36三粒荚与百粒重占优，空荚数S65降60.6%、S36降48.5%。3.4生物量与籽粒产量上，玉米-大豆S36与S65分别增产23.8%与18.6%（无互差），高粱-大豆分别增产49.2%与40.4%（S36显著高）；伴生作物玉米/高粱产量也随大豆接种上升。3.5植株全氮浓度与积累显示各器官N浓度叶增幅最大（中江叶N S36较CK+200.9%），器官N积累S36根/茎/叶/籽在中江依次+78.8%/+136.2%/+577.9%/+157.1%，泸县类似且更强。3.6籽粒矿物中S36显著提升Ca、Fe、Mo浓度与单位面积积累，S65对Zn积累有贡献但浓度响应因环境而异；高粱-大豆下Zn浓度无差但单位面积Zn积累S36、S65均高于CK。3.7集成分析SQI与PCA、Spearman、PLS-PM表明接种正向关联化学肥力与植株氮状况，肥力经生物量与荚数间接正向关联籽粒产量，路径系数为统计关联非因果。
讨论部分指出，菌株筛选不能凭瘤数单一性状，S36慢长型瘤生物量高、S65快长型瘤数持平但瘤重低，间作根系互作与信号化合物可能放大接种效应；两菌在对比土壤均抬升化学肥力，可能与BNF、根泌质子/羧酸盐活磷、根系碳输入及土著微生物转换有关但未直接测菌群；S65偏生殖单元数、S36偏营养体+百粒重+广域矿质，PLS-PM仅探关联；籽粒矿物浓度与单位面积积累须区分“浓集”与“产量稀释”；中江玉米-大豆大豆产量低于全国均值的背景下接种仍有效，泸县高粱-大豆接种后达全国均值1.85–1.97倍，证明环境配置共同塑造菌株表现。
结论部分翻译：本研究系统筛选并评价大豆根瘤菌在两类谷物-大豆间作田间环境的菌株表现，确定B. japonicum S36与S. fredii S65具强应用潜力。两株菌在对比田间环境均稳定促进生长与籽粒产量，但农艺响应谱各异：S65优势主要在荚数与粒数提升，S36在土壤化学肥力、植株氮状况、干物质积累、百粒重、籽粒产量及籽粒选定矿质浓度上展现更广改进。总体S36两环境效益更稳更综合，可作谷物-大豆间作根瘤菌剂候选，S65作具特异功能优势的互补候选。研究为跨间作环境高效根瘤菌株筛选应用提供田间证据，提示根瘤菌接种有望在减量化肥氮投入下维持或提升大豆生产力与籽粒营养品质，为资源高效与环境可持续豆科生产系统提供生物学支撑。论文发表于《Agronomy》。
