盐化潮土甜菜新品种HI0099提糖增效栽培技术研究

赵 蕊，毛 涛，赵 霞

(张掖市耕地质量建设管理站 甘肃 张掖 734000)

0 前言

甜菜是世界上一种重要的糖料作物，具有200 多年的种植历史[1]，甜菜已成为西方国家现代农业的标志性作物[2]。甜菜具有耐旱、耐寒及耐盐碱等特点[3]，截止2016 年，全国甜菜种植面积1.68×105hm2[4]。有关甜菜种植技术前人做了大量的研究工作，邵华伟、崔磊、许咏梅等研究了滴施改良剂对新疆盐碱土改良及甜菜产量的影响，初步认为生物有机菌肥、肽能氮和生物有机菌肥可同时降低土壤钠吸附比和碱化度，显著提高了甜菜的产量[5]。王振华、杨彬林 、谢香文等研究了灌溉制度对膜下滴灌甜菜产量及水分利用效率的影响，研究结果表明膜下滴灌甜菜以 60 mm 灌水定额灌水 9 次为宜，可获得高产与糖产，较传统新疆膜下滴灌甜菜制度节水 10%[6]。秦学平、梁万平、陈荣研究了河西走廊灌区不同起垄覆膜方式对甜菜产质量的影响，发现起垄覆膜栽培能显著提高甜菜产量，较平作覆膜提高 7.9%以上，糖度提高 1.1%～1.6%[7]。李成春报道了甜菜平作，简述了甜菜平作膜下水肥一体化滴灌技术在张掖黑河流域的推广现状和研究进展[8]。闫斌杰、何新春、赵丽梅等研究了甜菜稳产提糖栽培技术研究与应用，发现白色和黑色地膜全覆盖均对甜菜根产、含糖及节水有明显促进作用，黑色地膜略优于白色地膜；氮磷钾硼锌等营养素合理配比有利于提高甜菜含糖率[9]。杨芳芳、李彩凤、刘丹等研究了有机肥对混合盐碱胁迫甜菜光合特性及产量的影响，发现施加有机肥可明显提高甜菜叶片叶绿素含量，增加干物质积累量，提高产量与产糖量[10]。邱丽华研究了有机碳土壤调控剂对盐化潮土理化性质和甜菜效益的影响，认为在盐化潮土施用 SOC 土壤调控剂，有效地改善了盐化潮土理化性质和生物学性质，提高了酶活性和甜菜的经济效益[11]。孙洪仁、张吉萍 、吕玉才等研究了中国北方甜菜土壤碱解氮丰缺指标与适宜施氮量，初步认为中国北方甜菜土壤碱解氮第 2～6 级丰缺指标依次为>429、115～429、31～115、9～31 和≤9 mg/kg，适宜施氮量依次为 34～101、68～203、101～304、135～405 和 169～506 kg/hm2[12]。综上所述，前人对甜菜水肥一体化膜下滴灌、起垄覆膜、甜菜稳产提糖、黑色地膜全覆盖、氮磷钾硼锌等营养素配施、有机碳土壤调控剂、土壤碱解氮丰缺指标研究报道较多，而盐化潮土甜菜新品种HI0099提糖增效栽培技术研究未见文献报道。甘肃河西走廊甜菜常年种植面积为1.30×104hm2[13-15]，目前存在的主要问题是：具有增产潜力的甜菜新品种研发力量薄弱，单位面积产量和经济效益较低，种植面积在不断萎缩。为了解决上述问题，笔者进行了盐化潮土甜菜新品种HI0099提糖增效栽培技术研究，现将研究结果分述如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016—2018年在甘肃省张掖市甘州区三闸镇盐化潮土上进行，试验地海拔1 430 m，年降水量115 mm,年蒸发量1 950 mm，年平均气温7.50，日照时数3 400 h，无霜期160 d。土壤类型为盐化潮土[16]，试验地种植前采集土样进行分析，耕层0～20 cm土层容重1.46 g/cm3，总孔隙度44.91%，有机质12.26 g/kg，碱解氮46.20 mg/kg，速效磷8.52 mg/kg，速效钾131.19 mg/kg，可溶性盐3.21 g/kg ，pH值8.14，前茬作物是葵花。

1.2 试验材料

甜菜品种HI0099(瑞士先正达公司选育，种子纯度99%、 净度98%、 发芽率90%，由北方种业提供)；尿素(N：46%)；磷酸二铵(N：18%，P2O5：46%)；硫酸钾(K2O：50%)；生物菌肥(含有效活菌数≥10亿个/g，粒径1～5 mm，山东大地生物科技有限公司产品)；秸秆发酵剂(潍坊益昊生物技术有限公司产品)；牛粪(有机质14.53%，有机碳8.41%，N：0.32% ，P2O5：0.25%， K2O：0.16%，C/N：26/1，粒径1～2 cm)；玉米秸秆(有机质87.10%，有机碳50.53%，N：0.68% ，P2O5： 0.15%， K2O ：1.18%，C/N 74/1，长度1～2 cm)；蘑菇渣(有机质34.80%，有机碳20.19%，N：0.96% ，P2O5：0.21%， K2O ：0.42%，C/N 21/1，粒径1～2 cm)；油菜籽饼(有机质73.80%，有机碳42.81%，N：5.25% ，P2O5：0.80%， K2O ：1.04%，C/N 8/1，粒径1～2 cm)；秸秆畜禽粪便生态肥(自制，牛粪、玉米秸秆、蘑菇渣、油菜籽饼、尿素、磷酸二铵、硫酸钾风干质量比按0.3500∶0.2900∶0.2000∶0.1000∶0.0300∶0.0200∶0.0100混合均匀，含有机质45.81%，N： 2.79% ，P2O5： 1.18%， K2O：1.09%)。

1.3 试验方法

1.3.1 秸秆畜禽粪便生态肥制备方法

1.3.2 试验处理

试验1：不同密度试验。2016年4月15日设计4个处理，处理1，种植密度10.00万株/hm2(株距20 cm，行距50 cm)；处理2，种植密度9.09万株/hm2(株距22 cm，行距50 cm)；处理3，种植密度8.33万株/hm2(株距24 cm，行距50 cm)；处理4，种植密度7.69万株/hm2(株距26 cm，行距50 cm)。每个试验处理重复3次。播种前将磷酸二铵525 kg/hm2、硫酸钾300 kg/hm2在播种前施入20 cm土层做肥底，甜菜生长盛期结合灌水追施尿素500 kg/hm2，甜菜块根膨大期结合灌水追施尿素400 kg/hm2，追肥方法为穴施。

试验2：不同播种期试验。2017年设计4个处理，处理1：4月8日播种；处理2：4月13日播种；处理3：4月18日播种；处理4：4月23日播种。每个试验处理重复3次，随机区组排列。种植密度8.33万株/hm2(株距24 cm，行距50 cm)，播种前将磷酸二铵525 kg/hm2、硫酸钾300 kg/hm2在播种前施入20 cm土层做肥底，甜菜生长盛期结合灌水追施尿素500 kg/hm2，甜菜块根膨大期结合灌水追施尿素400 kg/hm2，追肥方法为穴施。

试验3：秸秆畜禽粪便生态肥替代传统化肥试验。2018年4月13日在纯氮磷钾投入量相等的条件下(N 0.56 t/hm2+P2O50.24 t/hm2+ K2O 0.22 t/hm2)，设计3个处理：处理1：对照组(不施肥)；处理2：施用传统化肥(尿素施用量1.01 t/hm2+磷酸二铵施用量0.52 t/hm2+硫酸钾施用量0.44 t/hm2)；处理3：施用秸秆畜禽粪便生态肥(秸秆畜禽粪便生态肥施用量20 t/hm2。每个试验处理3次重复，随机区组排列。种植密度8.33万株/ hm2(株距24 cm，行距50 cm)，播种前将秸秆畜禽粪便生态肥组、磷酸二铵、硫酸钾在播种前施入20 cm土层做肥底，1/3尿素在甜菜生长盛期结合灌水追施，2/3尿素在甜菜块根膨大期结合灌水追施，追肥方法为穴施。

1.3.3 种植方法

小区面积40.50 m2(9.00 m×4.50 m)，小区四周筑埂，埂宽30 cn，高35 cm，播种前5 d覆膜，采用幅宽 70 cm地膜，两边各压 10 cm，膜面保持 50 cm，膜间距 50 cm，人工点播，每穴播种2～3 粒种子，每个小区种植10行，幼苗长至 2～3对真叶时定苗,每穴留1株,分别在播种后、出苗40 d、生长盛期、块根膨大期各灌水1次，每个试验小区灌水量相等，其它田间管理措施与大田相同。

双相不锈钢(duplex stainless steel,DSS)是指铁素体相与奥氏体相各占约一半,一般较少相也需达到30%的不锈钢.由于两相组织的特点,通过适当控制化学成分和热处理工艺,可使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢的较高强度、耐氯化物应力腐蚀性能和奥氏体不锈钢的优良韧性、焊接性的优点[1].正是这些优越的性能使双相不锈钢作为一种重要的可焊耐蚀结构材料,日益受到人们的重视,具有广阔的应用前景,并已广泛应用于石油化工和造船工程等领域[2-3].

1.3.4 测定项目与方法

甜菜收获时分别在每个试验小区按照对角线采样方法设计5个采样点，每个样点按顺序采集5株分别测定根体长度、根直径和单株根重, 根直径采用游标卡尺法测定。土壤容重测定采用环刀法；总孔隙度测定采用计算法求得；>0.25 mm团聚体测定采用干筛法；有机质测定采用重铬酸钾氧化——外加热法；碱解氮测定采用扩散法；速效磷测定采用NaHCO3浸提—钼锑抗比色法；速效钾测定采用NH4OAc3浸提—火焰光度法；pH测定采用电位法(水土比5∶1)。饱和蓄水量按公式(饱和蓄水量=面积×总孔隙度×土层深度)求得；含糖率测定采用折光仪,含糖率按公式(折光度× 84%)求得；产糖量按公式(块根产量×含糖率)求得。每个试验小区单独收获,将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。用手持糖度计检测折光度，检测小区平均含糖率。

1.3.5 数据处理方法

根体长度、根直径和单株根重采用SPSS16.0软件分析，差异显著性采用Duncan新复极差法进行多重比较[17]。

2 结果分析

2.1 不同密度对甜菜经济性状和含糖率及经济效益的影响

2.1.1 对经济性状的影响

2016年10月5日甜菜收获时测定数据可以看出，随着种植密度的递减，甜菜根体长度、根直径和单株根重在递增。不同处理经济性状由大到小的变化顺序依次为：7.69万/hm2>8.33万株/hm2>9.90万株/hm2>10.00万株/hm2。7.69万株/hm2与8.33万株/hm2比较,根体长度、根直径和单株根重分别增加4.32%、3.50%和4.13%，差异不显著(P>0.05)；与9.90万株/hm2比较，根直径增加5.61%，差异达显著水平(P<0.05),根体长度和单株根重分别增加10.96%和28.57%，差异达极显著水平(P<0.01)；与10.00万株/hm2比较，根体长度、根直径和单株根重分别增加29.73%、23.68%和32.63%，差异达极显著水平(P<0.01)(表1)。

2.1.2 对含糖率和产糖量的影响

由表1可知，随着种植密度的递减，甜菜含糖率在递增。不同处理含糖率由大到小的变化顺序依次为：7.69万/hm2>8.33万株/hm2>9.90万株/hm2>10.00万株/hm2。7.69万株/hm2与8.33万株/hm2比较，含糖率增加0.37度，差异不显著(P>0.05)；与9.90万株/ hm2比较，含糖率增加1.1度，差异达显著水平(P<0.05)；与10.00万株/hm2比较，含糖率增加2.1度，差异达极显著水平(P<0.01)。随着种植密度的递减，产糖量呈现出先增后降的趋势。不同处理产糖量由大到小的变化顺序依次为：8.33万株/hm2>7.69万/hm2>9.90万株/hm2>10.00万株/hm2。8.33万株/hm2与7.69万株/hm2比较，产糖量增加1.93%，差异不显著(P>0.05)；与9.90万株/hm2比较，产糖量增加8.31%，差异达显著水平(P<0.05)； 与10.00万株/hm2比较，产糖量增加16.83%，差异达极显著水平(P<0.01)。

2.1.3 对产量和经济效益影响

由表1可知，随着种植密度的递减，甜菜块根产量、产值、纯利润和投资效率呈现出先增后降的趋势。不同处理块根产量、产值、纯利润和投资效率由大到小的变化顺序依次为：8.33万株/hm2>9.90万/hm2>7.69万株/hm2>10.00万株/hm2。8.33万株/hm2与9.90万株/hm2比较，块根产量和产值分别增加3.89%和3.60%，差异不显著(P>0.05)，纯利润增加5.22%，差异达显著水平(P<0.05)，投资效率增加4.96%，差异不显著(P>0.05)；与7.69万株/hm2比较，块根产量和产值分别增加4.03%和3.87%，差异不显著(P>0.05)，纯利润和投资效率分别增加5.62%和5.43%，差异达显著水平(P<0.05)；与10.00万株/hm2比较，块根产量和产值分别增加6.09%和6.05%，差异达显著水平(P<0.05)，纯利润和投资效率分别增加8.88%和8.88%，差异达极显著水平(P<0.01)。

表1 不同种植密度对甜菜经济性状及含糖率和经济效益的影响

2.2 不同播种期对甜菜出苗率、经济性状和含糖率及经济效益的影响

2.2.1 对出苗率和经济性状的影响

2017年5月20日测定数据可以看出，随着甜菜播种期的推迟，出苗率在递增。不同处理出苗率由大到小的变化顺序依次为：4月23日>4月18日>4月13日>4月8日。4月23日播种与4月18日和4月13日比较，出苗率分别增加1.09%和3.34%，差异不显著(P>0.05)；与4月8日比较，出苗率增加10.72%，差异达极显著水平(P<0.01)。2017年10月2日甜菜收获时测定数据可以看出，随着甜菜播种期的提前，根体长度、根直径和单株根重在递增，不同处理根体长度、根直径和单株根重由大到小的变化顺序依次为：4月8日>4月13日>4月18日>4月23日。4月8日播种与4月13日比较，根体长度和根直径分别增加6.38%和5.20%，差异达显著水平(P<0.05)，单株根重增加1.59%，差异不显著(P>0.05)；与4月18日比较，根体长度、根直径和单株根重分别增加8.67%、7.46%和8.48%，差异达显著水平(P<0.05)；与4月23日比较，根体长度、根直径和单株根重分别增加11.06%、9.82%和10.35%，差异达极显著水平(P<0.01)(表2)。

表2 不同种植密度对甜菜经济性状及含糖率和经济效益的影响

2.2.2 对含糖率和产糖量的影响

由表3可知，随着播种期的提前，甜菜含糖率在递增。不同处理含糖率由大到小的变化顺序依次为：4月8日>4月13日>4月18日>4月23日。4月8日播种与4月13日比较，含糖率增加2.28%，差异不显著(P>0.05)；与4月18日比较，含糖率增加6.91%，差异达显著水平(P<0.05)；与4月23日比较，含糖率增加11.14%，差异达极显著水平(P<0.01)。随着播种期的推迟，产糖量呈现出先增后降的趋势。不同处理产糖量由大到小的变化顺序依次为：4月13日>4月8日>4月18日>4月23日。4月13日播种与4月8日比较，产糖量增加3.11%，差异不显著(P>0.05)；与4月18日和4月23日比较，产糖量分别增加9.15%和14.18%，差异达极显著水平(P<0.01)。

2.2.3 对产量和经济效益影响

由表3可知，随着播种期的推迟，甜菜块根产量、产值、纯利润和投资效率呈现出先增后降的趋势。不同播种期块根产量、产值、纯利润和投资效率由大到小的变化顺序依次为：4月13日>4月18日>4月23日>4月8日。4月13日播种与4月18日比较，块根产量和产值分别增加4.46%和4.42%，差异不显著(P>0.05)，纯利润和投资效率分别增加,7.00%和6.98%，差异达显著水平(P<0.05)；与4月23日比较，块根产量、产值、纯利润和投资效率分别增加5.12%、5.00%、7.93%和7.60%，差异达显著水平(P<0.05)；与4月8日比较，块根产量、产值、纯利润和投资效率分别增加5.47%、5.59%、8.89%和8.88%，差异达显著水平(P<0.05)。

表3 不同种植密度对甜菜经济性状及含糖率和经济效益的影响

2.3 施用秸秆畜禽粪便生态肥对土壤性质及甜菜经济性状和效益的影响

2.3.1 对土壤性质的影响

2018年10月6日甜菜收获后采集耕作层0～20 cm土样测定结果可知，不同处理土壤容重和pH值由大到小的变化顺序依次为： 对照>传统化肥>秸秆畜禽粪便生态肥。施用秸秆畜禽粪便生态肥与施用传统化肥比较，容重降低14.49，差异达极显著水平(P<0.01)， pH值降低7.69%，差异达显著水平(P<0.05)。不同处理土壤总孔隙、>0.25 mm团聚体、饱和蓄水量、CEC、有机质和速效氮磷钾由大到小的变化顺序依次为：秸秆畜禽粪便生态肥>传统化肥>对照。施用秸秆畜禽粪便生态肥与施用传统化肥比较，总孔隙、团聚体、饱和蓄水量、CEC和有机质分别增加17.52%、11.72%、17.52%、27.49%和10.60%，差异达极显著水平(P<0.01)；碱解氮、速效磷和速效钾分别增加0.29%、0.18%和1.06%，差异不显著(P>0.05)(表4)。

表4 秸秆畜禽粪便生态肥对土壤理化性质及有机质和速效氮磷钾的影响

2.3.2 对甜菜经济性状及含糖率和经济效益的影响

由表5可知，不同处理甜菜经济性状及含糖率和经济效益由大到小的变化顺序依次为：秸秆畜禽粪便生态肥组>传统化肥组>对照。秸秆畜禽粪便生态肥组与传统化肥组比较，根体长度和根直径分别增加7.52%和6.66%，差异达显著水平(P<0.05)，单株根重增加9.32%，差异达极显著水平；含糖率增加7.07%，差异达显著水平(P<0.05)，产糖量增加18.40%，差异达极显著水平；块根产量和产值分别增加5.36%和8.58%，差异达显著水平(P<0.05)，纯利润和投资效率分别增加15.63%和22.30%，差异达极显著水平。

表5 秸秆畜禽粪便生态肥对甜菜经济性状及含糖率和经济效益的影响

3 问题讨论与结论

甜菜种植密度太小，首先群体数量较少，导致产量较低，其次土地和光照资源利用率不高。种植密度在一定范围内增大有助于提高甜菜块根产量，但种植密度过大，甜菜根营养面积缩小，对土壤养分、水分和光照具有竞争作用，甜菜生长势削弱，块根产量下降[18]。随着种植密度的递减，甜菜块根产量、产值、纯利润和投资效率呈现出先增后降的趋势，不同种植密度产值、纯利润和投资效率由大到小的变化顺序依次为：8.33万株/hm2>7.69万株/hm2>9.90万株/hm2>10.00万株/hm2。甜菜播种过早土壤温度低，种子萌发时间延长，在低温条件下种子容易腐烂，导致保苗率低；播种过晚,营养生长期短，则影响甜菜块根的生长。随着播种期的推迟，甜菜块根产量、产值、纯利润和投资效率呈现出先增后降的趋势，不同播种期块根产量、产值、纯利润和投资效率由大到小的变化顺序依次为：4月13日>4月18日>4月23日>4月8日。不同处理甜菜经济性状及含糖率和经济效益由大到小的变化顺序依次为：秸秆畜禽粪便生态肥组>传统化肥组>对照。在甘肃省河西走廊的盐化潮土上，甜菜适宜种植密度一般为7.69万株/hm2～8.33万株/hm2，最适种植密度为8.33万株/hm2，甜菜适宜播种期一般为4月13日～4月18日，最适播种期为4月13日。在甜菜种植田上施用秸秆畜禽粪便生态肥，降低了土壤容重和pH值，提高了土壤孔隙度、团聚体、持水量、有机质、阳离子代换量和甜菜含糖率及块根产量，这种变化规律与杨天悦、李江涛、刘中良、潘剑玲和李淑仪等研究结果相一致[19-23]。究其原因，一是秸秆畜禽粪便生态肥中的牛粪、玉米秸秆、蘑菇渣和油菜籽饼使土壤疏松，因而降低了容重，增大了孔隙度；二是秸秆畜禽粪便生态肥中的牛粪、玉米秸秆、蘑菇渣和油菜籽饼在土壤微生物的作用下合成了腐殖质，促进了团聚体的形成，提高了土壤持水量和阳离子交换量。三是秸秆畜禽粪便生态肥中的有机质，被微生物分解后产生的有机酸，因而降低了土壤pH值；四是秸秆畜禽粪便生态肥含有丰富的有机质和大量元素，促进了甜菜的生长发育，提高了甜菜的含糖量和块根产量。