不同施肥水平对甜菜植物学性状及产质量的影响

白晓山，刘华君，林明，潘竟海，李承业

（新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091）

【研究意义】甜菜是喜肥作物，对肥料反应非常敏感，氮、磷、钾作为肥料三要素，是甜菜产量形成的物质基础，在甜菜产量形成及糖分积累中起到重要作用[1]，确定适宜的施肥量是获得甜菜高产的根本保证。【前人研究进展】适当施用氮肥，不仅使甜菜块根和茎叶产量增加、叶丛生物量与块根生物量比减小，而且使糖浸出液中钾、钠等不纯性物质的含量降低，使得含糖率升高，适当地施用磷肥，对甜菜植株的碳水化合物、蛋白质、脂肪等一系列有机营养的合成、分解和运输具有重要的作用[2]。钾能调节甜菜根部的渗透压，有助于水分和养分的吸收，能极大地促进植物体内糖分的转移，还能促进幼苗生长、增大叶面积、增强光合作用、加快生长速度等[3]，适量施用钾可以通过调节氮的代谢，减少植株吸收过量的氮影响糖汁中的可溶性成分，从而提高甜菜品质[4]；氮磷钾对于甜菜产质量的提高具有明显的互作效应，但最佳比例目前没有定论[5-6]。【本研究切入点】本文旨在目前栽培技术水平的基础上，选择更加合理的施肥水平，【拟解决的关键问题】为大田高产高效生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2013年在奇台县西地镇西地村进行，试验地土层深厚，土壤类型为壤土，肥力中等，pH值为7.9，偏碱性，有机质含量17.055g/kg，全氮含量0.655g/kg，速效氮含量71.4g/kg，全磷含量1.398g/kg，速效磷含量35.3g/kg，全钾含量12.658g/kg，速效钾含量477g/kg。前茬作物为南瓜，奇台县年平均气温5.5℃，无霜期154d以上，年平均降水量269.4mm，年蒸发量2141mm，年总日照3035h。

1.2 试验材料

甜菜品种HI0936来自先正达公司，肥料为专用冲施肥慧尔3号，由慧尔肥业有限公司提供。总养分≥45%，其营养成分包含23%的N，12%的P2O5，10%的K2O。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设A、B、C、D、E和F共6个处理，施肥量分别设为0kg/hm2、300kg/hm2、600kg/ hm2、900kg/hm2、1200kg/hm2和1500kg/hm2。4行区种植，行长10m，小区面积40m2，3次重复，各小区间设置4行隔离区（不施肥），采用膜下滴灌栽培模式，9万株/hm2。甜菜专用肥分4次随水滴施。试验于2013年4月17日播种，4月19日滴出苗水，各处理滴施总肥料量的20%，灌溉量20m3左右，4月28日出苗，5月2日第一次中耕，5月17日第二次中耕，6月3日第三次中耕，6月15日开始灌溉，滴总肥料量的30%，灌溉量50m3左右；7月20日滴总肥料量的30%，灌溉量40m3左右；7月25日滴总肥料量的20%，灌溉量40m3左右。期间视田间需水情况进行不施肥灌溉，全生长期灌溉10次，总灌溉量450m3左右。其他田间管理与生产田相同，10月10日收获。

1.4 测定项目及方法

⑴叶丛高度：分别于苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期、糖分积累期测量各处理倒8叶高度，每小区选取中间2行有代表性的10株甜菜，测量倒8叶自叶柄着生处至叶片顶部的长度。⑵根围：分别选择各处理长势均匀的10株甜菜，测定根基部根围。⑶叶片数消长动态：分别于苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期、糖分积累期测量各处理叶片数，每小区选取中间2行有代表性的10株甜菜，测量叶片数。⑷根冠比：分别于苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期、糖分积累期测量各处理根冠比，每小区选取连续10株有代表性的甜菜，将整株甜菜连根挖出，分别测量叶丛部分及块根部分的鲜重、干重。⑸叶绿素含量：分别于苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期、糖分积累期测量各处理叶片SPAD值，每小区选取长势均匀、有代表性的播行，连续测量30株甜菜叶片。⑹干物质：在不同时期分别选取长势均匀植株10株，尽量完整地从土壤中挖出，刷净根部所带的泥土，用自来水冲洗干净后，将叶丛和块根分开，在105℃条件下杀青30min，将叶片切碎，同时将根部切丝后，分别置于80℃条件下烘干至恒重，取出后放入干燥器中待温度与室温相同时，取出称重。收获时将整株枯萎的叶片也进行单独收集，带回实验室后进行烘干并称重。⑺叶面积消长动态：用北京瑞析公司生产的RX-BXYMJ叶面积测定仪测定叶面积，烘干后根据干重换算出全株叶面积，并折算出叶面积指数。⑻产量：收获期各小区选取中间2行长势均匀有代表性的10m实收实测，获得产量数据。⑼含糖率：用手持式测糖仪各小区实测10株块根，通过折算得出含糖率。⑽单株重：进入成熟期后，每个试验小区选择中间两行，用卷尺量取10m长的距离，挖出整株的甜菜，削去叶子，留下根，称取根重。

2 结果与分析

2.1 不同施肥水平对甜菜植物学性状的影响

2.1.1 不同施肥水平甜菜叶丛高度的变化规律 甜菜叶丛高度与品种特性、种植密度、土壤肥力、土壤水分等均存在着不同程度的相关性，本试验采用《甜菜生理学》（邵金旺，1991）对甜菜生育期的划分法，测定不同施肥处理甜菜各生育期叶丛高度值，叶丛高度平均结果（如图1）：甜菜各个生育期内所有施肥处理的叶丛高度均高于对照处理，叶丛高度随着施肥量的增加而增加，块根糖分增长期达到峰值，随后开始下降，6个处理在块根糖分增长期叶丛高度分别为：D＞E＞F＞C＞B＞A。

2.1.2 不同施肥水平甜菜根围的变化规律 在甜菜生长的各个时期，施肥处理块根根体直径均大于对照处理，甜菜块根根体直径随着施肥量的增加而增加，前期根径增长迅速，后期增长放缓，各处理在糖分增长期甜菜块根根体直径达到峰值，大小排列顺序：D＞E＞F＞C＞B＞A（如图2所示）。

图1 不同施肥水平对甜菜叶丛高度的影响Fig1 Effect of different fertilization on height of beet phyllome

图2 不同施肥水平对甜菜根围的影响Fig2 Effect of different fertilization on beet rhizosphere

2.1.3 不同施肥水平甜菜叶片数消长动态变化规律 甜菜叶片数在生育前期呈现快速增长趋势，到块根糖分增长期达到峰值，随后开始下降，各处理在块根糖分增长期叶片数量排序：E＞D＞F＞C＞A＞B（图3所示）。

2.1.4 不同施肥水平甜菜根冠比变化规律 甜菜各生育期的根冠比能够很好地反映甜菜叶丛、块根部分生长的协同性，生长前期根冠比过高，则不利于同化作用；中后期根冠比过低，则不利于块根产量及品质的形成。据研究，甜菜根冠比与品种特性、肥水条件等密切相关[2]。各施肥处理甜菜根冠比在4个生育期均高于空白对照，随着生育进程的推进，各处理甜菜根冠比逐渐增大，糖分增长期达到峰值，其大小顺序：D＞C＞E＞F＞A＞B（如图4所示）。

图3 不同施肥水平对甜菜叶片数的影响Fig3 Effect of different fertilization on beet leaf number

图4 不同施肥水平对甜菜根冠比的影响Fig4 Effect of different fertilization on beet root shoot ratio

2.1.5 不同施肥水平甜菜叶绿素含量变化规律 甜菜叶片叶绿素含量与品种特性、土壤水分、施肥情况等密切相关，叶绿素参与甜菜光合同化作用，其含量是反应甜菜营养和生长状况的重要生理指标，甜菜叶片叶绿素含量的差异能够从田间管理的角度反映栽培技术措施是否合理。在甜菜整个生长期内，叶片叶绿素含量呈现出先升后降的趋势，苗期各处理叶片叶绿素含量在30～35（SPAD），块根增长期达到峰值 35～45（SPAD），糖分积累期下降到 35～40（SPAD），各处理在叶丛快速生长期叶绿素含量相差较大，后期差距明显缩小。生长后期，随着气温下降、昼夜温差增大、甜菜叶片的相对老化，生长速度放缓等，叶片同化功能降低，物质分配重心转移到根部，叶片叶绿素含量也随着降低（如图5所示）。

2.1.6 不同施肥水平甜菜干物质变化规律 干物质是作物同化作用形成的最终产物，与甜菜植株的生育时期、土壤肥力、灌溉条件等有着密不可分的关系。植株干物质量的高低与甜菜产量、含糖率有一定的相关性。苗期甜菜植株干物质量较低，随着叶片快速生长，干物质量迅速提高，块根增长期增加最快，生长后期积累速度放缓。各施肥处理在4个生育时期植株干物质含量均高于空白对照，说明矿质养分对于甜菜植株干物质的形成至关重要，糖分积累期各处理甜菜植株干物质量大小顺序：E＞F＞D＞C＞A＞B（如图6所示）。

Fig5 Effect of different fertilization on beet chlorophyll content

图6 不同施肥水平对甜菜干物质的影响Fig6 Effect of different fertilization on beet dry matter

图7 不同施肥水平对甜菜叶面积指数的影响Fig7 Effect of different fertilization on beet leaf area index

2.1.7 不同施肥水平甜菜叶面积消长动态变化规律 甜菜叶面积前期增长迅速，块根增长期达到峰值，随后开始下降，各施肥处理叶面积均高于空白对照。甜菜生长前期，田间光、温、水、肥、气等条件适宜，叶片生长旺盛，叶面积增长显著；甜菜生长后期，叶丛繁茂，群体内部开始出现郁蔽现象，通风透光性差，叶面积开始逐步下降（如图7所示）。

2.2 不同施肥水平对甜菜经济性状的影响

2.2.1 不同施肥水平甜菜产量变化规律 如表1所示，甜菜块根产量随施肥量的增加而迅速增加，施肥量增加到900kg/hm2处理时，甜菜块根产量达到最大，随后开始下降，降幅较小。说明在一定的施肥范围内，甜菜块根产量与施肥量呈显著正相关。

2.2.2 不同施肥水平甜菜含糖率变化规律 甜菜块根含糖率随施肥量的增加呈降低趋势，施肥量增加到1500kg/hm2处理时，甜菜块根含糖率最低。说明，在一定的施肥范围内，甜菜块根含糖率与施肥量呈显著负相关。

2.2.3 不同施肥水平甜菜单株重变化规律 甜菜块根单株重随施肥量的增加而增加，施肥量增加到900kg/ hm2处理时，甜菜块根单株重达到最大值。说明在本试验设计的施肥范围内，甜菜块根产量与施肥量呈显著正相关。

Tab1 Effect of different fertilization on beet economic traits不同施肥条件对甜菜经济性状的影响表1处理 根产量/（kg/hm）A 72016.80 16.34 0.76 B 653522 29 89 c 79526.05 15.90 0.99 D 81814 52 108 E 4092.0 14.74 .12 F 81107.59 13.61 1.13 Rcct yicId 含糖率/% Sugar ccntcnt 单株重/kg SingIc pIant wcight

3 讨论

3.1 不同施肥水平甜菜植物学性状的变化规律

氮、磷、钾肥可以为甜菜的高产高效创造条件，但不同的施肥种类、施肥水平和施肥方法起着不同的作用。本研究在肥料种类确定，不同施肥水平和施肥方法条件下，甜菜各个生育期内所有施肥处理的叶丛高度、根围、叶片数、根冠比、叶绿素含量、干物质积累量及叶面积数在一定范围内均高于对照处理，说明合理地施用氮、磷、钾肥有利于甜菜对养分的吸收和分配利用，段玉等[7]的研究也得出了相同的结论。根冠比能够很好地反映甜菜叶丛、块根部分生长的协同性，生长前期根冠比过高，不利于同化作用；中后期根冠比过低，不利于块根产量及品质的形成。本研究在甜菜整个生长期内叶丛高度、块根根径、叶片数及叶面积的增长与施肥量成正比，前期增长迅速，自块根糖分增长期增速放缓，根冠比随着生育进程的推进而逐渐增大，在糖分增长期到达峰值，在合理范围内[8-9]；叶绿素参与甜菜光合同化作用，其含量的差异能够从田间管理的角度反映栽培技术措施是否合理。本研究叶片叶绿素含量呈现先升后降的趋势，在块根增长期达到峰值，糖分积累期有所下降，各处理间相差较大，后期差距明显缩小，可能与生长后期气温下降、昼夜温差增大，甜菜叶片相对老化，生长速度放缓，叶片同化功能降低，物质分配重心转移到根部等因素有关；干物质是作物同化作用的最终产物，植株干物质量的高低与甜菜产量、含糖率有一定的相关性[10-13]，本研究苗期甜菜植株干物质量较低，随着叶片快速生长，干物质量迅速提高，块根增长期增加最快，生长后期积累速度放缓，这与盖志佳等[14]的研究结果一致。

3.2 不同施肥水平甜菜经济性状的变化规律

关于氮、磷、钾对甜菜经济性状影响研究，前人已经做了大量工作。曲文章等[15]研究了施氮量对甜菜产量和生理指标的影响，高妙真等[16]研究了氮素水平对甜菜干物质积累、分配和产糖量的影响，李强等[11]研究了施氮对高产甜菜干物质积累分配及产量和品质的影响。这些试验结果都是在单一营养元素条件下获得的，其结果对甜菜生产具有指导意义。但要使甜菜生产高产高效，必须研究氮磷钾肥的交互作用。本研究结果显示，在一定的施肥范围内，甜菜块根产量与施肥量呈显著正相关，这与鲁剑巍等[17-19]的研究结果一致；在一定的施肥范围内，块根含糖率与施肥量呈显著负相关，这与张云生[20]等研究的过量施用氮肥会使甜菜块根含糖率明显下降的结果一致。

4 结论

本研究得出，施肥对植株的生长有着很大的促进作用，所有施肥处理的产量均高于对照处理，通过调查不同生育期对比叶丛高度、根围变化规律、叶片数消长动态、根冠比、叶绿素含量、干物质、叶面积指数等方面的变化规律显示，施肥量在900kg/hm2的处理时甜菜块根产量达到最大，随后开始下降，降幅较小。在处理0～1500kg/hm2这个范围内，甜菜块根产量、单株鲜重与施肥量呈显著正相关。而块根含糖率随着施肥的增加呈现降低趋势，施肥量增加到1500kg/hm2处理时，甜菜块根含糖率最低，甜菜块根含糖率与施肥量呈显著负相关。综合产量和含糖率因素，慧尔专用肥的用量在900kg/hm2左右较为合适。

[1]许群，陈连江，孙以楚，王绍禹.浅谈我国甜菜科研现状和发展目标及对策[J].中国糖料，1999，21（4）：42-45.

[2]黄国弟.植物氮磷钾营养的土壤化学原理及应用[J].广西热带农业，2005（4）：20-22.

[3]陈燕.不同甜菜品种对某些矿质元素吸收性能的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2008.

[4]曲扬.钾对甜菜主要营养的影响[J].中国甜菜糖业，2006（2）：5-12.

[5]范勇毅，祁连弟，李国龙.氮磷钾配比施用对包头地区甜菜增产增糖效用的研究[J].农业科技通讯，2010（2）：67-70.

[6]祁连弟，李国龙.氮磷钾配比对内蒙古西部地区甜菜增产增糖效果的研究[J].现代农业，2009（12）：93-95.

[7]段玉，赵沛义，妥德宝，李焕春等.施肥对甜菜产量、干物质积累和养分吸收规律的影响[J].高效施肥，2010（1）：24-28.

[8]李鲁华，李世清，翟军海，等.小麦根系与土壤水分胁迫关系的研究进展[J].西北植物学报，2001，21（1）：17-21.

[9]王志芬，张福锁，孙永堂.冬小麦根系生态和农艺学特性研究进展[J].山东农业科学，2002（4）：49-51.

[10]王荣栋，陶光琏，康慧仁，张亚健.新疆春大麦干物质积累、分配和产量形成的研究[J].大麦科学，1994（4）：21-23.

[11]李强，章建新，甘玉柱.施氮对高产甜菜干物质积累分配及产量和品质的影响[J].干旱地区农业研究，2008，26（5）：55-59.

[12]王鹤龄，王润元，牛俊义，甘延太.黄土高原地膜春小麦地上干物质累积与转运规律[J]：生态学杂志，2008，27（1）：28-32.

[13]曲扬，高妙真，耿立清.磷素水平对甜菜干物质积累与分配的影响[J].中国甜菜糖业，2002（3）：11-13.

[14]盖志佳，王玉波，王志农，等.定量施肥对甜菜干物质积累与分配的影响[J].作物杂志，2012（1）：72-74.

[15]曲文章，高妙真，白祥和.施肥量对甜菜产量和生理指标的影响[J].中国甜菜，1993，15（2）：25-29.

[16]高妙真，蔡伯岩，曲文章.氮素水平对甜菜干物质积累分配和产糖量的影响[J].中国甜菜糖业，1999（5）：5-9.

[17]鲁剑巍，陈防，张竹青，等.磷钾肥配合施用对油菜产量及养分积累的影响[J].中国油料作物学报，2003，25（2）：52-55.

[18]Wagner R E.Interactions of plant nutrients in high yield agriculture[A].Spec Bull No.1[C].Potash and phosphate institute，Atlanta，USA，1979.

[19]Welch C D，Gray C，Pratt J N.Phosphorus and potassium fertilization for coastal Bermuda grass hay production in East Taxas[A]. Fact Sheet L 1861[C].TaxasAgric Ext Serv，1981.

[20]张云生，李文先.氮磷用量配比对甜菜块根产量及含糖量的影响[J].新疆农业科学，1997（4）：166-167.