播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响.docx

该【播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响 】是由【科技星球】上传分享，文档一共【24】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响
 
 
赵翎华 张树友 杨肖飞 王超 卢强 张瀚文 于新睿 庄延龙 张贺 李彩凤
摘 要 为探明播期与施氮量互作对甜菜光合特性、氮素利用效率及产量的影响，设3个播期：4月14日（早播）、4月21日（适播）和4月28日（晚播），4个施氮量：纯氮0 kg·hm-2、120 kg·hm-2、150 kg·hm-2及180 kg·hm-2。结果表明，播期和施氮量对甜菜光合特性影响的互作效应显著，同一施氮量下，不同播期之间光合作用指标及氮素利用效率差异显著，早播较适播与晚播更有利于提高甜菜叶绿体色素含量、净光合速率、RuBP羧化酶活性、
光系统 Ⅱ 最大光能转换效率、实际光化学量子产量、光化学淬灭系数、光保护能力、氮素利用效率，降低胞间CO2浓度。同一播期中，随施氮量的提高，相关指标及产质量变化不同，早播条件下，随着施氮量的提高，甜菜光合特性、产量、产糖量、氮素利用效率也随之提高，施氮量为180 kg·hm-2时，产量和产糖量分别为67 kg·hm-2和11 kg·hm-2， 氮肥利用率、氮肥农学利用率分别为  %%，显著高于其他处理（P＜）；适播和晚播条件下，施氮量分别超过150 kg·hm-2和120 kg·hm-2时，不利于提高甜菜光合特性、氮素利用效率。综上，播期与施氮量互作通过改善甜菜光合特性及提高氮素利用效率来影响产量，不同播期适宜的施氮量不同，在本试验条件下，早播且施氮量为180   kg·hm-2更利于提高甜菜光合特性及氮素利用效率，可获得更高的产质量，若播期后移，则可适当减少施氮量，以达到减氮增产的效果。
Key 甜菜；播期与氮肥互作；光合特性；产量；氮素利用效率
甜菜是中国主要的糖料作物，常作为制糖产业的重要原料，因此提高甜菜产质量对国内制糖业的发展至关重要。东北地处寒温带，温度较低，昼夜温差大，更适合甜菜的生长[1-2]。由于甜菜在不同地区生长条件不同，导致甜菜播种期在不同地区具有差异[3]，黑龙江省甜菜播种期在每年的4月中下旬，播期受当地环境因子影响，前人发现气温、土壤积温、平均湿度和土壤水分等均对甜菜含糖率及产量有影响，甜菜完成出苗快慢受土壤积温影响颇为明显，在甜菜栽培上可根据实际情况适时选择播种期[4]。播期提前可延长甜菜生育期，甜菜生长较好，播期对甜菜的鲜质量、抗氧化酶、可溶性蛋白等指标具有显著影响，甜菜适时早播可延长生长期，提高产量，是甜菜得以丰产的关键措施[5-6]。
施氮是保证甜菜高产高糖的必要条件[7]。增施氮肥可以提高甜菜叶片相对电子传递速率，施纯氮150 kg·hm-2在提高滴灌甜菜叶片光合能力的同时，有减氮增效的效果[8]。施氮量的选择对甜菜生长发育至关重要。前人发现甜菜在施纯氮0～150 kg·hm-2水平下，叶绿素SPAD值和光合速率随施氮量增加而增加，过量施氮则增长效果不明显[9]。增加施氮量能显著增大群体中后期的叶面积指数、群体总干物质积累量和块根含水量，但块根产量及产糖量随施氮量增加，呈先升后降的趋势[10]。
基于前人研究成果可见，播期和施氮量的选择均对甜菜产量的提高具有重要意义。播期与施氮量互作在无膜棉[11]、水稻[12]、花生[13]、小麦[14]等作物上已有相关研究，但播期与施氮量互作对甜菜光合特性和氮素利用效率的影响鲜有报道。基于此，本研究探索甜菜播期与氮素的交互作用，以明确甜菜播期与施氮量的关系，为有效利用当地光温资源，增加甜菜产量和质量提供理论依据和参考。
1 材料与方法
试验点概况
试验于2019年在东北农业大学试验基地进行。经度：°，纬度：°。供试土壤为东北地区自然黑土，。前茬作物为玉米，土壤理化性状： mg·kg-1， mg·kg-1，  mg·kg-1， g·kg-1。
试验设计
供试品种为‘KWS0143，选自德国KWS种业有限公司[15]。试验采用完全随机区组设计，3次重复，共设置3个播期，分别为4月14日（早播），4月21日（适播），4月28日（晚播），分别以A1、A2、A3表示；设置4个不同施氮量，分别为纯氮0 kg·hm-2、120 kg·hm-2、150 kg·hm-2和 180 kg·hm-2，以N1、N2、N3、N4表示，组合为A1N1、A1N2、A1N3、A1N4、A2N1、A2N2、A2N3、A2N4、A3N1、A3N2、A3N3、A3N4共计12个处理。·hm-2， m，垄长8 m，共8垄， m2。各处理均以90 kg·hm-2磷（P2O5）、90 kg·hm-2钾（K2O）及基施2/3纯氮做基肥，剩余的1/3纯氮作为苗期土壤追肥，所用肥料为磷酸二铵、硫酸钾和尿素，其他管理措施同大田，9月28日进行收获测产，测糖。2019年生长季气象因素如图1所示。
测量指标及方法
在晴朗天的上午9：00-11：00进行光合参数和叶绿素荧光测定，相对湿度为80%～85%，叶室温度为28 ℃～30 ℃。各处理同时取样，取样后将植株洗净分样，一部分烘干，一部分在液氮中速冻，于-80 ℃冰箱中保存。全生育期共取样5次，取样时间为6月20日、7月10日、8月1日、8月20日、9月10日。
叶绿体色素含量的测定 采用乙醇提取法进行叶绿体色素含量测定[16]。
光合参数测定 使用便携式光合测量系统（GFS-3000，德国 WALZ）测定各处理叶片的净光合速率和胞间CO2浓度。
RuBP羧化酶活性测定 按照上海酶联生物科技有限公司提供的酶联免疫分析试剂盒要求进行测定。
荧光参数测定 使用脉冲调制叶绿素荧光仪（PAM-2500，德国WALZ）测定。
产量和含糖率的测定 使用便携式折光仪（WYT-J 0-32%，杭州三永德仪器仪表有限公司）测定其锤度后进行含糖率的计算。
植株含氮量的测定 使用全自动元素分析仪（EA3000，意大利 Euro Vector）测定植株  全氮。
氮肥利用率与氮肥农学利用率的测定 作物吸氮量=干物质质量（g·株-1）×作物含氮率（%）×施氮区密度（株·hm-2）
氮肥利用率=（施氮小区作物吸氮量-不施氮小区作物吸氮量）/施氮量×100%[17]
氮肥农学利用率=（施氮小区产量-不施氮小区产量）/施氮量×100%[18]
数据分析
利用Office 2019软件进行数据处理与制图，利用SPSS 。
2 结果与分析
播期与施氮量互作对甜菜叶绿体色素含量的影响
对甜菜叶绿素a含量的影响 由表1可知，甜菜叶绿素a含量在整个生育期呈先升高后降低的单峰曲线变化，均在8月1日出现峰值。7月10日和8月1日，在相同施氮量条件下，不同播期叶绿素a含量是A1＞A2＞A3，在施氮量为N4时，A1较A2、%%、%%。在A1条件下，N4较同期其他施氮量处理差异达显著水平；A2条件下，N3较其他
施氮处理差异达显著水平；A3条件下，不同施氮量处理叶绿素a含量是N2＞  N3≈N4＞N1，这说明通过合理的播期施氮量配置可使甜菜叶绿素a含量在生育前期较快到达一定峰值，而到了9月10日，A1处理显著低于A2和A3处理。经方差分析可知，播期，施氮量及二者交互作用在7月10日和8月1日均极显著地影响甜菜叶绿素a含量。
对甜菜叶绿素b含量的影响 由表2可知，除A1N1、A1N2，随着生育期的推进，甜菜叶绿素b含量均呈先上升后下降的变化趋势，且峰值出现在7月10日。在施氮量相同的条件下，6月20日，A1显著高于A2和A3处理，当施氮量为N4时，A1较A2、A3显著高出的比例分别为：%%（6月20日）、%和  %（7月10日）、%和  %（8月1日）。在A1条件下，除6月20日和9月10日外，整个生育期N4显著高于其他施氮处理；A2条件下，当施氮量为N3时，叶绿素b含量大于其他施氮量，N2与N4的大小关系一直在变化；A3条件下，施氮量N2在7月10日和8月1日显著高于其他处理。经方差分析可知，播期，施氮量及二者的交互作用均极显著影响甜菜叶绿素b含量。
对甜菜类胡萝卜素含量的影响 由表3可知，甜菜类胡萝卜素含量在整个生育期均呈先升高后降低的变化趋势，且峰值出现时间均在8月1日。同一施氮水平下，%%（N1）、  %%（N2）、%%（N3）、  %%（N4）。在A1条件下，整体上甜菜叶绿素b含量为N4＞N3＞N2＞N1；在A2条件下，整体表现为N3＞N4≈N2＞N1；A3条件下，除8月1日外，类胡萝卜素含量均表现为N2最大。播期和氮肥均极显著地影响甜菜类胡萝卜素含量，除
8月1日外，二者的交互作用都极显著地影响甜菜类胡萝卜素  含量。
播期与施氮量互作对甜菜光合参数的影响
净光合速率反映植物光合作用积累的有机物。由图2可以看出，甜菜植株净光合速率均呈先上升后下降的变化趋势，峰值出现时间不同，6月20日到8月1日，施氮量为N1和N4时，甜菜净光合速率表现为A1＞A2＞A3，施氮量为N2和N3时，净光合速率大小关系一直在变化。在A1条件下， %～%（7月10日）、   %～%（8月1日）、%～%（8月20日）；A2和A3条件下，甜菜净光合速率整体分别以N3、N2最大。方差分析可知，除8月20日外，播期，施氮量及二者的交互作用均极显著地影响甜菜净光合速率。
由图3可以看出，除A2N2外，甜菜植株胞间CO2浓度均呈先上升后下降的变化趋势，除A3处理外，均在8月1日达到峰值。在7月10日，施氮量为N2时，A1胞间CO2浓度显著低于A3，但与A2处理差异不显著，施氮量为N3和N4时，A1较A2和A3显著低出的比例分别为   %%、%%。在A1条件下，生育期整体表现为N4最低；在A2条件下，生育前期N2与N3大小关系一直在变化，在8月1日，施氮量N3胞间CO2浓度显著低于其他施氮处理；在A3条件下，则表现为N2胞间CO2浓度低于其他施氮量。经方差分析可知，播期、施氮量及二者的交互作用均极显著地影响甜菜净光合速率。
播期与施氮量互作对甜菜RuBP羧化酶活性的影响
由表4可知，甜菜RuBP羧化酶活性在整个生育期均呈先升高后降低的变化趋势，除A3N3外，峰值出现时间均在8月1日。7月10日和8月1日，在相同施氮量下，RuBP羧化酶活性表现为A1＞A2＞A3。到了生育后期，早播处理的甜菜叶片率先衰老，因此晚播的RuBP羧化酶活性整体强于早播。在A1条件下，整体来看，选择N4处理较N2和N3可显著提高甜菜叶片RuBP羧化酶活性；在A2条件下，选择N3处理较N2和N4可显著提高甜菜叶片RuBP羧化酶活性；在A3条件下，施氮量N2在8月1日显著高于N3，施氮量N3显著高于N4。说明增加施氮量反而会降低甜菜RuBP羧化酶活性。7月10日与8月1日，播期、施氮量及二者交互作用都极显著地影响了甜菜RuBP羧化酶活性。
播期与施氮量互作对甜菜叶绿素荧光参数的影响
对甜菜叶片Fv/Fm的影响 Fv/Fm指光系统Ⅱ最大光能转换效率，其值大小反映了光能转化效率的大小。由图4可知，A1下各施氮处理Fv/Fm值均呈先升高后降低的变化趋势。在7月10日，A1N4、A2N3、A3N3处理分别较同期其他施氮量处理差异显著，各播期施氮处理中Fv/Fm值大小整体大致表现分别为：A1N4＞A1N3＞A1N2、A2N3＞A2N2＞A2N4、A3N3＞A3N2＞A3N4。当施氮量为N4时，A1较A2、A3差异显著，%%（7月10日）、  %%（8月1日）。而其他施氮量处理中播期Fv/Fm值大小关系一直在变化。通过方差分析结果可知，除9月10日外，播期、施氮量及二者的交互作用对Fv/Fm值均具有显著影响。
对甜菜叶片Y（Ⅱ）的影响 Y（Ⅱ）指实际光化学量子产量，Y（Ⅱ）值越大，光能转化能力越强。由图5可以看出，A1N1、A1N4、A2N1、A2N3处理的甜菜叶片Y（Ⅱ）呈先上升后下降的变化趋势，其余处理呈波浪曲线变化，在