一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法

1.本发明涉及肥料管理领域，特别是涉及一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法。


背景技术：

2.甜菜，两年生草本植物，是除甘蔗以外的一个主要糖来源，具有耐旱、耐寒及耐盐碱等特点，是适应性广、抗逆性强的作物。甜菜生产在国民经济中占有重要地位，除用于制糖之外，其副产物同时具有较高的综合利用价值。自1906年引进中国后，经过一个多世纪的栽培种植，新疆、黑龙江、内蒙古已是全国前三大甜菜主产区，甜菜种植面积占全国甜菜面积的90％以上，总产量占全国甜菜的近90％。其中，2018年新疆种植区域占全国种植面积的26.49％，而产量占全国产量的37.65％，已变成新疆垦区内重要经济作物和当地不可替代的种植产业之一，也是当地畜牧业发展的重要后盾。但是随着全区甜菜种植面积与产糖量的增加，伴随的却是品质不断下降，主要是由于近年来农业生产系统严重依赖施用氮肥，过量施用氮肥不仅会导致氮肥利用效率低，而且作物的产量和品质也会降低，甚至会破坏农田生态环境，严重影响农田的可持续利用。
3.虽然有关研究人员对甜菜施氮量、灌水量等方面进行了较为深入的研究，但对亏缺灌溉条件下甜菜的氮肥管理鲜有报道。
4.有鉴于此，有必要提出一种水分亏缺条件下可以有效提高甜菜的产量和氮肥利用效率的氮肥施用方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供了一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法。本发明提供的方法可以有效提高甜菜的产量和氮肥利用效率。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明提供了一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，包括：在甜菜播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加氮肥，所述氮肥的用量以n计，所述播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加n的质量比为2:6:2。
8.优选的，每亩施用n的总量为10kg。
9.优选的，所述氮肥包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和尿素中的一种或多种。
10.优选的，所述水分亏缺包括：播种前不进行灌溉，在所述叶丛快速生长期进行50％～90％fc亏缺灌溉和在所述块根膨大期进行30％～90％fc亏缺灌溉。
11.优选的，所述灌溉的方式包括滴灌。
12.优选的，所述滴灌的条带数与甜菜的行数的比值为1:2。
13.优选的，所述播种前还包括施加钾肥和磷肥，钾肥以k2o计，每亩施7kg；磷肥以p2o5计，每亩施9～11kg。
14.优选的，所述甜菜的种植行距为50cm，株距为20cm。
15.优选的，所述甜菜的种植区域包括干旱地区。
16.优选的，所述干旱地区包括：年均气温
‑
4～9℃，全年降水量150～200毫米以上和全年无霜期140～185天的地区。
17.有益效果：
18.本发明提供了一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，包括：在甜菜播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加氮肥，所述氮肥的用量以n计，所述播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加n的质量比为2:6:2。本发明通过在甜菜不同时期施用适宜量的氮肥，可以有效提高甜菜的产量和氮肥利用效率。由实施例可知，本发明提供的氮肥施用方法，与现有的氮肥施用方法相比，甜菜块根产量增加了42.2％～47.6％，产糖量提高51.0％～63.4％，含糖率增加了6.3％～10.7％。
具体实施方式
19.本发明提供了一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，包括：在甜菜播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加氮肥，所述氮肥的用量以n计，所述播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加n的质量比为2:6:2。
20.在本发明中，所述甜菜的叶丛快速生长期优选包括出苗后45～90天；所述块根膨大期优选包括出苗后90～120天。在播种前、叶丛快速生长期和块根膨大期施加氮肥外，优选在幼苗期和糖分积累期不施加氮肥；每亩施用n的总量优选为10kg；所述氮肥优选包括水溶性好的氮肥；所述水溶性好的氮肥优选包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和尿素中的一种或多种，更优选为尿素。本发明对所述氮肥的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。本发明通过在甜菜不同时期施用适宜量的氮肥，不仅可以有效提高甜菜的产量和氮肥利用效率，而且减少了因过量施氮所造成的环境污染。
21.在本发明中，所述水分亏缺优选包括：在播种前不进行灌溉，在叶丛快速生长期内进行50％～90％fc亏缺灌溉和在块根膨大期内进行30％～90％fc亏缺灌溉；更优选为：在播种前不进行灌溉，在叶丛快速生长期进行50％fc亏缺灌溉和在块根膨大期进行30％fc亏缺灌溉；所述灌溉的方式优选包括滴灌；所述滴灌的条带数与甜菜的行数的比值优选为1:2。本发明通过在甜菜特定的生育期进行适宜量的亏缺灌溉，在保证甜菜的产量和品质的前提下，减少了灌溉量，降低了生产成本。
22.在本发明中，所述播种前还包括施钾肥和磷肥，钾肥以k2o计，每亩施7kg；所述钾肥优选包括硫酸钾、氯化钾和草木灰中的一种或多种。本发明对所述钾肥的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。本发明所述钾肥可促进植物生长，保证各种代谢过程的顺利进行，增强抗病虫害和抗倒伏能力。
23.磷肥以p2o5计，每亩施9～11kg，优选为9.8kg；本发明所述磷肥优选包括过磷酸二氢钙、磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸二氢钾中的一种或多种。本发明对所述磷肥的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。本发明所述磷肥具有增加作物产量和增加甜菜糖分的作用。
24.在本发明中，所述甜菜的种植行距优选为50cm，株距优选为20cm；所述甜菜的种植密度优选为6670株/亩。本发明通过适宜的种植密度可以提高甜菜的产量和品质。
25.在本发明中，所述甜菜的种植区域优选包括干旱地区；所述干旱地区优选包括：年
均气温
‑
4～9℃，全年降水量150～200毫米以上和全年无霜期140～185天的地区，进一步优选包括冷凉地区的农作地域，更优选包括新疆天山以北的北疆地区；所述甜菜的种植区域优选包括石河子、奎屯、伊犁或塔城，更优选为石河子垦区；所述甜菜的种植方式优选包括非连作方式。
26.本发明所述甜菜的品种优选包括：beta356，beta796，kws9147；kws7156；kws3410，hi0466，hi1003中的一种或多种。本发明对所述甜菜的种子来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
27.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
28.实施例1
29.一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，由以下步骤组成：
30.(1)实验材料
31.甜菜品种为beta356，选用氮肥品种为尿素；试验区为石河子大学农学院试验站，站内海拔428m，无霜期168～171d，年日照时数为2721～2818h，≥10℃的活动积温为3570～3729℃。年降水量125.0～207.7mm，属典型的温带大陆性气候。试验区的土壤为灰漠土，质地为重壤土，在0～40cm土层田间持水量为19.97％，容重为1.68g
·
cm
‑3，耕层土壤有机质含量为13.41g
·
kg
‑1，速效钾156.31mg
·
kg
‑1、速效磷25.45mg
·
kg
‑1、全氮0.77g
·
kg
‑1，前茬作物为玉米。
32.(2)设计与方法
33.本研究采用大田控制方法控制不同生育时期0～40cm土层深度的土壤水分，即在甜菜叶丛期设置灌水下限为50％fc(fc为田间持水量)、块根膨大期30％fc，上限均为90％fc进行亏缺灌溉，当每个小区埋设的watermark水势仪所测定0～40cm土层土壤含水量降到设定范围内，结合烘干法校正后对该小区灌水至目标含水量。
34.在进行亏缺灌溉的基础上开展氮素施用量和氮素施用时期的控制试验。氮素施用量设3个水平，即甜菜生育期内分别施纯氮0kg
·
ha
‑1(n0)、150kg
·
ha
‑1(n1)、225kg
·
ha
‑1(n2)，以不施氮处理为对照(即n0)。氮素施用时期设3个水平，即在播种前、叶丛期、块根膨大期追施比例分别为20:60:20(t1)、30:50:20(t2)、40:40:20(t3)，共计7个处理，每处理重复3次。小区面积为3
×
6＝18m2，各小区间设置1m保护行，磷肥(过磷酸钙)、钾肥(硫酸钾)施用量折合成k2o 105kg
·
ha
‑1、p2o5147 kg
·
ha
‑1全部作为基肥一次性施入。氮肥为尿素(含氮量为46％)，在播种前、叶丛快速生长期、块根膨大期三个时期内随水滴施。株行距配置方式为50cm
×
20cm(行距为50cm，株距为20cm)，滴灌带为“1管2”模式，即1条毛管控制2行甜菜。各处理灌水量按叶丛期50％fc、块根膨大期30％fc灌水下限进行调亏灌溉。2019年4月21日播种，于5月2日出苗，为了保证出苗，在播种后均滴水至土壤饱和含水量，三叶期定苗至一穴一株，叶丛期氮肥在第一次灌水时溶于水滴施，灌水量为77.7m3；块根膨大期一次性随水施入，灌水量为55.0m3，病虫草害等其他管理同大田。
35.(3)实验方法
36.在甜菜每个生育时期结束后各处理选取长势一致的3株进行破坏性取样，将叶片、叶柄和块根分别称重装袋，在105℃烘箱中杀青30min，杀青结束后65℃烘干至恒重，称量干物质。在甜菜收获期内拔出块根后削去青头，对各处理产量进行称重实测，含糖率使用折光
仪进行测定，氮肥农学利用效率、灌溉水利用效率、水糖比、产糖量等参数的计算方法为：
37.灌溉水利用效率(irrigationwateruse efficiency,iwue)＝块根产量/耗水量；
38.氮肥农学利用效率(nitrogenagronomic efficiency,nae)＝(施氮区产量
‑
不施氮产量)/施氮量；
39.水糖比＝产糖量/耗水量；
40.产糖量＝单位面积块根产量
×
块根含糖率。
41.(4)数据计算及分析
42.以spss 25.0进行数据分析，其中多重比较采用lsd法，小写字母表示0.05水平差异显著；同列的某两个或某几个数据含有相同的小写字母，则表示这两个或这几个数据差异不显著。
43.**表示差异极显著，*表示差异显著，ns表示差异不显著。
44.(5)数据
45.表1不同氮肥运筹下滴灌甜菜的产量分析
[0046][0047]
由表1可知，在亏缺灌溉条件下滴灌甜菜产量随着施氮量和播前施氮比例增加分别升高和降低，氮肥农学利用效率、灌溉水利用效率与产量变化趋势一致，都在n2t1处理达到最大，分别为117.24
×
103kg
·
hm
‑2、0.24
×
103kg
·
kg
‑1和17.10kg
·
m
‑3，块根含糖率随着施氮量和播前施氮比例增加分别降低和升高，在n1t1处理最高(17.85％)，表明在亏缺灌溉下施用氮肥能提高块根产量、氮肥农学利用效率和灌溉水利用效率，但施用过多则会降低块根含糖率，对产糖量和水糖比的促进作用不显著。甜菜的含糖率在施氮量、基追比及互作间都达到了极显著水平，除氮肥利用效率外其余指标在施氮量、基追比处理内差异显著，但在施氮量与基追比的互作间无差异。综合考虑，最适的氮肥施用方案为n1t1即本发明提供的氮肥施用方案。
[0048]
实施例2
[0049]
一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，由以下步骤组成：
[0050]
(1)栽培地域：选择石河子大学农学院试验站的农作地域，此地为冷凉地区，并且上一年所种农作物为玉米；种植面积667m2，即1亩。
[0051]
(2)品种选择：选择糖用甜菜beta356；
[0052]
(3)基肥的施用：施加过磷酸钙21.3kg、硫酸钾14kg。(过磷酸钙的p2o5含量为46％，即施加的p2o5为21.3kg
×
46％＝9.8kg；硫酸钾中k2o的含量为50％，即施加的k2o为14kg
×
50％＝7.0kg)
[0053]
(4)播种前(2019年4月21号)：整地、氮肥撒施深翻后播种、铺毛管。施加的氮肥为尿素，其重量为4.35kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)。甜菜的行距为50cm，株距为20cm，每亩保苗株数6670株。甜菜采取1管2行的种植模式，即1条毛管灌溉2行甜菜，毛管铺放在第1、2行中间。
[0054]
(5)幼苗期：不施加氮肥；
[0055]
(6)叶丛快速生长期(2019年6月12号～2019年7月28号)：此时期开展50％fc亏缺灌溉管理，在控水周期内滴灌2次，滴灌日期为6月27日与7月20日，第一次滴灌时随水施加尿素13.04kg，第二次灌水不施肥。(尿素的含氮量约为46％，即施加纯氮量为13.04kg
×
0.46＝6kg)
[0056]
(7)块根膨大期(2019年7月28号～2019年8月28号)：此时期进行30％fc亏缺灌溉，滴灌1次，滴灌日期为8月15日，第一次滴灌时随水施加尿素4.35kg。(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)
[0057]
(8)糖分积累期：不施加氮肥。
[0058]
(9)设置不施氮肥的对照区，除生育期不施氮外，其余条件均相同，从而计算氮肥的农学利用效率。
[0059]
注：整地、播种、铺管以及田间管理跟当地大田管理相同。
[0060]
实施例3
[0061]
一种水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，由以下步骤组成：
[0062]
(1)栽培地域：选择石河子大学农学院试验站的农作地域，此地为冷凉地区，并且上一年所种农作物为番茄；种植面积667平方米，即1亩。
[0063]
(2)品种选择：选择糖用甜菜beta356；
[0064]
(3)基肥的施用：施加过磷酸钙21.3kg、硫酸钾14kg。(过磷酸钙的纯磷含量为46％，即施加纯磷21.3kg
×
46％＝9.8kg；本实施例采用的硫酸钾中纯钾的含量为50％，即施加纯钾14kg
×
50％＝7.0kg)
[0065]
(4)播种前(2020年5月18号)：整地、氮肥撒施并深翻后播种、铺毛管。施加的氮肥为尿素，其重量为4.35kg。甜菜的行距为50cm，株距为20cm，每亩保苗株数6670株。甜菜采取1管2行的种植模式，即1条毛管灌溉2行甜菜，毛管铺放在第1、2行中间。
[0066]
(5)幼苗期：不施加氮肥；
[0067]
(6)叶丛快速生长期(2020年7月16号～2020年8月22号)：此时期开展50％fc亏缺灌溉，在控水周期内滴灌1次，滴灌日期为8月7日，第一次滴灌时随水施加尿素13.04kg。(尿素的含氮量约为46％，即施加纯氮量13.04kg
×
0.46＝6kg)
[0068]
(7)块根膨大期(2020年8月22号～2020年9月22号)：此时期进行30％fc亏缺灌溉，滴灌2次，滴灌日期为8月29日、9月11日。第一次滴灌时随水施加尿素4.35kg。(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)
[0069]
(8)糖分积累期：不施加氮肥。
[0070]
(9)设置不施氮肥的对照区，除生育期不施氮外，其余条件均相同，从而计算氮肥的农学利用效率。
[0071]
注：整地、播种、铺管以及田间管理跟当地大田管理相同。
[0072]
对比例1
[0073]
一种与实施例2相似的水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，区别在于，每亩地在播种前施加尿素8.7kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：8.7kg
×
46％＝4kg)，叶丛快速生长期施加尿素8.7kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：8.7kg
×
46％＝4kg)，块根膨大期施加尿素4.35kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)。
[0074]
对比例2
[0075]
一种与实施例3相似的水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，区别在于，每亩地在播种前施加尿素8.7kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：8.7kg
×
46％＝4kg)，叶丛快速生长期施加尿素8.7kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：8.7kg
×
46％＝4kg)，块根膨大期施加尿素4.35kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)。
[0076]
对比例3
[0077]
一种与实施例2相似的水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，区别在于，每亩地在播种前施加尿素6.52kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：6.52kg
×
46％＝3kg)，叶丛快速生长期施加尿素10.87kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：10.87kg
×
46％＝5kg)，块根膨大期施加尿素4.35kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)。
[0078]
对比例4
[0079]
一种与实施例3相似的水分亏缺条件下甜菜的氮肥施用方法，区别在于，每亩地在播种前施加尿素6.52kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：6.52kg
×
46％＝3kg)，叶丛快速生长期施加尿素10.87kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：10.87kg
×
46％＝5kg)，块根膨大期施加尿素4.35kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：4.35kg
×
46％＝2kg)。
[0080]
对比例5
[0081]
一种正常灌水条件下甜菜的氮肥施用方法，每亩地在播种前施加尿素21.74kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：21.74
×
46％＝10kg)，叶丛快速生长期和块根膨大期均不施加尿素，其他详细管理见文献【郭晓霞,苏文斌,樊福义,黄春燕,任霄云,王玉芬,闫文芝.施氮量对膜下滴灌甜菜生长速率及氮肥利用效率的影响[j].干旱地区农业研究,2016,34(03):39
‑
45.】。
[0082]
对比例6
[0083]
一种当地现有的氮肥施用方法，在甜菜全生育期灌水1350～1427m
3 hm
‑2条件下每亩地在播种前施加尿素21.74kg(尿素的含氮量约46％，即施加纯氮量为：21.74kg
×
46％＝10kg)，叶丛快速生长期和块根膨大期均不施加尿素，其他详细管理见文献【李智,李国龙,孙亚卿,苏文斌,樊福义,张少英.膜下滴灌水氮供应对甜菜氮素同化和利用的影响[j].植物生理学报,2019,55(06):803
‑
813.】。
[0084]
应用例1
[0085]
采用实施例1中步骤(3)相同的采样分析方法测定实施例2、实施例3和对比例1～4的氮肥农学利用效率、含糖率、产糖量和产量，测定结果见表2。
[0086]
表2不同处理组的甜菜测定结果
[0087][0088]
由表2可知，本发明提供的氮肥施用方法，氮肥利用率为18.8％～20％，相比于对比例1～5施氮处理最优；本发明提供的氮肥施用方法产糖量和产量也比对比例1～5更高；与当地现有栽培技术模式(对比例6)相比，本发明提供的氮肥施用方法甜菜的氮肥利用率可以达到18.08％～18.7％，产量增加了42.2％～47.6％，产糖量提高51.0％～63.4％，含糖率增加了6.3％～10.7％，可以有效提高氮肥利用效率及产质量，从而大大提高了糖农的经济效益。
[0089]
综上所述，本发明提供的氮肥施用方法与现有的氮肥施用方法相比，用氮量及时期更加准确，氮肥利用率、甜菜单产、块根含糖量、产糖量都有明显的提高；还可以减少因过量施氮所造成的环境污染，降低了成本。
[0090]
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。