不同氮磷肥施用量對(duì)甜菜生長(zhǎng)、生理及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

白如霄 范守杰 和海秀 羅靜靜 崔瑜

摘要：為明確氮磷肥施用量對(duì)甜菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量質(zhì)量的影響，以甜菜品種Beta796為試驗(yàn)材料，設(shè)置了低氮高磷（N ∶P2O5=150 kg/hm2 ∶225 kg/hm2，T1）、高氮低磷（N ∶P2O5=270 kg/hm2 ∶120 kg/hm2，T2）、高氮高磷（N ∶P2O5=270 kg/hm2 ∶225 kg/hm2，T3）、不施氮正常施磷（N ∶P2O5=0 kg/hm2 ∶180 kg/hm2，N0）、不施磷正常施氮（N ∶P2O5=210 kg/hm2 ∶0 kg/hm2，P0）5個(gè)施肥處理，研究不同氮磷肥配比對(duì)甜菜氣體交換、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，氮磷肥的配合施用相比于單獨(dú)施用可促進(jìn)甜菜的生長(zhǎng)發(fā)育。尤其在施入150 kg/hm2純氮和 225 kg/hm2 P2O5處理下可通過提高葉面積指數(shù)（LAI）、光合色素含量（SPAD值）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）使葉片保持較高的光合速率（Pn）。該處理還通過提前干物質(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時(shí)間（t1）、推遲最大積累速率結(jié)束時(shí)間（t2），延長(zhǎng)了干物質(zhì)快速積累持續(xù)時(shí)間（Δt），最終提高干物質(zhì)積累及收獲期的塊根產(chǎn)量。此外，該處理通過促進(jìn)收獲期塊根中的糖代謝過程，增加了塊根中的蔗糖和果糖含量，使更多的可溶性糖在塊根中積累，但也降低了塊根品質(zhì)。綜合不同處理下甜菜的產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)，新疆塔額盆地滴灌條件下甜菜的管理中氮磷肥推薦用量分別為150、225 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：氮肥;磷肥;滴灌甜菜;光合生理;干物質(zhì);產(chǎn)量;糖代謝

中圖分類號(hào)：S566.306 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）10-0117-08

甜菜（Beta vulgaris L.）是除甘蔗外的另一重要糖料作物，主要種植于我國(guó)的西北、華北和東北干旱與半干旱地區(qū)，是當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)作物之一[1]。新疆是我國(guó)甜菜主產(chǎn)區(qū)之一，種植面積約占全國(guó)種植面積的41%左右，而塊根產(chǎn)量與產(chǎn)糖量則長(zhǎng)期占據(jù)全國(guó)產(chǎn)量的前列[2]。由于甜菜是一種需肥量比較大的作物，農(nóng)戶為追求塊根產(chǎn)量以獲得最大經(jīng)濟(jì)收益，在管理過程中過度施肥以獲得高產(chǎn)，尤其以過度施氮肥或磷肥的現(xiàn)象最為常見[3]。在甜菜的管理過程中投入適量的氮磷肥對(duì)甜菜的生長(zhǎng)及產(chǎn)量具有促進(jìn)作用，但少量或者過量施肥往往對(duì)甜菜的生長(zhǎng)更為不利，不僅會(huì)造成甜菜產(chǎn)量和品質(zhì)降低、生產(chǎn)成本增加，還會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)及環(huán)境污染等問題[4]。因此，如何做到科學(xué)施用氮肥和磷肥使甜菜生產(chǎn)達(dá)到提質(zhì)增效、環(huán)境友好的積極效應(yīng)，對(duì)甜菜綠色高效的種植管理具有重要意義。

氮素作為甜菜生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)塊根的形成具有重要的調(diào)控作用。關(guān)于甜菜生產(chǎn)過程中適宜的氮肥投入量，前人也開展了相關(guān)的探究。當(dāng)?shù)剩ㄒ约僋計(jì)，下同）投入量為 180 kg/hm2時(shí)甜菜收獲的塊根產(chǎn)量可以達(dá)到最大，超過該量后產(chǎn)量隨施氮量增加而逐漸下降[5]。因?yàn)槭┤脒^多氮肥一方面會(huì)導(dǎo)致甜菜的地上部分在中后期徒長(zhǎng)，生長(zhǎng)中心上移，不利于干物質(zhì)向地下部分轉(zhuǎn)移;另一方面，過多的氮素會(huì)減少甜菜塊根內(nèi)的糖分積累，這對(duì)于甜菜塊根的增長(zhǎng)和糖分的積累極為不利[6]。也有研究認(rèn)為，當(dāng)施氮量為120 kg/hm2時(shí)，甜菜植株的根冠比最為合理，并且該施氮量對(duì)塊根中糖分積累的貢獻(xiàn)也最優(yōu)。但當(dāng)施氮量再增加時(shí)，雖對(duì)增加塊根質(zhì)量有促進(jìn)作用，卻對(duì)糖分積累無益[7]。說明氮素調(diào)控對(duì)塊根含糖率及糖產(chǎn)量有重要影響。除氮肥外，磷素也是作物生長(zhǎng)過程中的重要元素之一，參與植物的光合和呼吸代謝、ATP 形成及生物膜構(gòu)建等生物過程[8-9]。相關(guān)研究表明，甜菜干物質(zhì)積累量與施磷量呈顯著的正相關(guān)，尤其當(dāng)施磷量（以P2O5計(jì)，下同）在 150 kg/hm2 時(shí)，可顯著提高甜菜的葉面積指數(shù)（LAI）、相對(duì)葉綠素含量（SPAD 值）和光合速率[4，10-12]，然而，過量施磷并不會(huì)通過提高葉綠素含量和光合速率以促進(jìn)干物質(zhì)積累[13-14]。

隨著對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)元素之間相互作用和它們?cè)谥仓曛械姆峙浔壤霸霎a(chǎn)效應(yīng)的研究日益深入，明確適宜的氮磷肥施用量是提高甜菜塊根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量的重要措施[15]。目前，氮磷肥互作對(duì)甜菜產(chǎn)質(zhì)量協(xié)同提高的研究得出的最佳比例各不相同，沒有確切的結(jié)論?；诖?，本研究通過設(shè)置不同氮磷肥施用量，研究其對(duì)甜菜光合特性、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期明確最佳氮磷肥施用量，為新疆塔額盆地墾區(qū)滴灌甜菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的氮磷肥管理奠定理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

田間試驗(yàn)于2020年在新疆塔額盆地163團(tuán)3連（ 46°48′N，84°02′E，海拔 545 m） 進(jìn)行。該區(qū)域?qū)僦袦貛Т箨懶詺夂?，年平均日? 026 h，≥5 ℃有效積溫2 800～3 200 ℃，無霜期126～141 d，年均降水量398.4 mm，年潛在蒸發(fā)量1 515.5 mm。供試地土壤為沙壤土，0～20 cm土壤中有機(jī)質(zhì)含量為18.4 g/kg，堿解氮含量為46.23 mg/kg，有效磷含量為21.24 mg/kg，速效鉀含量為225.8 mg/kg，pH值為7.6。供試甜菜品種是美國(guó)BETASEED公司選育的BETA796，為塔額墾區(qū)近年來主栽甜菜品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置了5個(gè)不同氮磷肥施用量處理，即低氮高磷（N ∶P2O5=150 kg/hm2 ∶225 kg/hm2，T1）、高氮低磷（N ∶P2O5=270 kg/hm2 ∶120 kg/hm2，T2）、高氮高磷（N ∶P2O5=270 kg/hm2 ∶225 kg/hm2，T3）、不施氮正常施磷（N ∶P2O5=0 kg/hm2 ∶180 kg/hm2，N0，當(dāng)?shù)卣Ａ追使芾硭剑?、不施磷正常施氮（N ∶P2O5=210 kg/hm2 ∶0 kg/hm2，P0，當(dāng)?shù)卣５使芾硭剑?個(gè)處理，在每個(gè)處理中均施入鉀肥150 kg/hm2（以K2O計(jì)，下同）。每個(gè)處理重復(fù)3次，共 15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為50 m2（10 m×5 m）。甜菜于4月10日播種，4月20日出苗，行距50 cm，株距 20 cm，為防止各小區(qū)間水肥互相影響，各小區(qū)之間設(shè)置1 m間隔。氮肥選擇尿素（含N 46%）、磷肥選擇磷酸二銨（含N、P2O5分別為18%、46%），鉀肥選擇硫酸鉀（含K2O 51%），通過水肥一體化的滴灌系統(tǒng)全部作為追肥施用。其中，蹲苗結(jié)束后第1水施入總氮肥的35%、總磷肥的30%，剩余65%的氮肥、70%的磷肥及全部鉀肥在第2次至第4次進(jìn)水時(shí)隨水滴入。灌水量、灌水時(shí)間及其他田間管理與當(dāng)?shù)靥鸩舜筇锷a(chǎn)保持一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定 在甜菜苗后30 d（6月20日，苗期）、60 d（7月20日，葉叢快速生長(zhǎng)期）、90 d（8月19日，塊根膨大期）、120 d（9月19日，糖分積累期）、150 d（10月13日，收獲期）時(shí)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的1 m2甜菜進(jìn)行破壞性取樣，將植株分為葉片、葉柄、塊根分別裝袋稱質(zhì)量，在105 ℃烘箱中殺青 30 min，后75 ℃烘干至恒質(zhì)量記為干物質(zhì)。使用 Li-3000C（Li-Cor，Lincoln，NE，USA）葉面積儀掃描葉面積，用于計(jì)算葉面積指數(shù)。在甜菜糖分積累起至收獲期間（出苗后135 d）對(duì)各處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致的3株，切取中心部位液氮保存帶回室內(nèi)超低溫保存，用于后期測(cè)定糖代謝相關(guān)酶活性。

1.3.2 產(chǎn)量和品質(zhì)性狀測(cè)定 收獲期對(duì)各處理小區(qū)進(jìn)行實(shí)收，即每處理量取10 m2后將所有塊根拔出、削去青頭及根毛后準(zhǔn)確稱量，各試驗(yàn)小區(qū)單位面積的塊根鮮質(zhì)量、單位面積塊根數(shù)及保苗數(shù)。使用甜菜品質(zhì)分析儀（德國(guó)，維尼瑪）進(jìn)行α-N、K+和Na+含量測(cè)定。在甜菜收獲期對(duì)各處理選取9株甜菜，拔出塊根后削去青頭，測(cè)量單株質(zhì)量和含糖率。含糖率使用ATAGO糖度計(jì)（ATAGO，R）進(jìn)行測(cè)定，含糖實(shí)際值=測(cè)量值×0.83。

1.3.3 塊根膨大期氣體交換特征參數(shù)測(cè)定 在塊根膨大期結(jié)束后使用LI-6400XT便攜式光合系統(tǒng)（Li-cor Inc.，United States）測(cè)定功能葉（第15葉）的氣體交換參數(shù)。測(cè)定時(shí)間為12：00—13：00，葉室內(nèi)光子通量密度（PPFD）為1 800 μmol/（m2·s），溫度設(shè)為25 ℃，參比室內(nèi)CO2濃度設(shè)為 400 μmol/（m2·s），相對(duì)濕度控制為80%。自動(dòng)記錄凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）。

1.3.4 可溶性總糖含量及相關(guān)酶活性測(cè)定 蔗糖磷酸酶和蔗糖合成酶的提取和測(cè)定：取0.5 g預(yù)冷的甜菜塊根加入3 mL提取液（100 mmol/L pH值7.2的Tris-HCl、10 mmol/L MgCl2、1 mmol/L EDTA-Na2、10 mmol/L β-疏基乙醇、2%乙二醇、1%PVPP）于研缽中快速硏磨成均勻糊狀后，再倒入離心管中，在低溫冷凍超速離心機(jī)上12 000 r/min離心10 min，取上清液，用購(gòu)買自南京建成生物公司的試劑盒測(cè)定蔗糖磷酸酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性。收獲期塊根中可溶性總糖含量、蔗糖含量、果糖含量、葡萄糖含量測(cè)定參考張翼飛的方法[15]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理;使用SPSS 25.0（IBM Corporation）進(jìn)行數(shù)據(jù)常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncans法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)（α=0.05）;使用Origin 2020b（OriginLab Corporation）對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化和Loglistic擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷肥施用量對(duì)葉面積指數(shù)（LAI）及葉綠素含量的影響

由圖1-A可知，不同氮磷肥施用量下甜菜的葉面積指數(shù)（LAI）隨生育時(shí)期推移呈先升高后下降趨勢(shì)。其中，T1、T2、T3處理在苗期結(jié)束后顯著高于N0、P0處理，說明氮肥、磷肥的配合施用相比于單獨(dú)施用會(huì)通過增加葉片面積提高葉面積指數(shù)。葉叢期、塊根膨大期T1、T2、T3處理間差異較小，但在糖分積累期、收獲期時(shí)T1處理顯著高出T2處理18.10%、15.11%、高出T3處理15.69%、9.98%，而N0與P0處理在上述時(shí)期內(nèi)的差異較小。通過測(cè)定塊根膨大期的相對(duì)葉綠素含量（SPAD值）發(fā)現(xiàn)，在低氮高磷的T1處理下最高，高出正常施磷的N0處理27.50%，高出正常施氮的P0處理8.70%。雖然T2、T3處理的SPAD值低于T1處理，但與正常施氮的P0處理之間的差異不顯著。

2.2 不同氮磷肥施用量對(duì)光合速率的影響

氣體交換參數(shù)是評(píng)價(jià)作物物質(zhì)同化速率的重要指標(biāo)之一。通過對(duì)塊根膨大期的氣體交換測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，配合施用氮磷肥相比于單施顯著提高了甜菜葉片的凈光合速率（圖2-A）和氣孔導(dǎo)度（圖2-D）。其中，凈光合速率在T1、T2、T3處理下分別顯著高出單施磷的N0處理42.05%、77.60%、58.70%，高出單施氮的P0處理44.25%、80.34%、61.16%;而氣孔導(dǎo)度在T1、T2、T3處理下分別顯著高出N0處理38.81%、43.44%、30.51%，高出P0處理40.53%、45.21%、32.12%。蒸騰速率（圖2-B）和胞間CO2濃度（圖2-C）雖在T2處理下最高，但與其他處理差異不顯著。

2.3 不同氮磷肥施用量對(duì)甜菜干物質(zhì)的影響

由圖3可知，地上部分干物質(zhì)積累隨生育時(shí)期推移呈先升后降趨勢(shì)，各處理在糖分積累期（苗后120 d）時(shí)干物質(zhì)積累量最大，而地下部分干物質(zhì)積累隨生育時(shí)期推移呈持續(xù)增加趨勢(shì)，在收獲期時(shí)最大。通過比較不同處理發(fā)現(xiàn)，氮磷肥配合施用相較于單施提高了植株的干物質(zhì)積累量。其中，低氮高磷的T1處理在全生育期內(nèi)所積累的干物質(zhì)量大于高氮高磷的T3處理和高氮低磷的T2處理，表明在甜菜生長(zhǎng)過程中施入過多氮素或者單施氮素均不利于甜菜的生長(zhǎng)，但施入少量氮肥且配合足量的磷肥時(shí)，可通過提高甜菜地上部分和地下部分的生長(zhǎng)以增加干物質(zhì)量。

通過使用生長(zhǎng)模擬模型對(duì)地上部分和地下部分的干物質(zhì)積累量進(jìn)行擬合后得到的相關(guān)生長(zhǎng)參數(shù)可知，氮磷肥配合施用后提高了地上部分和地下部分的干物質(zhì)最大積累速率（vmax），尤其在低氮高磷的T1處理下最大，地上部分分別高出T2 、T3處理26.06%、5.16% 地下部分則分別高出T2、T3處理18.80%、9.41%。此外，氮磷肥配合施用相較于單施處理，還提前了最大積累速率出現(xiàn)時(shí)間（t1）和推遲最大積累速率結(jié)束時(shí)間（t2），使地上部分的快速積累持續(xù)時(shí)間（Δt）平均增加了8 d（配合施肥處理均值與單施處理均值的差），而地下部分的持續(xù)時(shí)間則增加了5 d（表1）。

2.4 不同氮磷肥施用量對(duì)甜菜可溶性糖含量及酶活性的影響

甜菜的收獲期是塊根內(nèi)各糖組分穩(wěn)定積累、儲(chǔ)存的重要階段，也是決定最終收獲糖產(chǎn)量的時(shí)期。由圖4可知，低氮高磷的T1處理與高氮高磷的T3處理可溶性總糖含量顯著高于其他處理，而單施氮肥與單施磷肥增加了14.20%的可溶性總糖含量（圖4-A）。通過比較各糖組分發(fā)現(xiàn)，氮磷肥的配合施用相較于單施處理，提高了23.61%的蔗糖含量（配施處理均值與單施處理均值差的比值，下同）與35.42%的果糖含量，但對(duì)葡萄糖含量的影響不顯著（圖4-B、圖4-C、圖4-D）。蔗糖磷酸酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性是塊根中糖分生成的關(guān)鍵催化酶，對(duì)糖分積累具有重要作用。由圖4-E、圖4-F可知，T1處理的SPS酶活性分別顯著高出T2、T3處理22.22%、29.41%，但在T2、T3處理之間無顯著差異;而通過比較3個(gè)配合施肥處理下的SS酶活性可知，低氮高磷的T1處理分別顯著高出T2、T3處理30.23%、27.27%。但是在單施氮肥和單施磷肥的2個(gè)處理間，2個(gè)酶活性均無顯著差異。

2.5 不同氮磷肥施用量對(duì)甜菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

從表2可以看出，氮磷肥的配合施用相較于單施處理，顯著提高了24.77%的單株質(zhì)量（配施處理均值與單施處理均值差的比值，下同）、26.40%的塊根產(chǎn)量和21.27%的產(chǎn)糖量，說明氮磷肥的配合施用對(duì)甜菜塊根生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用，通過促進(jìn)單株質(zhì)量提高塊根產(chǎn)量和糖產(chǎn)量。雖然T1、T2、T3處理間的單株質(zhì)量和塊根產(chǎn)量之間差異較小，但糖產(chǎn)量在T1處理下顯著高出T2處理6.54%，高出T3處理4.24%。甜菜塊根中灰分含量是評(píng)價(jià)塊根品質(zhì)的重要參數(shù)，氮磷肥的配合施用增加了塊根中Na+和 α-N 含量，但也降低了塊根中的K+含量。

2.6 指標(biāo)間的相關(guān)性分析

由圖5可知，塊根中各糖組分及相關(guān)酶活性與品質(zhì)參數(shù)具有不同程度相關(guān)（圖5-A）。其中可溶性總糖（TSS）、蔗糖（SC）、果糖（FC）、葡萄糖（GC）與蔗糖磷酸酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）活性呈正相關(guān)。塊根中的K+與糖組分及相關(guān)酶活性之間呈負(fù)相關(guān)，且與蔗糖及葡萄糖含量之間的負(fù)相關(guān)達(dá)到顯著水平（P<0.05），而Na+及α-N則與其他指標(biāo)間呈正相關(guān)。通過對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)糖量與植株的生理參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，單株質(zhì)量（PW）、產(chǎn)量（RY）、產(chǎn)糖量（SY）與葉面積指數(shù)（LAI）、相對(duì)葉綠素含量（SPAD）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）之間呈正相關(guān)，且與LAI、Tr的正相關(guān)達(dá)顯著水平（P<0.05）。

3 討論與結(jié)論

施用化學(xué)肥料是作物栽培管理中的重要調(diào)控措施，對(duì)作物的干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量具有重要作用[16-18]。氮、磷是作物體內(nèi)參與光合作用各個(gè)階段物質(zhì)轉(zhuǎn)化、光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)和能量傳遞的重要元素，對(duì)作物生長(zhǎng)具有重要作用[19-21]。前人在對(duì)甜菜的研究中認(rèn)為，施入150 kg/hm2左右的氮肥或磷肥可顯著促進(jìn)甜菜的生長(zhǎng)及物質(zhì)積累[4-5]。本研究中施入低氮（150 kg/hm2）、高磷（225 kg/hm2）時(shí)在全生育期內(nèi)的葉面積指數(shù)及干物質(zhì)積累量最高，且LAI在塊根膨大期之前與高氮低磷處理及高氮高磷處理之間差異較小，在塊根膨大期之后則顯著高于其他處理。表明低氮高磷肥的配合施用不僅能促進(jìn)甜菜地上部葉片生長(zhǎng)，提高冠層的葉面積指數(shù)，還通過延遲葉片衰老及延長(zhǎng)最大干物質(zhì)積累速率的持續(xù)時(shí)間（大約持續(xù)8 d），使甜菜在中后期依然保持較高的光合同化面積，最終提高了地上部及地下部的干物質(zhì)積累。這與前者推薦的施氮量一致，但是施磷量不一致，對(duì)甜菜生長(zhǎng)均有積極的影響，這可能與施入的大量磷肥的促進(jìn)效應(yīng)相關(guān)。此外，甜菜雖然是一種需求水肥較大的作物，其生長(zhǎng)期內(nèi)供應(yīng)過多的營(yíng)養(yǎng)元素也會(huì)導(dǎo)致其碳氮比失調(diào)，干物質(zhì)向根部分配量減少而向地上部分配增多[22-23]。本試驗(yàn)中高氮高磷處理下地下部分干物質(zhì)積累情況并不是最優(yōu)，這與前人的研究結(jié)果一致。

甜菜的物質(zhì)積累過程除了與葉面積指數(shù)有關(guān)外，還與葉片本身的色素含量、物質(zhì)同化能力有關(guān)。本研究通過對(duì)塊根膨大期（葉片面積最大、物質(zhì)同化最活躍的階段）的SPAD值及氣體交換參數(shù)進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，T1處理通過提高葉片的光合色素含量、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度促進(jìn)了物質(zhì)同化能力，這與張婷等的研究結(jié)果[4]類似。在保證氮肥充足的條件下，增施磷肥一方面通過促進(jìn)光合作用的生化過程提高了光合速率，另一方面通過提高葉片面積及內(nèi)部色素含量，為光合作用提供了良好的場(chǎng)地和反應(yīng)的底物，從而為物質(zhì)合成與積累奠定了基礎(chǔ)[6，24]。但過量施用氮、磷肥會(huì)造成植株群體內(nèi)透光條件變差（冠層覆蓋度過大），群體的葉面積指數(shù)和光合速率降低，群體呼吸消耗所占比例增加，不利于植株干物質(zhì)的積累[25-26]，這也可能是本試驗(yàn)中高氮高磷處理?xiàng)l件下甜菜的光合能力沒有高于低氮高磷處理的原因之一。

甜菜是收獲塊根的一種特殊作物，而塊根中的糖分含量又決定了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。相關(guān)研究均表明，供應(yīng)過多營(yíng)養(yǎng)元素雖然會(huì)提高塊根單產(chǎn)，但也會(huì)致使根體中影響品質(zhì)的物質(zhì)（K+、Na+、α-N）增加及含糖率降低[27-28]。然而，甜菜產(chǎn)量也并不是隨著施肥量增加而持續(xù)增加，超出閾值時(shí)也會(huì)降低單產(chǎn)[29-30]。研究認(rèn)為，施磷量為150 kg/hm2 時(shí)產(chǎn)量最優(yōu)，當(dāng)施磷量大于150 kg/hm2，增產(chǎn)效果與施磷量呈負(fù)相關(guān)[4]。在本研究中，T1、T2、T3這3個(gè)處理下的塊根單株質(zhì)量和塊根產(chǎn)量雖然沒有明顯差異，但是施入低氮高磷時(shí)卻通過顯著提高蔗糖轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性，使糖組分中的蔗糖、果糖含量增加，進(jìn)而提高了可溶性糖含量，說明多施入磷肥也可促進(jìn)根部的糖分生產(chǎn)。盡管施肥可以最大限度提高甜菜產(chǎn)量，但施肥量與甜菜品質(zhì)有很大負(fù)相關(guān)，可導(dǎo)致含糖率、K+含量降低，Na+、α-N含量增加[31-32]，本研究得到類似的結(jié)果。增加塊根中的K+、Na+、α-N 這3種物質(zhì)的含量會(huì)直接影響糖的提取，導(dǎo)致制糖成本增加和工藝損失[33]。此外，通過對(duì)糖組分及相關(guān)酶活性與品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，收獲期塊根中Na+、α-N含量受到各糖組分及酶活性的正向影響，而K+則受到負(fù)向的調(diào)控，說明在甜菜種植管理過程中，可以通過調(diào)控糖代謝途徑進(jìn)而提升收獲期的塊根品質(zhì)。與塊根品質(zhì)參數(shù)不同的是，塊根產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（糖產(chǎn)量）受到LAI、色素含量及氣體交換的正向調(diào)控。這是因?yàn)樘鸩巳~片面積和色素含量決定了光合速率中“源”的大小，而蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度則決定了光合速率中“源”的快慢，二者協(xié)同提高可促進(jìn)甜菜的物質(zhì)積累過程，使中后期有充足的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到地下部分儲(chǔ)存，提高塊根產(chǎn)量。

在新疆塔額盆地的甜菜種植管理中，氮肥和磷肥的配合施用相比于單獨(dú)施用可促進(jìn)甜菜的生長(zhǎng)發(fā)育以增加產(chǎn)量。尤其在施入150 kg/hm2純氮和225 kg/hm2純磷處理下可通過提高葉面積指數(shù)、光合色素含量、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率使葉片保持較高的光合能力，促進(jìn)地上部分和地下部分的干物質(zhì)積累及塊根產(chǎn)量形成。此外，該施肥模式也提高了收獲期塊根中的糖代謝過程，通過增加蔗糖和果糖含量使更多的可溶性糖在塊根中積累，提高了甜菜的產(chǎn)糖量。

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