施钾量对膜下滴灌甜菜光合性能以及对产量和品质的影响

黄春燕 苏文斌 张少英 樊福义 郭晓霞 李 智菅彩媛 任霄云 宫前恒



施钾量对膜下滴灌甜菜光合性能以及对产量和品质的影响

黄春燕1,2苏文斌2张少英1,*樊福义2郭晓霞2李 智1,2菅彩媛2任霄云2宫前恒2

1内蒙古农业大学农学院, 内蒙古呼和浩特 010019;2内蒙古自治区农牧业科学院特色作物研究所, 内蒙古呼和浩特 010031

膜下滴灌技术被广泛应用于内蒙古冷凉干旱地区的甜菜生产中。为探明施钾量对膜下滴灌甜菜光合生理特性和产质量的影响及其适宜钾肥用量, 于2014¾2015年在内蒙古凉城县设K2O 0、90、180、270和360 kg hm–25个施肥处理进行了研究。结果表明, 钾素能够提高甜菜的光合性能, 如促进株高、叶面积指数、净光合速率的增加; 施钾肥180、270和360 kg hm–2显著提高了叶丛快速生长期甜菜的净光合速率, 影响净光合速率的最主要因素是RuBPCase活性, 其次是气孔导度, 净光合速率与甜菜产量呈极显著正相关。适宜的钾肥用量有利于块根、叶柄和叶片干重的增加及产量增加, 但施钾过量, 块根干物质分配比例下降, 含糖率下降, 块根干物质分配比例与甜菜含糖率呈显著正相关。施钾量270 kg hm–2时产量最高, 90 kg hm–2时含糖率最高, 当施钾量大于180 kg hm–2时, 块根中K+、Na+含量增加, 大于270 kg hm–2时, 块根中α-氨基酸含量增加, 施钾量180 kg hm–2时产糖量最高。综合考虑施钾量对膜下滴灌甜菜产量和品质的影响, 内蒙古甜菜种植优势区域的钾肥推荐施用量为180 kg hm–2。

施钾量; 膜下滴灌; 甜菜; 光合性能; 产量和品质

我国干旱半干旱地区面积约占全国土地总面积的52.5%, 从20世纪90年代初开始, 滴灌技术在我国大面积推广应用, 并在此基础上通过长期实践形成了独特的膜下滴灌技术[1], 该技术较常规灌溉可节约用水50%左右[2], 该技术直达根层的水分供应特点及覆膜的增温作用在节水增产方面表现出非常好的效果。近年来随着农业供给侧结构性调整, 内蒙古甜菜种植优势区域从光、热、水资源较好的地区, 逐步向干旱、冷凉的地区转移[3], 膜下滴灌技术被广泛应用于甜菜生产。

甜菜是藜科甜菜属二年生草本植物, 是世界两大糖料作物之一, 具有耐旱、耐寒、耐盐碱等特性, 是一种适应性广、抗逆性强、经济价值较高的作物。甜菜主要以块根收获为主, 每形成1吨甜菜块根, 需吸收氮素、磷素和钾素的比例是(2.5~3.5)∶1∶(3.5~4.5)[4-5], 可见, 甜菜是需钾素较多的作物。长期以来受土壤“缺氮、少磷、富钾”观念的影响, 形成了不施或少施钾肥的习惯, 而钾肥施用不足, 必然会影响甜菜的产量和品质[6]。随着种植甜菜比较效益的提高, 甜菜产量稳步提高, 甜菜生产中施钾量逐渐增加, 部分地区甚至出现了甜菜钾肥施用过量的现象, 因此, 在甜菜生产中如何合理施用钾肥成为当前急需解决的问题。

膜下滴灌技术应用于甜菜生产以来, 大量研究主要围绕灌水方式[7]、灌水量及灌溉频次[8-9]、水氮互作等展开, 而关于膜下滴灌甜菜钾肥合理施用的理论基础研究相对较少, 甚至没有, 因此, 阐明膜下滴灌条件下钾素与甜菜光合生理、干物质积累和产质量形成的关系, 可为甜菜钾肥精准管理提供理论依据。本研究以解决膜下滴灌甜菜钾肥合理施用问题为切入点, 实现甜菜高产优质为目标, 进行钾素对膜下滴灌甜菜产质量的影响及其光合生理基础研究, 丰富甜菜钾素营养生理理论, 并为合理施肥提供理论依据和技术参数。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2014¾2015年在内蒙古乌兰察布市凉城县三苏木杜家村进行试验, 该地处东经112°28¢、北纬40°29¢, 属于我国北方阴山丘陵冷凉干旱区, 年平均气温5℃, 无霜期平均120 d左右, 年日均气温0℃以上持续时间193 d左右, 年平均日照时数3026 h, 有效积温2600℃d, 年平均降水量392.37 mm, 年平均蒸发量1938 mm。土壤类型为栗钙土, 土壤质地为沙壤土, 肥力中低等, 前茬作物为玉米, 试验地0~30 cm土壤基础肥力见表1。

表1 试验地土壤基础肥力

供试品种为单粒种HI0474。采用单因素随机区组试验设计, 在施N 105 kg hm–2和P2O5135 kg hm–2的基础上, 施K2O 0、90、180、270和360 kg hm–2, 分别以K0、K90、K180、K270和K360表示, 共5个处理, 4次重复。所有肥料均为基肥。种植方式为甜菜膜下滴灌纸筒育苗移栽。小区面积5 m×8 m = 40 m2, 行距50 cm, 株距27 cm, 10行区。于4月15日育苗, 5月25日移栽, 其他管理按甜菜高产田进行。肥料为尿素(N 46%)、重过磷酸钙(P2O546%)和硫酸钾(K2O 50%)。采用幅宽100 cm和厚度0.008 mm 的聚乙烯吹塑农用地膜, 滴灌带内径16 mm, 滴头间距20~21 cm、滴头流量0.2 L h–1。

1.2 测定项目与方法

除产质量以外的其他指标, 分别于块根分化形成期(6月15日)、叶丛快速生长期(7月15日)、块根及糖分增长期(8月15日)和糖分积累期(9月15日)进行取样, 每处理每重复取5株植株样品。

1.2.1 株高的测定 测量最长叶片高度。

1.2.2 叶面积指数的测定 以叶片基部第一个侧脉发出点作为叶片和叶柄的分界处, 选每个样本有代表性的大、中、小叶片各10片, 用直径4 cm的环刀在叶片尖端中脉三分之一处钻孔取样, 并称鲜重计算之。

1.2.3 叶片气体交换参数的测定 早上9:00—11:00用Li-6400便携式光合系统(Li-Cor公司, USA)测定甜菜倒六叶的净光合速率(n)、气孔导度(s)、蒸腾速率(r)和胞间CO2浓度(i)。采用红蓝光源叶室(LED), 设LED光量子为1500 µmol m–2s–1。

1.2.4 RuBPCase活性的测定 参照张蜀秋[10]的分光度法测定, 以每分钟固定的CO2微摩尔数(µmol g–1min–1)表示酶活力。

1.2.5 干重的测定 将植株分为块根、叶柄和叶片3个部分, 在105℃杀青30 min, 60℃烘干至恒重, 称重。

1.2.6 产质量的测定 于10月11日收获每处理每重复4行测产, 利用德国维尼玛公司的甜菜品质分析仪进行块根含糖率、α-氨基酸、K+和Na+含量的测定。

产糖量(kg hm–2) = 产量(kg hm–2)×含糖率(%)。

1.3 数据分析

用Microsoft Excel 2007和SAS 9.0统计分析数据与作图。

2 结果与分析

2.1 施钾量对甜菜株高的影响

株高反映作物的长势, 与作物光合作用及干物质积累有着密切的关系。由表2可见, 株高于2014年块根分化形成期处理间差异不显著, 叶丛快速生长期K270显著高于K0, 块根及糖分增长期K270显著高于其他处理, 糖分积累期K180和K270显著高于其他处理; 2015年块根分化形成期K90和K270显著高于K0, 叶丛快速生长期K270显著高于K0和K90, 块根及糖分增长期K270显著高于K0, 糖分积累期K90、K180和K270显著高于K0。说明钾素促进了甜菜株高的增加, 但过量施钾肥株高不增加。

表2 施钾量对甜菜株高的影响

数据为平均值±标准误, 同列数据后不同小写字母表示该数据差异达0.05显著水平。

RDFS: root differentiating and forming stage; LGFS: leaves growing fast stage; RSIS: root and sugar increasing stage; SCAS: sugar content accumulated stage. Data are mean ± SE, values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 0.05 probability level, respectively.

2.2 施钾量对甜菜叶面积指数的影响

由表3可见, 2014年块根分化形成期处理间叶面积指数差异不显著, 叶丛快速生长期至块根及糖分增长期K270和K360均显著高于K0、K90和K180, 糖分积累期K270显著高于其他处理; 2015年块根分化形成期K270显著高于K0, 叶丛快速生长期至糖分积累期K270和K360均显著高于K0、K90和K180。说明适宜的施钾量有利于甜菜获得高的叶面积指数。

2.3 施钾量对甜菜叶片气体交换参数的影响

从图1可以看出, 2014年块根分化形成期叶片净光合速率, 各施钾处理均显著高于K0, 分别较K0提高12.96%、29.50%、24.59%和18.78%; 叶丛快速生长期净光合速率最高, 钾素对净光合速率影响也最大, K180、K270和K360显著高于K0和K90, 分别较K0提高19.72%、23.21%和21.45%; 块根及糖分增长期K180、K270和K360显著高于K0, 分别提高5.87%、15.04%和10.59%; 糖分积累期K180、K270和K360显著高于K0, 分别提高8.19%、13.58%和11.21%。2015年块根分化形成期、叶丛快速生长期和糖分积累期与2014年表现一致, 块根及糖分增长期略有不同, 各施钾处理均显著高于K0, 分别较K0提高6.92%、13.82%、18.22%和12.96%。说明施钾肥能促进甜菜净光合速率的提高, 但并未随着施钾量的增加而持续升高。

表3 施钾量对甜菜叶面积指数的影响

缩写同表2。数据为平均值±标准误, 同列数据后不同小写字母表示该数据差异达0.05显著水平。

Abbreviations are the same as those given in Table 2. Data are mean ± SE, values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 0.05 probability level, respectively.

随生育进程, 甜菜气孔导度呈单峰曲线变化, 在叶丛快速生长期最大。随着施钾量的增加, 2014年块根分化形成期K90和K180显著高于K0、K270和K360, 分别较K0提高36.38%和31.72%; 叶丛快速生长期各施钾处理均显著高于K0, 分别提高22.91%、26.83%、72.04%和50.52%; 块根及糖分增长期K270显著高于K0, 提高18.89%; 糖分积累期K270和K360显著高于K0, 分别提高58.75%和52.18%。2015年与2014年结果一致, 说明钾素促进气孔的张开, 但生育前期不需要太高的供应量, 生育中后期较高的供应量可增加气孔开度(图1)。

2014年甜菜蒸腾速率各生育期处理间差异显著, 其中, 块根分化形成期各施钾处理均显著高于K0, 分别提高39.60%、25.31%、22.21%和15.30%; 叶丛快速生长期K90、K180和K270均显著高于K0和K360, 分别较K0提高20.34%、16.92%和10.69%; 块根及糖分增长期各施钾处理均显著高于K0, 分别提高22.35%、24.89%、46.26%和32.95%; 糖分积累期K270和K360显著高于K0、K90和K180, 分别较K0提高34.44%和26.48%。2015年与2014年块根及糖分增长期略有不同, 其他生育期一致, 施钾量对气孔开度的影响与蒸腾速率基本相同, 增加气孔开度的同时也增加了蒸腾速率(图1)。

胞间CO2浓度的影响因素主要有外界CO2浓度、气孔导度和叶肉光合强度。随生育进程甜菜胞间CO2浓度呈逐渐上升的变化趋势。依施钾量递增, 各生育期表现为“低—高—低”的变化规律, 2年表现基本一致, 以2014年为例, 块根分化形成期各施钾处理均显著高于K0, 分别提高28.84%、19.77%、12.96%和8.75%; 叶丛快速生长期K180显著高于K0, 提高13.30%; 块根及糖分增长期K180显著高于其他处理, 较K0提高7.80%; 糖分积累期处理间差异不显著, 说明钾素可以影响甜菜胞间CO2浓度, 且生育后期作用不明显(图1)。

2.4 施钾量对甜菜RuBPCase活性的影响

从图2可知, 施钾量对甜菜RuBPCase活性的影响不同年份表现一致, 2014年全生育期各施钾处理甜菜RuBPCase活性均显著高于K0, 块根分化形成期各处理依次提高17.45%、54.70%、41.85%和31.66%, 叶丛快速生长期提高7.71%、23.81%、39.72%和29.85%, 块根及糖分增长期提高10.46%、23.86%、46.21%和35.20%, 糖分积累期提高23.03%、29.23%、45.48%和32.56%; 生育期RuBPCase活性平均值与施钾量显著正相关, 相关系数为0.886, 说明钾素能增强甜菜叶片的RuBPCase活性, 提高叶片光合速率。

2.5 甜菜净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、RuBPCase活性的相关性分析

由表4可见, 甜菜净光合速率与气孔导度在叶丛快速生长期和糖分积累期均呈极显著正相关, 在块根及糖分增长期呈显著正相关; 与蒸腾速率在块根及糖分增长期和糖分积累期均呈极显著正相关, 与胞间CO2浓度在叶丛快速生长期和糖分积累期均呈显著正相关, 与RuBPCase活性在全生育期均呈极显著正相关, 说明甜菜净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和RuBPCase活性密切相关, 不同钾肥条件下, 对甜菜净光合速率影响最大的因素是RuBPCase活性, 其次是气孔导度。

2.6 施钾量对甜菜干物质积累与分配的影响

干物质的积累是产量的基础, 通过施钾肥来增加干物质的积累, 将有利于作物产量的提高。由图3可知, 适宜的施钾量有利于甜菜块根干重达到最大值, 如2014年, 块根分化形成期K180显著高于K270和K360, 与K0差异不显著; 叶丛快速生长期K270显著高于其他处理; 块根及糖分增长期K270显著高于K0和K360; 糖分积累期K270显著高于K0和K90; 2015年呈类似趋势, 说明钾素供应促进了甜菜块根干重的积累, 但过量施用钾肥生育前期块根干重反而低于不施钾肥。

图1 施钾量对甜菜叶片气体交换参数的影响

缩写同表2。Abbreviations are the same as those given in Table 2.

图2 施钾量对甜菜RuBPCase活性的影响

缩写同表2。Abbreviations are the same as those given in Table 2.

表4 甜菜Pn与Gs、Tr、Ci和RuBPCase活性的相关系数

缩写同表2。*和**分别表示达到0.05和0.01显著水平。

Abbreviations are the same as those given in Table 2.*and**indicate significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

图3 施钾量对甜菜干物质积累与分配的影响

缩写同表2。Abbreviations are the same as those given in Table 2.

随着施钾量的增加, 甜菜叶柄干重和叶片干重自叶丛快速生长期至糖分积累期呈逐渐增加的趋势, 以叶片为例, 2014年叶丛快速生长期K180、K270和K360显著高于K0, 分别较K0提高18.95%、16.87%和19.68%; 块根及糖分增长期K180、K270和K360显著高于K0和K90, 分别较K0提高22.74%、26.11%和26.37%; 糖分积累期K270和K360显著高于K0、K90和 K180, 分别较K0提高20.41%和23.28%。2015年叶丛快速生长期K270和K360显著高于K0、K90和K180, 分别较K0提高21.79%和24.51%; 块根及糖分增长期也是K270和K360显著高于K0、K90和K180, 分别较K0提高17.34%和19.73%; 糖分积累期K360显著高于其他处理, 较K0提高24.81% (图3)。说明施钾肥促进了甜菜叶柄和叶片的干物质积累, 随着施钾量的增加, 地上部干物质积累量增加。

依施钾量递增, 块根干物质分配比例整体呈“低—高—低”的变化规律, 不同年份不同处理间差异较大。2014年块根分化形成期K90最高, 显著高于K270和K360, 说明生育前期较低的施钾量促进了干物质向块根的分配; 叶丛快速生长期K360显著高于其他处理, 块根及糖分增长期K180显著高于K0和K360, 糖分积累期K90和K180显著高于K270和K360。2015年块根分化形成期K90和K180显著高于K360, 叶丛快速生长期K180显著高于K0、K270和K360, 块根及糖分增长期处理间差异不显著, 糖分积累期K90显著高于K270和K360 (图3)。叶柄和叶片基本与块根干物质分配比例相反, 说明中等的施钾量有利于甜菜块根干物质分配比例的提高, 施钾过量块根干物质分配比例反而下降, 不利于光合产物向收获器官的运输与分配, 不利于甜菜产质量的提高。

2.7 施钾量对甜菜产量和品质的影响

与K0相比, 施钾处理对2年甜菜产量均有显著提高, 各施钾处理2014年分别较K0增产7.98%、13.10%、16.98%和14.75%; 2015年增产7.95%、14.28%、19.20%和15.67% (表5)。2015年各处理的产量要高于2014年相同处理的产量, 这可能与年际间田间管理水平、土壤条件和气候差异等有关。

含糖率是衡量甜菜加工品质的主要指标, 而K+含量、Na+含量和α-氨基酸含量直接影响甜菜加工出糖率。由表5可知, 2014年、2015年K90和K180处理的甜菜含糖率均显著高于K0、K270和K360, 说明低钾素供应量甜菜含糖率最高, 过量施钾反而下降。依施钾量递增, K+含量呈逐渐升高的趋势, 每增加1 kg钾肥可增加块根含钾量0.30 µmol g–1FW。K180处理的Na+含量显著高于K270和K360。α-氨基酸含量与K+含量的变化趋势基本一致, 2年K360处理显著高于K0、K90和K180。

部分指标与产量和品质指标的相关性分析表明, 甜菜产量与净光合速率的相关性极显著; 含糖率与块根干物质分配比例的相关性显著; K+含量与叶面积指数的相关性极显著, 与叶柄干重和叶片干重的相关性均显著; α-氨基酸含量与地上部生长特性的相关性均显著(表6)。说明甜菜产质量性能与光合生理特性密切相关。

综合考虑甜菜产量和含糖率, K180产糖量最大, 2014年为11 423.46 kg hm–2, 2015年为12 533.12 kg hm–2。与K0相比, 2014年各施钾处理产糖量分别提高14.09%、18.31%、17.25%和10.52%, 2015年分别提高14.28%、20.01%、18.68%和13.09%。K180和K270甜菜产糖量显著高于其他处理, 说明适宜的施钾量有利于甜菜产糖量的提高, 但过量施钾, 产糖量不增反降, 还造成钾肥资源的浪费。

表5 施钾量对甜菜产量和品质的影响

数据为平均值±标准误; 同列数据后不同小写字母表示差异0.05显著水平。

Data are mean ± SE. Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 0.05 probability level.

表6 部分指标与甜菜产质量的相关系数

*和**分别表示达到0.05和0.01显著水平。

*and**indicate significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

图4 施钾量对甜菜产糖量的影响

误差线上不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

Different letters above error bars indicate significant difference at the 0.05 probability level.

3 讨论

光合作用是产量形成的基础, 产量的提高是通过改善作物的光合生理特性来实现的[11-12]。钾素不仅可以活化植物体内酶活性, 提高光合速率[13], 还能有效调节植物气孔运动[14], 影响其干物质积累[15]以及光合产物的分配等[16]。叶片是光合作用的主要器官, 气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和RuBPCase活性是影响作物净光合速率的主要生理指标。本研究中, 适量增施钾肥可显著提高膜下滴灌甜菜的气孔导度和RuBPCase活性, 提高净光合速率和产量, 净光合速率与甜菜产量呈极显著正相关。但施钾肥360 kg hm–2的条件下, 可能由于对植株造成离子胁迫和渗透胁迫, 且不同营养元素吸收不平衡, 使块根分化形成期甜菜生长较慢, 蒸腾速率、胞间CO2浓度、RuBPCase活性和净光合速率显著低于施钾肥180 kg hm–2处理, 块根干重降低, 块根干物质分配比例显著低于施钾肥90 kg hm–2处理, 尽管生育中后期与施钾肥180 kg hm–2处理和270 kg hm–2处理之间差异不显著, 但块根干物质积累量仍处于较低水平, 产量下降。适量供钾可提高叶片可溶性碳水化合物的装载效率和块根可溶性碳水化合物的卸载效率, 促进碳水化合物由叶片向块根的运输, 提高块根干物质分配比例[17]及含糖率, 块根干物质分配比例与甜菜含糖率呈显著正相关。

钾素参与植物体内的多种生理生化活动, 对作物的产量和品质具有明显的调控作用[18-19]。甜菜是需钾量较多的作物, 在农业生产中, 根据地域和作物类型给出适宜的施钾肥建议是极其重要的, 为了精确作物产量预测, 有必要就不同地区、不同作物做出供钾量与产量响应曲线。目前, 有关此类参考曲线的研究在内蒙古甜菜种植优势区相对缺乏, 本研究经拟合分别得出施钾量与2年产量之间的一元二次回归方程: 2014年=-0.11182+65.281+58400 (²=0.9909**); 2015年=-0.14012+81.278+64804 (²=0.9763**), 表明甜菜产量与施钾量呈极显著二次曲线关系。关于非膜下、非滴灌条件下, 施钾量对甜菜产质量的影响研究较少, 其中丁伟等[20]、曲扬等[21]对直播甜菜的研究表明, 甜菜产量在施钾肥200 kg hm–2时最高, 与施钾量呈显著的线性回归关系。

含糖率是衡量甜菜品质的最重要指标[22], 对含糖率的研究表明, 施钾肥90 kg hm–2时甜菜含糖率最高, 再增施钾肥含糖率显著下降。甜菜块根中的灰分元素(Na+和K+)是降低甜菜加工品质的重要因素, 其含量的提高直接导致块根中蔗糖随糖蜜流失量的增加, 而降低加工出糖率。α-氨基酸, 亦称为“有害氮”, 即可溶性含氮化合物, 其含量越高, 甜菜出糖率越低, 块根中10~20份的蔗糖将因1份有害氮的存在而形成糖蜜流失。本研究中, Na+含量在施钾量180 kg hm–2时最大, K+含量和α-氨基酸含量随着施钾量的增加呈逐渐升高的趋势, 至360 kg hm–2时最大, 表明钾素促进了作物对氮素的吸收和利用, 有利于氨基酸的合成[23-24], 要兼顾甜菜产量和品质不宜追求过量的钾肥施用。

甜菜生产中, 由于盲目追求利益最大化, 以获取最大化产量为目标, 而忽略了品质, 肥料配比不科学, 越来越多的农田出现了含糖率下降的现象。产糖量取决于甜菜产量和含糖率, 本试验条件下, 甜菜产糖量以施钾量180 kg hm–2时最大。

4 结论

施钾肥能改善膜下滴灌甜菜与光合产能、物质积累有关的生物学特征, 如促进株高、叶面积指数、净光合速率和干重的增长。钾素影响甜菜净光合速率的主要生育时期是叶丛快速生长期, 不同钾肥水平下, 影响净光合速率的最大因素是RuBPCase活性, 其次是气孔导度。适宜的钾肥施用量提高了块根、叶柄和叶片的干重, 产量增加, 但施钾过量显著抑制了光合产物向块根的运输, 块根干物质分配比例下降, 含糖率下降。对于提高甜菜的产质量, 内蒙古甜菜种植优势区域的钾肥推荐施用量为180 kg hm–2。

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Effects of Potassium Application on Photosynthetic Performance, Yield, and Quality of Sugar Beet with Mulching-drip Irrigation

HUANG Chun-Yan1,2, SU Wen-Bin2, ZHANG Shao-Ying1,*, FAN Fu-Yi2, GUO Xiao-Xia2, LI Zhi1,2, JIAN Cai-Yuan2, REN Xiao-Yun2, andGONG Qian-Heng2

1Agriculture College, Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China;2Special Crops Institute, Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China

The technology of drip irrigation under mulch is widely used for sugar beet cultivation in cold and arid region of Inner Mongolia. In order to investigate proper potassium application rate and effects of potassium on photosynthetic characteristics, yield and quality on sugar beet with mulching-drip irrigation, a field experiment was conducted at Liangcheng city of Inner Mongolia in 2014–2015 with five treatments (0, 90, 180, 270, and 360 kg ha–1)potassium application. The results indicated that potassium could increase the photosynthetic performance of sugar beet, enhancing plant height, leaf area index and net photosynthetic rate. The treatments of 180, 270, and 360 kg ha–1potassium fertilizer increased the net photosynthetic rate, which mainly affected by RuBPCase activity, followed by stomatal conductance. Proper potassium application benefited dry weigh increasing of roots, shootsand leaves, and yield increasing. But excessive application of potassium fertilizer significantly decreased the dry matter distribution to roots, and sugar content. There were the highest yield 270 kg ha–1potassium application, the highest sugar content in the treatment of 90 kg ha–1potassium and the largest economic benefits in the treatment of 180 kg ha–1potassium. When the application amount of potassium was more than 180 kg ha–1, the contents of K+and Na+increased in root. When the application amount of potassium was more than 270 kg ha–1, the content of α-amino acid in roots increased. According to the effects of potassium on sugar beet yield and quality, the recommended potassium fertilizer rate was 180 kg ha–1in the main sugar beet planting area in Inner Mongolia.

potassium application; mulching-drip irrigation; sugar beet; photosynthetic performance; yield and quality

2018-03-01;

2018-07-20;

2018-08-01.

10.3724/SP.J.1006.2018.01496

张少英, E-mail: syzh36@aliyun.com

E-mail: hcy86@aliyun.com

本研究由国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-210302), 国家自然科学基金项目(31260347)和内蒙古自治区农牧业科学院青年创新基金(2014QNJJN08)资助。

This study was supported by the China Agricultural Research System (CARS-210302), the National Natural Science Foundation of China (31260347), and the Youth Innovation Foundation of Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences (2014QNJJN08).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20180801.0936.002.html