施肥處理下滴灌甜菜各部位氮、磷、鉀含量變化規律研究

胡華兵，袁團團，孫琳琳，劉建雄，郇 町，賀碧微，劉 珣

（石河子農業科學研究院，新疆 石河子 832011）

0 引言

甜菜作為一種生產蔗糖的原料作物，也是我國重要的經濟作物之一，主要種植于西北、華北和東北。目前新疆種植甜菜生物產量較高，塊根凈產達6～8t·666.67m-2，葉叢鮮重達1～2t·666.67m-2，但也造成地力消耗較大，這與甜菜吸肥力強、吸肥時間長有密切關系。隨著種植技術水平不斷提升，目前新疆甜菜大田生產全部采用高密度種植、水肥一體化滴灌、全程機械化操作等技術措施；且種植品種多為國外優良品種，具有葉叢葉片小、葉柄細、青頭小、塊根光滑均勻等特點。大量元素氮、磷、鉀對促進甜菜葉叢葉片生長、塊根膨大有重要作用。國內多位專家學者對甜菜營養生長期氮、磷、鉀吸收及其對產量、品質的影響做過很多研究[1-5]。關于滴灌條件下不同施肥處理甜菜各部位氮、磷、鉀含量變化及其吸收互作影響規律的研究鮮有報道，本研究旨在探究這種規律并為甜菜種植中合理施肥提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地和田間管理概況

2019 年在石河子農業科學研究院甜菜所春播試驗地完成試驗。試驗地土質為壤土，土地平整，土層深厚，肥力均勻，前茬玉米，多年未種植甜菜，試驗地基礎肥力詳見表1。行距為等行距50cm，株距 18.5cm，2 行 1 帶。4 月 4 日播種，露地人工點播 1穴1粒，播種時按試驗設計施種肥三料磷肥，4月6、15 日滴出苗水，4 月 18 日出苗，6 月 11 日進頭水，全生育期澆水7次，10月11日起拔收獲。

表1 試驗地基礎肥力表Table 1 Basic fertility table of the test site

1.2 試驗設計

試驗采用“3414”小區設計方案，即3 因素、4 水平，共14個處理組合。隨機區組排列，設3次重復。氮肥為尿素（含N 46%），磷肥為三料磷肥（含P2O546%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50%），不施底肥，磷肥作為種肥一次性全部施入。氮肥、鉀肥隨水滴施，6月份隨第一、二水施完。肥料投入量詳見表2。收獲時小區間接行不計產量。供試甜菜品種為KWS9147。

表2 肥料投入量明細Table 2 Details of fertilizer input

1.3 取樣

7—10 月，每月上旬到試驗小區隨機取樣3 株，混合樣品后烘干、打磨、取樣測驗。

2 結果與分析

2.1 葉片中氮、磷、鉀含量變化規律

施完肥后，7、8月時甜菜葉片生長旺盛、葉面積大、葉色綠，10 月收獲時葉片衰敗、老葉枯死黃化、新葉葉面小。如圖1 所示可知，各處理葉片氮素含量7、8月時較高，9、10月時稍低，但降低不明顯。F1因不施肥料，10 月時葉片氮素含量降為7 月時的89.09%，氮素從老葉分解轉移至新葉導致氮素含量降幅較大。F2 不施氮肥、只施磷鉀肥，葉片氮素含量變化與F1相似。隨著氮肥施用量增加，葉片中氮素含量增加明顯。

圖1 葉片中氮、磷、鉀含量變化圖Figure 1 Changes in the contents of nitrogen，phospho?rus and potassium in leaves

多數處理7月時葉片中磷素含量最高，8—10月磷素含量逐漸降低。F1因不施肥料，葉片磷素含量逐漸降低，10 月收獲時葉片磷素含量降為7 月時的55.33%；F4不施磷肥、只施氮鉀肥，葉片磷素變化規律與F1相似。隨著氮肥施用量增加，葉片磷素含量先增加再下降。隨著磷肥增加，葉片中磷素含量變化不明顯。

各處理7 月時葉片鉀素含量較高，之后逐漸降低。F1 因不施肥料，葉片鉀素含量逐漸降低，10 月收獲時葉片鉀素含量降為7月時的74.32%；F8不施鉀肥、只施氮磷肥，葉片鉀素變化規律與F1 相似。隨著磷肥施用量增加，7 月份葉片中鉀素含量有緩慢增加趨勢。隨著鉀肥施用量增加，葉片中鉀素含量增加明顯。

2.2 葉柄中氮、磷、鉀含量變化規律

如圖2 所示可知，各處理葉柄中氮素含量以7月時最高，之后逐漸降低。F1、F2不施氮肥，葉柄氮素含量和變化趨勢基本一致，10月收獲時氮素含量分別降為7 月時的60.24%和69.28%。隨著氮肥施用量增加，葉柄氮素含量有增加趨勢；隨著磷肥施用量增加，葉柄氮素含量有緩慢下降趨勢；隨著鉀肥施用量增加，葉柄氮素含量有緩慢增加趨勢。

圖2 葉柄中氮、磷、鉀含量變化圖Figure 2 Changes of nitrogen，phosphorus and potassi?um content in petioles

處理F1不施肥料，7月時葉柄磷素含量較高，之后緩慢減少，10 月收獲時磷素含量為7 月時的69.82%，但和其他處理接近。F4 不施磷肥、只施氮鉀肥，葉柄磷素含量與其他處理接近。隨著磷肥施用量增加，葉柄磷素含量有緩慢增加趨勢；隨著鉀肥施用量增加，磷素含量有先增加再下降趨勢。

各處理7 月時鉀素含量較高，之后鉀素含量明顯降低。F1不施肥料，7月時鉀素含量較高，10月收獲時鉀素含量降為7 月時的51.00%，低于其他處理。F8 不施鉀肥、只施氮磷肥，葉柄中鉀素含量較F1 高。表明氮磷肥有利于葉柄中鉀素的吸收累積。隨著氮肥施用量增加，鉀素含量先增加再下降。磷肥施用對葉柄鉀素含量影響與氮肥相似。隨著鉀肥施用量增加，葉柄鉀素含量逐漸增加。

2.3 塊根中氮、磷、鉀含量變化規律

如圖3 所示可知，各處理塊根中氮素含量以9月時最低，其他月份變化不大。F1 不施肥料，塊根氮素含量最低，10 月收獲時氮素含量與7 月時持平。F2 不施氮肥、只施磷鉀肥，塊根氮素含量有增加趨勢，但變化規律相似。隨著氮肥施用量增加，塊根氮素含量有增加趨勢；隨著磷肥施用量增加，塊根氮素含量有增加趨勢；鉀肥施用對塊根氮素含量影響與磷肥相似。

圖3 塊根氮磷鉀含量變化圖Figure 3 Changes of nitrogen，phosphorus and potassi?um content in tubers

處理F1不施肥料，7月時塊根磷素含量較低，10月收獲時磷素含量稍低于7 月時，其他處理有類似規律。隨著磷肥施用量增加，塊根磷素含量有緩慢增加趨勢；隨著氮肥施用量增加，磷素含量有逐步增加趨勢。

各處理7 月時鉀素含量較高，之后鉀素含量逐漸降低。F1不施肥料，7月時鉀素含量最高，10月收獲時鉀素含量降為7月時的63.54%。F8不施鉀肥、只施氮磷肥，塊根中鉀素含量和變化規律與F1 相似。隨著鉀肥施用量增加，塊根鉀素含量逐漸增加。隨著氮肥、磷肥施用量增加，塊根鉀素含量變化無明顯規律。

3 討論與結論

氮素對作物生命活動有重要作用，構成活細胞原生質的主要成分蛋白質、核酸和磷脂中都含有氮素，它也是各種代謝活動如呼吸作用、光合作用和各類有機物質間轉化等所需要的生物催化劑酶的重要組成成分，也是葉綠素的組成元素之一。甜菜地上部分鮮重于7 月中下旬達到峰值，干重于8 月上中旬達到峰值，葉片作為重要光合同化器官，氮素含量于7、8 月時到達峰值，符合甜菜生長發育規律。氮素含量最高的是葉片，其次是葉柄，最低是塊根。從7 月旺盛生長期到10 月收獲期，葉片、塊根的氮素含量變化不大，葉柄氮素含量降幅較大，與葉柄本身作為輸送器官有重要關系。增加鉀肥施用量，有利于葉片、葉柄、塊根中氮素的累積，表明適量增施鉀肥有利于甜菜吸收氮肥。適量增施磷肥，有利于葉柄、塊根累積氮素，表明適量增施磷肥也有利于甜菜吸收氮肥。

磷是核酸、核苷酸的組成成分，核酸與蛋白質合成的核蛋白是原生質和細胞核的主要成分，所以磷的正常供應有利于細胞分裂、增殖和促進生長發育。蔗糖在植株體內的運輸是以蔗糖磷酸酯的形態進行的，磷素供應充足有利于蔗糖的形成和向根部的運輸，從而促進根系發育、塊根增長和糖分積累。全生育期葉片磷素含量高于葉柄，葉柄磷素含量高于塊根，這與前人結論一致[4]。從7月旺盛生長期到10月收獲期，葉片、塊根中磷素含量變化不大，葉柄中磷素含量降幅明顯。隨著磷肥施用量增加，葉片、葉柄和塊根磷素含量有緩慢增加趨勢。適當增加氮肥施用量，塊根中磷素有緩慢增加趨勢。

鉀以離子形態高濃度地積累在作物細胞中，能增強作物細胞生物膜的持水力，可以增強作物的抗旱性和抗寒性；同時，鉀離子是細胞內多種酶的活化劑，可加速酶的催化作用，促進光合產物的運輸和轉移，有利于糖分累積。甜菜植株各部分鉀素含量高于氮素和磷素，尤其是葉柄，這與葉柄作為輸送器官、離子態鉀能增強光合產物運輸轉移有緊密關系；隨著鉀肥施用量增加，葉片、葉柄磷素含量明顯增加，塊根磷素含量亦有增加趨勢。