摘要
以干旱敏感型大豆绥农26和耐旱型大豆黑农54为材料，采取盆栽试验方法，在大豆苗期（V1）分别设置土壤含水量为田间持水量的 70%±5%（正常供水，CK）、60%±5%（轻度水分亏缺，T1）、50%±5%（中度水分亏缺，T2）和40%±5%（重度水分亏缺，T3）四个处理，通过系统地研究苗期不同程度水分亏缺及复水对大豆根系性状、根系生理特性、根系养分吸收、土壤养分含量、土壤酶活性、土壤微生物多样性及产量的影响，明确大豆根系及土壤相关指标对水分亏缺的响应特征及复水后的补偿效应，以期为大豆抗旱栽培及稳产高产技术提供理论依据。主要研究结果如下： 1.大豆 V1 期水分亏缺处理抑制根系形态生长发育及根系活力，绥农 26 在轻度、中度和重度水分亏缺处理下的根长相比对照分别降低了 8.31%、17.60%和 25.18%，各处理根直径较对照下降幅度可达12.66%~21.99%，在中度和重度处理下的根体积则相比对照显著降低19.16%和30.84%。黑农54各处理根长相比对照降低幅度较小，仅重度水分亏缺处理相比对照显著降低 18.92%，根直径在中度、重度水分亏缺处理下相比对照分别降低15.59%和19.77%，根体积通过轻度水分亏缺处理后相比对照显著提高21.59%。绥农26各处理的根系活力较对照分别降低7.17%、12.72%和17.73%，黑农54则相比对照分别降低3.65%、10.29%和12.76%。复水后，两个大豆品种根系迅速生长，各处理根系形态相较之前均有一定程度的恢复。 2.大豆 V1 期水分亏缺处理对干物质积累及根系养分含量影响显著，随着水分含量的降低，根系干物质积累呈先升高后降低的变化趋势，均在轻度水分亏缺下干物质量最高，其中绥农26相比对照显著提高22.73%，而黑农54则较对照显著提高27.54%，复水后其干物质量变化趋势不变。土壤水分含量降低导致根系全氮、全磷和全钾含量减少，绥农26在轻度水分亏缺处理下全氮含量较对照显著增加5.80%，各处理全磷含量较对照分别减少6.90%、13.79%和20.69%，全钾含量较对照降低幅度可达5.07%~13.77%。对于黑农54，各处理根系全氮含量较对照分别减少 2.26%、6.77%和 20.30%，全磷含量各处理相比正常供水分别减少3.23%、12.90%和16.13%，全钾含量较对照降低幅度可达6.03%~18.10%。复水后轻度水分亏缺处理的恢复效果最好，可以对根系吸收养分产生一定的补偿作用。 3.大豆 V1 期水分亏缺处理使根系膜结构受到严重破坏，随着水分亏缺程度的加重，根系 MDA 含量增幅明显增大，其中绥农 26 在轻、中、重度水分亏缺处理较对照分别显著增高18.01%、50.29%和69.55%，黑农54相比对照则增加13.64%、31.39%和66.83%。为了抵抗逆境，根系抗氧化酶活性增强及渗透调节物质增多，总的来说黑农 54 保护酶活性、渗透调节物质含量较绥农 26 更高。复水后，根系各生理指标均有所补偿，其中轻、中度水分亏缺补偿效果更好，耐旱型品种补偿能力较干旱敏感型补偿能力更高。 4. V1期水分亏缺处理对土壤养分含量具有一定的影响，其中绥农26在轻度水分亏缺处理下碱解氮含量相比对照显著增长 5.64%，重度水分亏缺处理下其速效磷含量较对照显著降低11.05%，轻度水分亏缺处理下的速效钾含量较重度亏缺处理显著增加6.90%。品种间相比较，黑农 54 的土壤养分含量受水分的影响很小。经复水后，土壤养分大体上在生育后期已经恢复至与对照同一水平。 5.在 V1 期进行适当范围内的水分亏缺处理，可有效促进土壤酶活性，改变土壤微环境。绥农 26 的脲酶活性在轻度水分亏缺处理下最高，较对照显著提升 6.83%，各处理蔗糖酶活性较对照降低 13.89%、20.73%和 21.94%，过氧化氢酶活性在重度水分亏缺下较对照显著提升 8.87%，磷酸酶活性随着水分含量的减少而显著降低，各处理较对照下降范围为 10.36%~23.53%。黑农 54 在轻度水分亏缺处理下的脲酶活性较对照显著提升 4.48%，蔗糖酶活性在中、重度亏缺处理下其活性比对照显著降低 10.11%和 14.90%，各处理过氧化氢酶活性较对照分别提高 1.70%、7.59%和 9.98%，各处理磷酸酶活性相比对照则分别显著降低 5.78%、12.92%和 14.16%。且复水后对各个土壤酶活性的促进作用仍能持续一段时间。 6.在细菌门水平上，变形菌门、酸杆菌门和放线菌门是不同水分亏缺处理下的优势菌门；而在真菌门水平上，子囊菌门和担子菌门是不同水分条件下优势菌门。对于绥农26，其土壤脲酶活性与细菌Chao1、ACE指数均呈显著负相关，土壤过氧化氢酶活性与细菌Simpson、Shannon指数均呈显著正相关，土壤脲酶活性与真菌Chao1、ACE指数之间呈极显著正相关关系。而黑农 54 土壤脲酶活性与细菌 Simpson 指数间呈极显著正相关关系，土壤过氧化氢酶活性与细菌Chao1、ACE指数均呈显著正相关，此外，脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性与真菌Chao1、ACE指数间呈极显著正相关，且真菌Simpson指数与土壤磷酸酶活性呈显著正相关。 7.通过对2021-2022年产量分析发现，大豆 V1期进行水分亏缺处理对产量影响显著，且两年结论大体趋为一致。对于2022年，轻度水分亏缺处理后复水对大豆绥农26产量提升效果最好，相比正常供水略增长 1.11%，而黑农 54 则在中度水分亏缺处理下复水对单株产量提升效果最优，相比正常供水显著增长7.71%。
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