氮素肥料在甜菜生产应用中的研究进展

刘华君，王燕飞，黄 润，董心久

（新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091）

氮素肥料在甜菜生产应用中的研究进展

刘华君，王燕飞，黄 润，董心久

（新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091）

从甜菜氮肥吸收分配规律以及氮肥对甜菜根系生长、根系活力、叶面积及叶面积指数、干物质积累、产量、品质的影响等方面介绍了氮肥在甜菜生长发育过程中的作用。旨在为提高甜菜氮肥利用率以及块根产量、改善甜菜块根品质寻求有效途径。

甜菜；氮肥；生长发育

氮是肥料三要素之首，在农业生产中占有重要的地位，被称作农作物的“当家肥”。氮肥的应用极大地促进了现代农业生产，据联合国粮农组织对世界各国的化肥的统计报告,1961—2001年,全球氮肥用量（以元素N计）从1160万t增加到8100万t，增加了近6倍。而中国在同期内氮肥用量增加了40倍。国内外对氮肥在作物营养中的地位以及营养机理的研究非常重视。研究氮肥与作物生长发育的关系以及氮肥对作物产量、品质的影响，对现代农业生产及提高氮肥利用率均有重大意义。甜菜是我国的主要糖料作物之一，是重要的经济作物，主要分布于我国西北、东北和华北等干旱与半干旱地区，这些地区土壤肥力条件差异较大。由于施氮水平、肥料种类、甜菜品种生产潜力以及管理水平等综合因素的影响，多年来生产水平一直处于世界平均水平以下，块根单产及含糖率远低于欧美等发达国家。因此，如何利用好氮肥，提高甜菜的产量及品质，已经成为我国甜菜生产和科研上的重要问题之一。本文旨在介绍前人针对氮肥在甜菜生长发育中的作用的研究，为提高氮肥利用率以及甜菜块根产量、改善甜菜块根品质寻求有效途径。

1 甜菜氮素吸收分配规律

明确甜菜对氮的吸收代谢特性是甜菜合理施氮的基础，国内外很多学者均早已开展这方面的工作。

邵金旺（1979）研究认为甜菜吸氮强度从苗期到繁茂期逐渐增大，到8月上、中旬左右达到最大，后开始逐渐降低。甜菜苗期吸肥较少，约占生育期总吸氮量的20%，叶丛繁茂期、块根成熟期分别占全生育期的71%、9%左右。曲文章（1993，1999）研究指出苗期氮的90%分配给地上部分，叶丛形成期氮的分配仍以地上部为主，占全株含氮量的85%～90%，块根中含氮量占10%～15%。随着生育进程，氮在地上部的分配比例逐渐下降，进入糖分积累期后，氮在地上、地下部的分配比例趋于平衡。

氮在甜菜植株各器官中的含量比较低，成长的植株平均含氮量占总重量的1%左右，叶片、叶柄、块根中的含氮量分别为20.32%、30.59%和5.49%。甜菜氮代谢最旺盛的时期是生育前期，各器官含氮量均以苗期最高，其叶、叶柄、根含氮量分别为4%、3%、2%左右。随着生育进程，氮代谢逐渐减弱，叶、叶柄、根含氮量分别为3%、1%、0.5%左右。在甜菜生长期间，营养器官中氮百分含量以苗期最高，其后呈递减趋势（郑华平1984，蔡伯岩2004）。郑华平（1984）认为这一变化趋势是由于碳水化合物积累速度快、干物质增加了氮的吸收致使氮素“被稀释”的结果。

2 氮肥对甜菜根系生长的影响

董桂春（2003）研究表明生育前期适当施氮能促进不定根的发生，增加施氮量，其促进效果更显著，增加生育前期或短期内增加生育中期的氮素水平可提高同期的单株根重。孙静文（2003）研究发现，块根增长期是甜菜一生中根系生长和活力变化的转折点，块根增长后期根系各性状呈现大幅度下降趋势，但高氮水平下根系各性状降幅较小，这说明适当提高氮素供应水平有利于维持后期根系活力，延缓根系衰老。

3 氮肥对甜菜根系活力的影响

对植物伤流液测定可从植物体内水分和养分变化来反映植物吸收水分、养分状况以及根系活力及根物质代谢。根系伤流强度可作为根系活力的指标，能比较准确地反映根系活性的变化。有些学者认为不同植物的伤流程度不同，同一种植物因品种和施肥量的不同伤流液量也有差异。闫志山（2000）在中国农科院甜菜研究所试验区对甜菜伤流量测定结果表明：不同施肥水平对甜菜根系伤流量的影响差异较大，中高氮肥处理甜菜根系伤流量较大。根系活力方面的研究往往只注重单位根量的活力，很难反映根群的总活力，也难以反映其与产量的关系。

4 氮肥对甜菜叶面积及叶面积指数的影响

对于叶面积指数，大量的研究表明适当增加叶面积指数有利于产量的提高，因为它增大了光合作用的面积，使生物产量提高，进而提高产量。施氮量对单株叶面积的影响是很明显的，随着施氮量的增加，单株叶面积增大。如许祖恩（1984）、高妙真（2000）试验表明，施氮量与甜菜叶面积指数、光合势均呈极显著的正相关，随施氮量的增加，叶面积指数也随之增加。曲文章（1999）研究表明，施氮量与叶面积大小呈极显著正相关（r=0.998**），单株叶面积随施氮水平提高而增加。生育初期各氮素水平处理的叶面积指数增长缓慢，叶丛形成期和块根增长前期叶面积指数增长最快，其后逐渐下降，叶面积指数表现为单峰曲线变化规律，曲线规律随氮素水平提高而递增。勾玲（2000）研究表明，不同施肥处理条件下甜菜叶面积指数生育期内的变化趋势大体相同，呈正态曲线。随施氮量的增加，叶面积指数也在加大。蔡葆（1979）研究认为适当控制氮肥用量一般可保持30d左右，尤其是在苗期和块根增长期，这时叶面积指数与产量最为密切。Tsialtas，JT（2006）指出在大田条件下，在一定范围内，甜菜生长期的叶面积越大，利用光能效率越高，产量和糖分也就越高，但同时又指出高产条件下最适叶面积指数为4左右。

5 氮肥对甜菜干物质积累的影响

生物产量是经济产量的基础。要获得高额的块根产量，首先必须千方百计地提高生物产量，与此同时，还应注意光合产物多向根部转移，两者结合才能最终获得较高的经济产量。研究人员对施肥量对甜菜干物质积累的影响研究较多，但结论不一。

施氮量对甜菜单株干物质积累有很大影响，一般认为随着施氮量增加有逐渐增加的趋势。如丁伟（2001）在东北农业大学香坊农学试验站研究发现，施氮量对甜菜干物质积累表现为干物质的分配随着施肥水平的增加向各时期生长中心分配量增加；侯振安（2000）在石河子大学农学院农科系试验站所做的试验表明，过量施用氮肥不利于甜菜植株干物质的合理分配，易造成叶丛生长过旺，植株根冠比（T/R）降低；蔡柏岩（2004）研究表明随着施氮量的提高，叶片、叶柄干物质积累量也提高，但块根增长量减小，在整个生育期随施氮量增加T/R比明显增加，干物质向根部的分配量逐渐提高。也有学者认为，随着施肥量增加对甜菜干物质积累不利，如曲文章（1993）试验表明大量增施氮肥，易造成甜菜干物质分配失调，致使根产量降低。

6 氮肥对甜菜块根产量及含糖率的影响

氮肥对于获得高产有良好的作用，但氮肥施用过多也会带来一些问题。其中重要的会使甜菜体内可溶性含氮化合物增多，进而降低甜菜含糖率和产糖量（韩锦峰，董钻1995）。氮肥用量过多最终还会影响收获时的根产量。甜菜最终产糖量应由单位面积株数、单株块根重、含糖率共同决定。Lamb,JA;Rehm,GW;Bredehoeft，MW（2005）指出，要想获得一定高产，最佳效益方案应为每公顷密度84000株左右，种肥为15kg，追肥25.5kg，含糖率应稳定在16%以上。在氮肥量使用上不同学者对此有不同的结论。张静（2007）研究认为，在新疆种植条件下合理的氮磷钾比例应在1∶0.5～0.7∶1.2，在这种指标下能够获得丰产优质甜菜块根。侯振安（2000）研究认为甜菜施氮量与产量和产糖量之间呈二次曲线相关，合理施用氮肥可明显提高甜菜产量和产糖量，施氮过量不利于块根的糖分积累，产糖量显著降低。他最终结论得出甜菜氮肥的合理施用量为120kg/hm2。氮肥显著影响甜菜块根糖分积累，氮肥施用量与甜菜块根含糖率之间呈显著负相关关系（r=-0.9930**）。薛鸿雁（2004）在黑龙江省双城市幸福乡久援村进行的试验表明在低氮条件下，随着施氮量的增加，甜菜根产、含糖率和产糖量也随之增加。当氮素施用量达到180kg/hm2时，甜菜含糖、产量达到最高，分别为17.2%和70095kg/hm2。当施氮量继续增加时，甜菜产质量不但不提高，反而呈下降趋势。高妙真（1999）通过试验得出结论，在每公顷施氮为140kg以内时，根产量随施氮量的增加而提高，继续增施氮肥，干物质分配失调，产量、块根含糖率也随之降低。蔡柏岩（2005）在东北农业大学农学实验站进行的试验表明在每公顷施氮120kg范围以内，产糖量随施氮量增加而提高，继续增施氮肥，产糖量会降低。Fieuw S,Willerbrink J.（2006）研究指出随施氮量增加，NR、GS、RuBPase和SS分解活力提高，蔗糖和单糖含量都下降。

7 研究展望

通过对全国农技中心2003年统计数据和2000年农户调查数据的分析，充分说明了我国氮肥施用在空间分布、品种结构和农作物需求状况等方面存在的诸多问题，农作物氮肥施用中存在传统施肥习惯影响氮肥利用率，而在甜菜生产中氮肥又存在施用量不足、适量和超量各占三分之一的问题，施肥方式也影响甜菜原料生产过程中氮肥的利用率。目前，在全国范围内开展的测土配方施肥行动和减少氮肥农田损失的措施有效地提高了氮肥的利用率。氮素肥料的应用研究从来都没有间断过，在甜菜生产应用中的研究也越来越多。今天，科学技术发展日新月异，先进的技术手段和仪器设备、充足的经费、市场的需要等必将使这方面的研究会迅速发展。

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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

国家甜菜产业技术体系项目（nycytx-25-14）；玛纳斯综合试验站项目。

刘华君（1970-），男，安徽省涡阳县人，助理研究员。

王燕飞，女，研究员，硕士生导师。