施肥处理下滴灌甜菜各部位氮、磷、钾含量变化规律研究

胡华兵，袁团团，孙琳琳，刘建雄，郇 町，贺碧微，刘 珣

（石河子农业科学研究院，新疆 石河子 832011）

0 引言

甜菜作为一种生产蔗糖的原料作物，也是我国重要的经济作物之一，主要种植于西北、华北和东北。目前新疆种植甜菜生物产量较高，块根净产达6～8t·666.67m-2，叶丛鲜重达1～2t·666.67m-2，但也造成地力消耗较大，这与甜菜吸肥力强、吸肥时间长有密切关系。随着种植技术水平不断提升，目前新疆甜菜大田生产全部采用高密度种植、水肥一体化滴灌、全程机械化操作等技术措施；且种植品种多为国外优良品种，具有叶丛叶片小、叶柄细、青头小、块根光滑均匀等特点。大量元素氮、磷、钾对促进甜菜叶丛叶片生长、块根膨大有重要作用。国内多位专家学者对甜菜营养生长期氮、磷、钾吸收及其对产量、品质的影响做过很多研究[1-5]。关于滴灌条件下不同施肥处理甜菜各部位氮、磷、钾含量变化及其吸收互作影响规律的研究鲜有报道，本研究旨在探究这种规律并为甜菜种植中合理施肥提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地和田间管理概况

2019 年在石河子农业科学研究院甜菜所春播试验地完成试验。试验地土质为壤土，土地平整，土层深厚，肥力均匀，前茬玉米，多年未种植甜菜，试验地基础肥力详见表1。行距为等行距50cm，株距 18.5cm，2 行 1 带。4 月 4 日播种，露地人工点播 1穴1粒，播种时按试验设计施种肥三料磷肥，4月6、15 日滴出苗水，4 月 18 日出苗，6 月 11 日进头水，全生育期浇水7次，10月11日起拔收获。

表1 试验地基础肥力表Table 1 Basic fertility table of the test site

1.2 试验设计

试验采用“3414”小区设计方案，即3 因素、4 水平，共14个处理组合。随机区组排列，设3次重复。氮肥为尿素（含N 46%），磷肥为三料磷肥（含P2O546%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%），不施底肥，磷肥作为种肥一次性全部施入。氮肥、钾肥随水滴施，6月份随第一、二水施完。肥料投入量详见表2。收获时小区间接行不计产量。供试甜菜品种为KWS9147。

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

1.3 取样

7—10 月，每月上旬到试验小区随机取样3 株，混合样品后烘干、打磨、取样测验。

2 结果与分析

2.1 叶片中氮、磷、钾含量变化规律

施完肥后，7、8月时甜菜叶片生长旺盛、叶面积大、叶色绿，10 月收获时叶片衰败、老叶枯死黄化、新叶叶面小。如图1 所示可知，各处理叶片氮素含量7、8月时较高，9、10月时稍低，但降低不明显。F1因不施肥料，10 月时叶片氮素含量降为7 月时的89.09%，氮素从老叶分解转移至新叶导致氮素含量降幅较大。F2 不施氮肥、只施磷钾肥，叶片氮素含量变化与F1相似。随着氮肥施用量增加，叶片中氮素含量增加明显。

图1 叶片中氮、磷、钾含量变化图Figure 1 Changes in the contents of nitrogen，phospho⁃rus and potassium in leaves

多数处理7月时叶片中磷素含量最高，8—10月磷素含量逐渐降低。F1因不施肥料，叶片磷素含量逐渐降低，10 月收获时叶片磷素含量降为7 月时的55.33%；F4不施磷肥、只施氮钾肥，叶片磷素变化规律与F1相似。随着氮肥施用量增加，叶片磷素含量先增加再下降。随着磷肥增加，叶片中磷素含量变化不明显。

各处理7 月时叶片钾素含量较高，之后逐渐降低。F1 因不施肥料，叶片钾素含量逐渐降低，10 月收获时叶片钾素含量降为7月时的74.32%；F8不施钾肥、只施氮磷肥，叶片钾素变化规律与F1 相似。随着磷肥施用量增加，7 月份叶片中钾素含量有缓慢增加趋势。随着钾肥施用量增加，叶片中钾素含量增加明显。

2.2 叶柄中氮、磷、钾含量变化规律

如图2 所示可知，各处理叶柄中氮素含量以7月时最高，之后逐渐降低。F1、F2不施氮肥，叶柄氮素含量和变化趋势基本一致，10月收获时氮素含量分别降为7 月时的60.24%和69.28%。随着氮肥施用量增加，叶柄氮素含量有增加趋势；随着磷肥施用量增加，叶柄氮素含量有缓慢下降趋势；随着钾肥施用量增加，叶柄氮素含量有缓慢增加趋势。

图2 叶柄中氮、磷、钾含量变化图Figure 2 Changes of nitrogen，phosphorus and potassi⁃um content in petioles

处理F1不施肥料，7月时叶柄磷素含量较高，之后缓慢减少，10 月收获时磷素含量为7 月时的69.82%，但和其他处理接近。F4 不施磷肥、只施氮钾肥，叶柄磷素含量与其他处理接近。随着磷肥施用量增加，叶柄磷素含量有缓慢增加趋势；随着钾肥施用量增加，磷素含量有先增加再下降趋势。

各处理7 月时钾素含量较高，之后钾素含量明显降低。F1不施肥料，7月时钾素含量较高，10月收获时钾素含量降为7 月时的51.00%，低于其他处理。F8 不施钾肥、只施氮磷肥，叶柄中钾素含量较F1 高。表明氮磷肥有利于叶柄中钾素的吸收累积。随着氮肥施用量增加，钾素含量先增加再下降。磷肥施用对叶柄钾素含量影响与氮肥相似。随着钾肥施用量增加，叶柄钾素含量逐渐增加。

2.3 块根中氮、磷、钾含量变化规律

如图3 所示可知，各处理块根中氮素含量以9月时最低，其他月份变化不大。F1 不施肥料，块根氮素含量最低，10 月收获时氮素含量与7 月时持平。F2 不施氮肥、只施磷钾肥，块根氮素含量有增加趋势，但变化规律相似。随着氮肥施用量增加，块根氮素含量有增加趋势；随着磷肥施用量增加，块根氮素含量有增加趋势；钾肥施用对块根氮素含量影响与磷肥相似。

图3 块根氮磷钾含量变化图Figure 3 Changes of nitrogen，phosphorus and potassi⁃um content in tubers

处理F1不施肥料，7月时块根磷素含量较低，10月收获时磷素含量稍低于7 月时，其他处理有类似规律。随着磷肥施用量增加，块根磷素含量有缓慢增加趋势；随着氮肥施用量增加，磷素含量有逐步增加趋势。

各处理7 月时钾素含量较高，之后钾素含量逐渐降低。F1不施肥料，7月时钾素含量最高，10月收获时钾素含量降为7月时的63.54%。F8不施钾肥、只施氮磷肥，块根中钾素含量和变化规律与F1 相似。随着钾肥施用量增加，块根钾素含量逐渐增加。随着氮肥、磷肥施用量增加，块根钾素含量变化无明显规律。

3 讨论与结论

氮素对作物生命活动有重要作用，构成活细胞原生质的主要成分蛋白质、核酸和磷脂中都含有氮素，它也是各种代谢活动如呼吸作用、光合作用和各类有机物质间转化等所需要的生物催化剂酶的重要组成成分，也是叶绿素的组成元素之一。甜菜地上部分鲜重于7 月中下旬达到峰值，干重于8 月上中旬达到峰值，叶片作为重要光合同化器官，氮素含量于7、8 月时到达峰值，符合甜菜生长发育规律。氮素含量最高的是叶片，其次是叶柄，最低是块根。从7 月旺盛生长期到10 月收获期，叶片、块根的氮素含量变化不大，叶柄氮素含量降幅较大，与叶柄本身作为输送器官有重要关系。增加钾肥施用量，有利于叶片、叶柄、块根中氮素的累积，表明适量增施钾肥有利于甜菜吸收氮肥。适量增施磷肥，有利于叶柄、块根累积氮素，表明适量增施磷肥也有利于甜菜吸收氮肥。

磷是核酸、核苷酸的组成成分，核酸与蛋白质合成的核蛋白是原生质和细胞核的主要成分，所以磷的正常供应有利于细胞分裂、增殖和促进生长发育。蔗糖在植株体内的运输是以蔗糖磷酸酯的形态进行的，磷素供应充足有利于蔗糖的形成和向根部的运输，从而促进根系发育、块根增长和糖分积累。全生育期叶片磷素含量高于叶柄，叶柄磷素含量高于块根，这与前人结论一致[4]。从7月旺盛生长期到10月收获期，叶片、块根中磷素含量变化不大，叶柄中磷素含量降幅明显。随着磷肥施用量增加，叶片、叶柄和块根磷素含量有缓慢增加趋势。适当增加氮肥施用量，块根中磷素有缓慢增加趋势。

钾以离子形态高浓度地积累在作物细胞中，能增强作物细胞生物膜的持水力，可以增强作物的抗旱性和抗寒性；同时，钾离子是细胞内多种酶的活化剂，可加速酶的催化作用，促进光合产物的运输和转移，有利于糖分累积。甜菜植株各部分钾素含量高于氮素和磷素，尤其是叶柄，这与叶柄作为输送器官、离子态钾能增强光合产物运输转移有紧密关系；随着钾肥施用量增加，叶片、叶柄磷素含量明显增加，块根磷素含量亦有增加趋势。