氮素肥料在甜菜生產應用中的研究進展

劉華君，王燕飛，黃 潤，董心久

（新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊830091）

氮素肥料在甜菜生產應用中的研究進展

劉華君，王燕飛，黃 潤，董心久

（新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊830091）

從甜菜氮肥吸收分配規律以及氮肥對甜菜根系生長、根系活力、葉面積及葉面積指數、干物質積累、產量、品質的影響等方面介紹了氮肥在甜菜生長發育過程中的作用。旨在為提高甜菜氮肥利用率以及塊根產量、改善甜菜塊根品質尋求有效途徑。

甜菜；氮肥；生長發育

氮是肥料三要素之首，在農業生產中占有重要的地位，被稱作農作物的“當家肥”。氮肥的應用極大地促進了現代農業生產，據聯合國糧農組織對世界各國的化肥的統計報告,1961—2001年,全球氮肥用量（以元素N計）從1160萬t增加到8100萬t，增加了近6倍。而中國在同期內氮肥用量增加了40倍。國內外對氮肥在作物營養中的地位以及營養機理的研究非常重視。研究氮肥與作物生長發育的關系以及氮肥對作物產量、品質的影響，對現代農業生產及提高氮肥利用率均有重大意義。甜菜是我國的主要糖料作物之一，是重要的經濟作物，主要分布于我國西北、東北和華北等干旱與半干旱地區，這些地區土壤肥力條件差異較大。由于施氮水平、肥料種類、甜菜品種生產潛力以及管理水平等綜合因素的影響，多年來生產水平一直處于世界平均水平以下，塊根單產及含糖率遠低于歐美等發達國家。因此，如何利用好氮肥，提高甜菜的產量及品質，已經成為我國甜菜生產和科研上的重要問題之一。本文旨在介紹前人針對氮肥在甜菜生長發育中的作用的研究，為提高氮肥利用率以及甜菜塊根產量、改善甜菜塊根品質尋求有效途徑。

1 甜菜氮素吸收分配規律

明確甜菜對氮的吸收代謝特性是甜菜合理施氮的基礎，國內外很多學者均早已開展這方面的工作。

邵金旺（1979）研究認為甜菜吸氮強度從苗期到繁茂期逐漸增大，到8月上、中旬左右達到最大，后開始逐漸降低。甜菜苗期吸肥較少，約占生育期總吸氮量的20%，葉叢繁茂期、塊根成熟期分別占全生育期的71%、9%左右。曲文章（1993，1999）研究指出苗期氮的90%分配給地上部分，葉叢形成期氮的分配仍以地上部為主，占全株含氮量的85%～90%，塊根中含氮量占10%～15%。隨著生育進程，氮在地上部的分配比例逐漸下降，進入糖分積累期后，氮在地上、地下部的分配比例趨于平衡。

氮在甜菜植株各器官中的含量比較低，成長的植株平均含氮量占總重量的1%左右，葉片、葉柄、塊根中的含氮量分別為20.32%、30.59%和5.49%。甜菜氮代謝最旺盛的時期是生育前期，各器官含氮量均以苗期最高，其葉、葉柄、根含氮量分別為4%、3%、2%左右。隨著生育進程，氮代謝逐漸減弱，葉、葉柄、根含氮量分別為3%、1%、0.5%左右。在甜菜生長期間，營養器官中氮百分含量以苗期最高，其后呈遞減趨勢（鄭華平1984，蔡伯巖2004）。鄭華平（1984）認為這一變化趨勢是由于碳水化合物積累速度快、干物質增加了氮的吸收致使氮素“被稀釋”的結果。

2 氮肥對甜菜根系生長的影響

董桂春（2003）研究表明生育前期適當施氮能促進不定根的發生，增加施氮量，其促進效果更顯著，增加生育前期或短期內增加生育中期的氮素水平可提高同期的單株根重。孫靜文（2003）研究發現，塊根增長期是甜菜一生中根系生長和活力變化的轉折點，塊根增長后期根系各性狀呈現大幅度下降趨勢，但高氮水平下根系各性狀降幅較小，這說明適當提高氮素供應水平有利于維持后期根系活力，延緩根系衰老。

3 氮肥對甜菜根系活力的影響

對植物傷流液測定可從植物體內水分和養分變化來反映植物吸收水分、養分狀況以及根系活力及根物質代謝。根系傷流強度可作為根系活力的指標，能比較準確地反映根系活性的變化。有些學者認為不同植物的傷流程度不同，同一種植物因品種和施肥量的不同傷流液量也有差異。閆志山（2000）在中國農科院甜菜研究所試驗區對甜菜傷流量測定結果表明：不同施肥水平對甜菜根系傷流量的影響差異較大，中高氮肥處理甜菜根系傷流量較大。根系活力方面的研究往往只注重單位根量的活力，很難反映根群的總活力，也難以反映其與產量的關系。

4 氮肥對甜菜葉面積及葉面積指數的影響

對于葉面積指數，大量的研究表明適當增加葉面積指數有利于產量的提高，因為它增大了光合作用的面積，使生物產量提高，進而提高產量。施氮量對單株葉面積的影響是很明顯的，隨著施氮量的增加，單株葉面積增大。如許祖恩（1984）、高妙真（2000）試驗表明，施氮量與甜菜葉面積指數、光合勢均呈極顯著的正相關，隨施氮量的增加，葉面積指數也隨之增加。曲文章（1999）研究表明，施氮量與葉面積大小呈極顯著正相關（r=0.998**），單株葉面積隨施氮水平提高而增加。生育初期各氮素水平處理的葉面積指數增長緩慢，葉叢形成期和塊根增長前期葉面積指數增長最快，其后逐漸下降，葉面積指數表現為單峰曲線變化規律，曲線規律隨氮素水平提高而遞增。勾玲（2000）研究表明，不同施肥處理條件下甜菜葉面積指數生育期內的變化趨勢大體相同，呈正態曲線。隨施氮量的增加，葉面積指數也在加大。蔡葆（1979）研究認為適當控制氮肥用量一般可保持30d左右，尤其是在苗期和塊根增長期，這時葉面積指數與產量最為密切。Tsialtas，JT（2006）指出在大田條件下，在一定范圍內，甜菜生長期的葉面積越大，利用光能效率越高，產量和糖分也就越高，但同時又指出高產條件下最適葉面積指數為4左右。

5 氮肥對甜菜干物質積累的影響

生物產量是經濟產量的基礎。要獲得高額的塊根產量，首先必須千方百計地提高生物產量，與此同時，還應注意光合產物多向根部轉移，兩者結合才能最終獲得較高的經濟產量。研究人員對施肥量對甜菜干物質積累的影響研究較多，但結論不一。

施氮量對甜菜單株干物質積累有很大影響，一般認為隨著施氮量增加有逐漸增加的趨勢。如丁偉（2001）在東北農業大學香坊農學試驗站研究發現，施氮量對甜菜干物質積累表現為干物質的分配隨著施肥水平的增加向各時期生長中心分配量增加；侯振安（2000）在石河子大學農學院農科系試驗站所做的試驗表明，過量施用氮肥不利于甜菜植株干物質的合理分配，易造成葉叢生長過旺，植株根冠比（T/R）降低；蔡柏巖（2004）研究表明隨著施氮量的提高，葉片、葉柄干物質積累量也提高，但塊根增長量減小，在整個生育期隨施氮量增加T/R比明顯增加，干物質向根部的分配量逐漸提高。也有學者認為，隨著施肥量增加對甜菜干物質積累不利，如曲文章（1993）試驗表明大量增施氮肥，易造成甜菜干物質分配失調，致使根產量降低。

6 氮肥對甜菜塊根產量及含糖率的影響

氮肥對于獲得高產有良好的作用，但氮肥施用過多也會帶來一些問題。其中重要的會使甜菜體內可溶性含氮化合物增多，進而降低甜菜含糖率和產糖量（韓錦峰，董鉆1995）。氮肥用量過多最終還會影響收獲時的根產量。甜菜最終產糖量應由單位面積株數、單株塊根重、含糖率共同決定。Lamb,JA;Rehm,GW;Bredehoeft，MW（2005）指出，要想獲得一定高產，最佳效益方案應為每公頃密度84000株左右，種肥為15kg，追肥25.5kg，含糖率應穩定在16%以上。在氮肥量使用上不同學者對此有不同的結論。張靜（2007）研究認為，在新疆種植條件下合理的氮磷鉀比例應在1∶0.5～0.7∶1.2，在這種指標下能夠獲得豐產優質甜菜塊根。侯振安（2000）研究認為甜菜施氮量與產量和產糖量之間呈二次曲線相關，合理施用氮肥可明顯提高甜菜產量和產糖量，施氮過量不利于塊根的糖分積累，產糖量顯著降低。他最終結論得出甜菜氮肥的合理施用量為120kg/hm2。氮肥顯著影響甜菜塊根糖分積累，氮肥施用量與甜菜塊根含糖率之間呈顯著負相關關系（r=-0.9930**）。薛鴻雁（2004）在黑龍江省雙城市幸福鄉久援村進行的試驗表明在低氮條件下，隨著施氮量的增加，甜菜根產、含糖率和產糖量也隨之增加。當氮素施用量達到180kg/hm2時，甜菜含糖、產量達到最高，分別為17.2%和70095kg/hm2。當施氮量繼續增加時，甜菜產質量不但不提高，反而呈下降趨勢。高妙真（1999）通過試驗得出結論，在每公頃施氮為140kg以內時，根產量隨施氮量的增加而提高，繼續增施氮肥，干物質分配失調，產量、塊根含糖率也隨之降低。蔡柏巖（2005）在東北農業大學農學實驗站進行的試驗表明在每公頃施氮120kg范圍以內，產糖量隨施氮量增加而提高，繼續增施氮肥，產糖量會降低。Fieuw S,Willerbrink J.（2006）研究指出隨施氮量增加，NR、GS、RuBPase和SS分解活力提高，蔗糖和單糖含量都下降。

7 研究展望

通過對全國農技中心2003年統計數據和2000年農戶調查數據的分析，充分說明了我國氮肥施用在空間分布、品種結構和農作物需求狀況等方面存在的諸多問題，農作物氮肥施用中存在傳統施肥習慣影響氮肥利用率，而在甜菜生產中氮肥又存在施用量不足、適量和超量各占三分之一的問題，施肥方式也影響甜菜原料生產過程中氮肥的利用率。目前，在全國范圍內開展的測土配方施肥行動和減少氮肥農田損失的措施有效地提高了氮肥的利用率。氮素肥料的應用研究從來都沒有間斷過，在甜菜生產應用中的研究也越來越多。今天，科學技術發展日新月異，先進的技術手段和儀器設備、充足的經費、市場的需要等必將使這方面的研究會迅速發展。

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Research Progress on Nitrogen Fertilizer App lication in Sugarbeet

LIU Hua-jun,WANG Yan-fei,HUANGRun,DONG Xin-jiu
(Institute of Industrial Crops,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumchi830091,China)

The effect of nitrogen in the sugarbeet growth and development,including absorption and distribution rule of nitrogen fertilizer,and growth of beet root,root vigor,leaf area index,drymatter accumulation,yield and quality is introduced,and it aimed at improving the use ratio of N fertilizer and root yield and quality.

sugarbeet;nitrogen fertilizer;growth and development

S566.3

A

1007-2624（2011）01-0064-03

2010-08-20

國家甜菜產業技術體系項目（nycytx-25-14）；瑪納斯綜合試驗站項目。

劉華君（1970-），男，安徽省渦陽縣人，助理研究員。

王燕飛，女，研究員，碩士生導師。