施氮与补灌对甜菜干物质和钾积累的影响

冀金凤，王 宁，邵红英，何淑平，王 鹏

(黑龙江八一农垦大学,黑龙江 大庆 163319)

甜菜是我国重要的糖料作物兼经济作物之一，在我国东北、西北、华北地区有广泛的栽培[1]。近些年来，由于栽培技术的停滞不前，黑龙江省甜菜的栽培面积出现了下滑，因此，研究黑龙江省甜菜灌水和施氮技术，提高甜菜栽培的经济效益具有重要的实践意义[2]。人工补灌是促进作物生长发育和产量提高的有效栽培措施之一，适当的灌水量可以提高作物干物质积累量，经济产量提高80%以上[3]；高恩基[4]研究认为，补灌提高了马铃薯干物质积累量，有利于干物质向根系中分配，进而显著提高了马铃薯产量；姬景红[5]研究认为，补灌与雨养相比玉米干物质积累量提高了52.80%，与滴灌相比提高了22.80%；高春华[6]研究认为，人工补灌提高了小麦干物质积累量，并且在成熟期有利于干物质向籽粒的分配，提高小麦的经济产量；邢英英[7]研究认为，番茄钾积累量与人工补灌水量成正相关关系，但是灌水量增加后，番茄钾肥利用率表现出降低的变化；孙永健[8]研究认为，水氮互作可以显著促进各生育期钾营养的吸收和转运，灌水量与玉米钾积累量表现出正相关的关系，同时，水氮互作提高了水稻产量；王海东[9]研究认为，棉花干物质积累量和钾肥吸收量表现为随着灌水量的增加而升高的变化，适宜的灌水量可以显著提高钾肥农学效率。从前人的相关研究结果来看，关于补灌和施氮肥对甜菜干物质积累和钾积累影响的相关报道较少。笔者以此为契机，通过分析补灌和施氮对黑龙江省甜菜生长和钾积累的影响规律，以期为生产中科学合理的进行水肥管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验2016-2017年于大庆市黑龙江八一农垦大学试验基地进行，地理位置为北纬46°37′、东经125°11′。田间试验土壤类型为草甸黑钙土，前茬为休闲地。试验地年平均气温4.2℃，无霜期 143 d，年平均降水量427.50 mm，年蒸发量1 635.00 mm，年总日照2 726 h。土壤基础肥力：有机质28.6 g·kg-1，碱解氮49.67 mg·kg-1，速效磷30.55 mg·kg-1，速效钾179.00 mg·kg-1，pH 值为8.67。

1.2 试验设计

试验共设4个处理，其中T1为雨养不施氮处理，氮施用量为0 g·株-1；T2为雨养施氮处理，氮施用量为1.56 g·株-1；T3为补灌不施氮处理，氮施用量为0 g·株-1；T4为补灌施氮处理，氮肥施用量为1.56 g·株-1。所有处理P2O5用量为1.36 g·株-1，K2O用量为1.56 g·株-1，试验所选用氮肥为尿素，含氮量为46%，磷肥为重过磷酸钙，P2O5含量为50%，钾肥为硫酸钾，K2O含量为50%。小区试验设计，小区面积为2.6 m×8 m=20.8 m2，4行区，株距0.2 m，行距0.65 m，76 950株·hm-2，3次重复。T3、T4处理依田间持水量的70%进行坐水并于叶丛快速生长期(六叶期)进行补灌。

1.3 试验测定项目

分别于甜菜幼苗期、叶丛快速增长期、块根糖分增长期、糖分积累期、收获期到田间取样，然后分别按照地上部和地下部烘干称重，取3株平均值作为最后结果。将烘干后的植株样品粉碎，采用浓硫酸-过氧化氢消煮，火焰光度计法测定植株含钾量[10]，取平均值作为最后结果。

1.4 数据处理

数据处理以及图表制作均使用Excel2010版软件，方差分析使用DPS7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 施氮与补灌对甜菜根系干物质积累的影响

由表1可知，甜菜根系干物质积累量表现为随着生育期延后一直增加的变化趋势，在收获期达到最高值，不同处理之间存在差异。2016年，施氮与不施氮相比，幼苗期至糖分增长期T2分别比T1降低了14.33%、17.67%和25.11%，糖分积累其至收获期T2分别比T1提高了76.97%和24.45%，差异显著；叶丛快速增长期至收获期T4分别比T3提高了12.75%、63.39%、33.97%和53.34%；补灌与雨养相比，除糖分积累期外，T3分别低于T1处理53.75%、21.92%、62.54%和19.16%，除叶丛快速增长期之外，T4分别比T2降低了50.00%、18.28%、7.18%和0.39%。2017年，块根糖分增长期至收获期T2分别比T1提高了35.00%、89.99%和47.96%，叶丛快速增长期至收获期，T4分别比T3提高了9.68%、100.00%、82.31%和62.93%；补灌与雨养相比，幼苗期、块根糖分增长期、收获期T3分别比T1降低了54.14%、58.85%和14.21%，T4分别比T2降低了71.87%、39.03%和5.52%。综合分析两个年份试验结果，无论雨养还是补灌条件下，施用氮肥均可以提高甜菜根系干物质积累量；补灌与雨养相比，无论是否施用氮肥，收获期均会显著降低甜菜根系干物质积累量。

表1 施氮与补灌对甜菜根系干物质积累的影响 (kg·hm-2)

2.2 施氮与补灌对甜菜叶片干物质积累的影响

由表2可知，甜菜叶片干物质积累量表现为随着生育期延后一直增加的变化，收获期达到最高值，不同处理之间存在显著差异。2016年，施氮与不施氮相比，幼苗期和叶丛快速增长期T2分别低于T1处理16.90%和14.25%，糖分增长期至收获期T2分别高于T1处理12.13%、41.07%和22.89%；幼苗期至糖分积累期T4分别比T3降低了5.24%、7.22%、26.56%和33.47%，收获期T4比T3提高了6.50%，无显著差异；补灌与雨养相比，幼苗期至糖分增长期，T3叶片干物质积累量分别比T1降低了55.84%、53.75%和21.07%，糖分积累期和收获期T3分别比T1升高了11.50%和2.06%，整个生育期T4分别比T2降低了49.65%、49.96%、48.30%、47.42%和11.55%。2017年，幼苗期、糖分增长期、收获期T2分别比T1提高了72.34%、24.49%和29.69%，叶丛快速增长期、糖分增长期、收获期T4分别比T3提高了23.72%、18.94%和6.35%；补灌与雨养相比，T3在整个生育期分别低于T1处理50.73%、44.31%、34.72%、38.58%和24.01%，T4分别低于T2处理82.13%、19.67%、37.63%、26.57%和37.69%。综合两年的试验结果来看，施氮与不施氮处理相比可以提高甜菜收获期叶片干物质积累量，补灌与雨养相比，整个生育期均会降低叶片干物质积累量。

2.3 施氮与补灌对甜菜根系钾积累的影响

由表3可知，甜菜根系钾积累量表现为随着生育期延后一直增加的变化趋势，收获期各处理均达到最高值，但是不同处理之间存在差异。2016年，施氮与不施氮相比，叶丛快速增长期、糖分积累期和收获期T2分别高于T1处理8.16%、115.18%和65.38%，叶丛快速增长期至收获期，T4分别高于T3处理51.01%、75.65%、34.73%和150.06%；补灌与雨养相比，叶丛快速增长期和糖分积累期T3分别高于T1处理12.34%和102.68%，其他3个生育期T3分别低于T1处理51.16%、59.28%和34.50%；叶丛快速增长期至糖分积累期T4分别高于T2处理56.82%、14.57%和26.90%，幼苗期和收获期T4分别低于T2处理48.79%和0.97%。2017年，施氮与不施氮相比，叶丛快速增长期至收获期T2分别比T1提高了0.09%、28.04%、115.57%和33.24%，T4分别高于T3处理27.48%、37.50%、73.16%和125.05%；补灌与雨养相比，叶丛快速增长期和糖分积累期T3分别比T1提高了12.78%和39.38%，其余生育期T3分别比T1降低了49.38%、27.83%和30.73%；叶丛快速增长期、糖分积累期、收获期T4分别比T2提高了43.64%、19.99%和17.00%。综合两年的试验结果来看，施氮与不施氮相比显著提高了收获期甜菜根系钾积累量，补灌与雨养相比，不施氮条件下会降低根钾积累量。

表2 施氮与补灌对甜菜叶片干物质积累的影响 (kg·hm-2)

表3 施氮与补灌对甜菜根系钾积累的影响 (kg·hm-2)

2.4 施氮与补灌对甜菜叶片钾积累的影响

由表4可知，甜菜叶片内钾积累量表现为随着生育期延后一直增加的变化，收获期达到最高值，不同处理之间存在显著差异。2016年，施氮与不施氮相比，叶丛快速增长期至收获期T2分别比T1提高了4.01%、13.20%、23.02%和62.80%，叶丛快速增长期、糖分增长期、收获期T4分别高于T3处理19.38%、2.61%和24.08%；补灌与雨养相比，幼苗期至糖分增长期T3分别低于T1处理51.16%、54.32%和2.76%，T4分别低于T2处理48.80%、47.57%和11.86%；糖分积累期和收获期T3分别高于T1处理68.97%和54.92%，T4分别高于T2处理11.92%和18.09%。2017年，施氮与不施氮相比，幼苗期、糖分积累期、收获期T2分别比T1提高了115.62%、14.43%和61.04%，叶丛快速增长期、糖分增长期、收获期T4分别比T3提高了32.26%、21.66%和14.05%；补灌与雨养相比，幼苗期至糖分增长期T3分别低于T1处理10.14%、46.62%和37.64%，糖分积累期和收获期T3分别高于T1处理23.38%和11.43%；糖分增长期T4高于T2处理8.46%，其余生育期T4分别低于T2处理82.80%、17.70%、38.88%和21.07%。综合两年的试验结果来看，施用氮肥可以显著提高甜菜收获期叶片内钾积累量；无论是否使用氮肥，补灌会降低甜菜生育前期的钾积累量；不施氮条件下，补灌可以促进收获期甜菜叶片内钾积累量。

表4 施氮与补灌对甜菜叶片钾积累的影响 (kg·hm-2)

3 讨论

植物干物质积累量高低与其生长状况有直接的关系，在水肥适宜的条件下，作物干物质积累量会显著升高，而不利的外界环境条件会使作物干物质积累量降低[11-12]。从本试验的研究结果来看，补灌条件下，施用氮肥后幼苗期根系和叶片的干物质积累量均低于不施氮处理，分析原因认为这可能与人工补灌导致土壤水分高于甜菜生长的最适宜土壤含水量，从而抑制了幼苗的生长，最后导致干物质积累量降低；雨养条件下，叶丛快速增长期施用氮肥处理的根系和叶片的干物质积累量均低于不施用氮肥处理，两个年份均表现出相同的变化规律，这可能与该生育期之前因为降水不足，施用氮肥肥效不能充分发挥进而影响了甜菜生长有关。在收获期，施氮处理的根系、叶片干物质积累量均高于不施氮处理，这与前人的研究结果相似[13-14]，说明使用氮肥对促进植物生长具有显著作用。补灌与雨养相比，无论是否使用氮肥，两个试验年份补灌均使甜菜糖分增长期之前的根系和叶片干物质积累量降低，这与吴婕[15]、孙章浩[16]的研究结果存在差异，分析原因认为，这可能与灌水时间不恰当有关，也可能与增加水分供给导致土壤含水量过高，不利于甜菜前期生长有关。从钾积累量变化上来看，在苗期施用氮肥降低了甜菜根系和叶片的钾积累量，这可能与甜菜苗期以营养生长为主，对氮营养的吸收量高于钾营养，而成熟期施用氮肥处理的钾积累量显著升高，这可能与施用氮肥提高了甜菜干物质积累量，从而有利于钾积累量的显著升高[17]。

4 结论

(1)雨养和补灌条件下，施氮均可以提高甜菜根系和叶片干物质积累量；无论是否施用氮肥，补灌均会降低根系干物质积累量；不施氮条件下，补灌对甜菜叶片干物质积累不会产生显著影响，施氮条件下，补灌会降低甜菜叶片干物质积累量。

(2)施用氮肥会降低甜菜苗期根系钾积累量，提高收获期根系钾积累量；补灌与雨养相比，不施氮条件下补灌会降低甜菜根系钾积累量。

(3)施氮可以显著提高甜菜叶片钾积累量，在施氮和不施氮条件下，补灌可以提高甜菜叶片内钾积累量。

(4)补灌与施氮结合对促进甜菜生长发育及钾积累效果优于雨养不施氮处理。