Sugar beet yield and industrial sugar contents improved by potassium fertilization under scarce and adequate moisture conditions

Sugar beet（Beta vulgaris L.） is an industrial crop, grown worldwide for sugar production. In Pakistan, sugar is mostly extracted from sugarcane, soil and environmental conditions are equally favorable for sugar beet cultivation. Beet sugar contents are higher than sugarcane sugar contents, which can be further increased by potassium（K） fertilization. Total K concentration is higher in Pakistani soils developed from mica minerals, but it does not represent plant available K for sustainable plant growth. A pot experiment was conducted in the wire-house of Institute of Soil and Environmental Sciences at University of Agriculture Faisalabad, Pakistan. K treatments were the following： no K（K_0）, K application at 148 kg ha^（–1）（K_1） and 296 kg ha^（–1）（K_2）. Irrigation levels were used as water sufficient at 60% water holding capacity and water deficient at 40% water holding capacity. The growth, yield and beet quality data were analyzed statistically using LSD. The results revealed that increase in the level of K fertilization at water sufficient level significantly increased plant growth, beet yield and industrial beet sugar content. The response of K fertilization under water deficient condition was also similar, however overall sugar production was less than that in water sufficient conditions. It is concluded from this study that K application could be used not only to enhance plant growth and beet yield but also enhance beet sugar content both under water-deficient as well as water-sufficient conditions.

甜菜品种间氮效率差异及其对产质量的影响

【目的】研究不同类型甜菜品种氮素吸收利用差异及其与产质量的关系,以期为生产上氮肥精准施用奠定基础。【方法】采用大田试验方法,以丰产型(‘HI1003’)、标准型(‘IM1162’和‘SX1511’)和高糖型(‘KWS1197’)甜菜品种为试验材料,设置N_(0)(0 kg/hm^(2))、N_(75)(75 kg/hm^(2))和N_(225)(225 kg/hm^(2))施氮处理,测定甜菜不同生育时期干物质量分配、根冠比、氮积累与分配、氮效率和产质量指标。【结果】(1)甜菜生育期氮素吸收利用特征呈单峰曲线变化趋势,在8月9日达到高峰;(2)8月份块根及糖分增长期,N_(0)和N_(75)处理下,丰产和高糖型品种地上部干物质分配较标准型品种增加4.57%~36.77%,标准型品种根冠比变化幅度低于高糖和丰产型品种;(3)N_(75)处理下,高糖型品种收获期氮肥利用率最高,较标准型品种‘SX1511’和‘IM1162’分别增加58.44%和71.26%;N_(225)处理下,氮肥利用率和产量是丰产型品种最高,其产量较标准型品种‘IM1162’和‘SX1511’分别增加10.31%和14.06%。【结论】块根及糖分增长期是氮素调控产质量的关键时期,在该时期进行氮素调控,在发挥品种氮素吸收利用最大效率的同时可实现丰产或高含糖的目标。

不同氮肥水平对甜菜生理指标及产质量的影响

甜菜是氮敏感作物,筛选合适的氮肥施用量,对研究甜菜生长与氮肥的内在联系尤为重要。本试验通过对不同甜菜品种进行不同氮水平处理(0、120、180 kg/hm^(2)),对甜菜块根产量、含糖率、叶绿素含量、可溶性蛋白含量等指标进行统计学和相关性分析,探索氮肥施用量对甜菜不同生长阶段的影响。结果表明,随施氮量的增加,叶绿素及可溶性蛋白含量显著提高,其中与N0(0 kg/hm^(2))相比,N180(180 kg/hm^(2))处理的甜菜可溶性蛋白含量平均增加了30%;叶片和根的氮含量呈现先增加后降低的趋势,但在同一时期叶片和根的氮含量随氮肥施用量增加而增加。甜菜体内硝酸还原酶活性与生长时间成反比,与氮素供应量成正比;在第一时期(7月6日),N180处理下硝酸还原酶活性比N0增加68%~91%。相关性分析发现不同甜菜品种的根产量与氮肥施用量呈显著正相关,与含糖率呈显著负相关;N120(120 kg/hm^(2))与N180处理下产糖量接近,此时氮肥施用量的增加对甜菜经济价值影响较小,推测甜菜适宜的氮肥施用量为120~180 kg/hm^(2)。本研究结果为甜菜氮肥的合理施用提供了理论依据。

氮磷钾配施对滴灌甜菜经济产量的影响

为探寻干旱区滴灌甜菜氮磷钾最佳施用模式,以KWS9147为材料,采用“3414”试验设计,分析氮磷钾配比对甜菜经济产量的影响。结果表明,不同肥料配比对甜菜块根产量、含糖率与产糖量影响显著。施肥因子对甜菜块根产量的单独效应为氮肥>钾肥>磷肥;对含糖率与产糖量的单独效应均为磷肥>氮肥>钾肥。在本试验中,单独施以足量的氮、磷肥有利于提高甜菜产量。然而,当钾肥(K_(2)O)施入量超过46.74 kg·hm^(-2)时产量下降,施入量超过72.79 kg·hm^(-2)时产糖量下降;磷肥(P_(2)O_(5))施入量超过35.91 kg·hm^(-2)时块根含糖率下降。氮磷肥配施条件下,在施氮肥(N)0~39.1 kg·hm^(-2)、磷肥(P_(2)O_(5))0~89.5 kg·hm^(-2)范围内,随着施用水平的增加,甜菜产糖量显著增加。氮磷肥、磷钾肥与氮钾肥互作均可以有效提高甜菜块根含糖率。本试验中施肥配比N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O为2.7∶1∶1.1时,可获得最高产糖量(26772.1 kg·hm^(-2))。

不同引进甜菜品种经济性状关系分析

为了探究不同甜菜品种块根重量、大小、长度之间的差异性,以及甜菜块根个体和含糖率、块根产量和含糖率之间的关系,以5个新疆主栽甜菜品种(KWS1176、KWS9147、BETA379、BETA468、BETA356)为材料,用GB/T 10496-2018中的调查方法测定5个甜菜品种的块根性状、含糖率、根产量和产糖量等经济性状,并分析其相关性。KWS1176、KWS9147、BETA379、BETA468、BETA356之间单个块根重量差异性不显著。块根含糖率表现为:KWS1176(13.62%)>BETA379(13.37%)>BETA468(12.80%)>KWS9147(12.56%)>BETA356(9.04%);块根产量表现为:KWS9147(100000.5 t/hm^(2))>BETA468(95000.48 t/hm^(2))>BETA379(93187.97 t/hm^(2))>BETA356(89875.45 t/hm^(2))>KWS1176(82000.41 t/hm^(2))。KWS1176、KWS9147、BETA356含糖率与个体根重呈正相关,BETA379和BETA468含糖率与个体根重呈负相关;KWS1176、KWS9147含糖率随个体根重增加变化不显著;BETA379含糖率随个体根重的增加而显著降低;BETA468含糖率随着个体重量的增加而缓慢降低;BETA356含糖率随个体根重的增加无明显提高,含糖率和产糖量波动都较大,稳定性较差。不同甜菜品种的含糖率与个体根重的变化规律不同,影响甜菜块根根重和含糖率之间不同关系的因素,还需要甜菜研究者进行更深层次的研究和探讨。

生物降解地膜对甜菜生长及产量的影响

【目的】研究新疆塔额垦区6μm甜菜专用生物降解地膜对甜菜生长、产量及含糖率的影响。【方法】采用P876μm甜菜专用生物降解地膜(BD)和普通聚乙烯地膜(PE)为处理,以裸地(CK)为对照,分析不同覆膜方式对10 cm土壤温度、甜菜生长以及甜菜产量、含糖率的影响。【结果】BD和PE较CK具有明显的增温作用,3个处理地表下10 cm土壤累计温度表现为PE>BD>CK;在甜菜子叶期和幼苗期,BD和PE均对甜菜根长、表面积、表面积都有显著促进作用;BD和PE较CK都有一定增糖作用,但BD处理增糖更显著,分别增加10.17%和1.6%;BD处理当季地膜降解率可达到75.23%。【结论】BD地膜在甜菜生长的前期能保持良好的完整性,具有较好的增温效果,BD可以显著提高甜菜根长、根表面积、地上地下干物质量、产量、含糖率和含糖量,能够提高收益。

生物降解地膜对塔额盆地甜菜产量及含糖率的影响

为探究生物降解地膜对塔额盆地甜菜产量及含糖率的影响,于2021—2022年在塔额盆地开展2种地膜应用效果试验,以甜菜专用生物降解地膜(BD)和普通聚乙烯地膜(PE)为处理,以露播(CK)为对照,分析不同地膜对土壤温度、土壤含水量、甜菜产量以及含糖率的影响。结果表明,BD和PE处理较CK具有明显的增温保墒作用,3个处理下土壤温度和土壤含水量均表现为PE>BD>CK;BD处理产量、含糖率、产糖量均最高,较PE处理显著提高5.62%、7.91%、15.83%,较CK显著提高19.85%、9.96%、33.96%;BD处理2年当季地膜降解率可达到75.23%和78.43%,可显著减少白色污染。综上所述,在塔额盆地,生物降解地膜在甜菜生长的前期能保持良好的完整性,具有较好的增温保墒效果,同时生物降解地膜可以显著提高甜菜产量、含糖率和产糖量,能够提高收益,建议大面积推广应用。

滴灌条件下不同播期对甜菜生长的影响

为了解新疆尤其是北疆地区不同播期下甜菜营养生长变化规律,评价播期对甜菜营养生长性状的影响,明确北疆地区甜菜适宜的播期,为甜菜高产优质生产实践提供理论依据。本研究通过设置3个播期(4月4日、4月14日、4月24日),间苗后动态监测甜菜生长规律,分析植株地上部分生长以及地下部分生物量变化状况。研究结果表明:4月4日播种的甜菜叶片数,叶丛鲜重、块根直径、周长、块根鲜重、含糖率均大于其他播期。8月27日以前各播期间株高和功能有效绿叶数差异显著,8月27日以后各播期间无明显差异;播期4月4日的块根鲜重和含糖率始终显著大于其他播期,10月11日收获时,播期4月4日比4月14日、4月24日块根鲜重增加4.91%和22.51%,含糖率增长了0.56、1.54个百分点。新疆北疆石河子垦区甜菜适宜播种时期为四月中上旬,适当提早播期对甜菜产量和含糖率均有促进作用。

生物菌肥和化学杀菌剂对甜菜根腐病、丛根病的防治效果

为了探究生物菌肥和化学杀菌剂对甜菜出苗率的影响以及对甜菜根腐病、丛根病的防治效果,以甜菜KWS9147为试验材料,选择3种生物菌肥(有机液体肥、土壤生物改良剂、辛菌胺醋酸盐)和1种化学杀菌剂(噁霉灵),在甜菜出苗水、第一水、第二水时按比例分别施入;结果表明:产量和产糖量T5最高为79367.1kg·hm^(-2)和9052.8kg·hm^(-2),含糖率T3最高为12.13%;丛根病防治效果T6最好,丛根病病指为17.5%,较CK下降18.4;根腐病防治效果T1最好,根腐病病率为23%,较CK下降16.4;T4施用噁霉灵根腐病病率为38%,较CK下降1.4;T5施用辛菌胺醋酸盐根腐病病率为30.2%,较CK下降9.2。生物菌肥和化学杀菌剂在甜菜出苗水和第一水时滴灌使用对甜菜丛根病和根腐病具有较好的预防效果,而在丛根病和根腐病发生后使用则预防效果不佳。

近红外光谱法的甜菜糖度快速测定

为了实现甜菜依据含糖量定等分级,甜菜收购环节的按质论价,促进甜菜制糖行业的良好健康发展,应用近红外光谱技术对甜菜糖度的快速检测进行了系统研究,确定了一种快速、无损、准确的测量甜菜糖度的方法。采集具有代表性的28个甜菜品种,820个甜菜样品作为校正集,70个样品作为预测集,扫描得到甜菜校正集样品的近红外原始光谱,选择合适的光谱预处理方法,采用偏最小二乘法建立甜菜糖度的定量预测数学模型,以校正模型的内部交互验证均方根误差(RMSECV)、决定系数(R2)和外部预测标准误差(SEP)为指标对模型的性能进行评价,并对模型的预测效果进行了比较。采用一阶导数和标准正态变量变换对光谱进行预处理并结合偏最小二乘法所建立的定量预测数学模型的预测能力较好。甜菜糖度定量校正数学模型的模型决定系数为0.908 3,内部交互验证预测均方根误差为0.376 7。用此数学模型对预测集70个样品进行预测,预测值与实测值的相关系数达到0.921 4,预测标准误差为0.439,预测值和实测值之间不存在显著性差异(p>0.05)。结果表明:近红外光谱法作为一种简单、快速、无损、环保的检测方法,能够良好的评价甜菜的糖度。建立的模型具有很高的精确性,可以满足甜菜糖含量测定的需要,该方法可以实现甜菜收购环节的定等分级和按质论价。

膜下滴灌甜菜最适种植密度的研究

【目的】筛选出新疆甜菜主栽品种,在膜下滴灌条件下与机械作业相配套的最佳密度。【方法】采用行距固定改变株距的密度方式,进行6个密度水平3次重复的小区试验。【结果】叶面积指数在生育前期,随着密度的增加呈增长趋势,在生育中后期叶面积指数呈下降趋势,密度越大下降越快;干物质积累以10×10~4株/hm^2处理取得最大单位面积干物质积累量、产量及含糖率。随密度的增大而增加,但是密度超过10×10~4~11×10~4株/hm2时,产量及含糖率则表现出下降的趋势。【结论】在新疆甜菜机械化播种地区,甜菜适宜栽培密度为10×10~4株/hm^2,此密度下可以取得较高产量和品质。

施氮量对膜下滴灌甜菜生长速率及氮肥利用效率的影响

为探明内蒙古冷凉干旱区不同施氮水平对膜下滴灌甜菜生长速率和氮素分配、转移及利用效率的影响,并进一步筛选出适宜该地区膜下滴灌甜菜的最佳施氮量。本文通过两年田间试验,分析了不同施氮水平对甜菜全生育期干物质积累、不同器官氮素积累量以及氮素增长速率和产量构成因素的动态变化规律,揭示了不同施氮水平下甜菜的氮肥利用效率、产量及含糖率的差异效应。通过田间定位试验,采用单因素随机区组设计,重复4次。结果表明,甜菜各农艺性状随施氮量的增大呈先增加后降低的变化趋势,其中以50、100 kg·hm^(-2)和150 kg·hm^(-2)处理较好。甜菜含糖率随氮肥用量的增加而降低,且无底肥施氮量为0 kg·hm^(-2)较在磷钾肥基础上施氮量为0、50、100、150 kg·hm^(-2)和200 kg·hm^(-2)处理甜菜含糖率分别增加了3.20%、3.63%、8.30%、13.07%和12.24%。甜菜氮素积累量随施氮水平的增加及生育时期的推进均呈增加趋势;随施氮量的增加氮肥吸收利用率呈先增加后降低的变化规律,氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力则呈降低趋势。综合甜菜农艺性状、产量、含糖量及氮肥利用率的分析可知,该地区膜下滴灌甜菜的最佳施氮量为100 kg·hm^(-2)。

膜下滴灌条件下高产甜菜灌溉的生理指标

甜菜是我国重要的糖料作物,其生物产量高,需水量大,合理灌溉是节约用水、提高产量的有效措施之一。本试验连续两年研究了内蒙古半干旱地区膜下滴灌条件下,不同灌水量甜菜块根产量与叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、叶水势、土壤含水量和耗水量之间的关系,以及不同灌水量对甜菜产量和水分利用效率的影响。结果表明,高产甜菜的叶面积指数在叶丛快速生长期大于7.37,在块根糖分增长期和糖分积累期分别为6.08~6.51和4.19~5.57,在叶丛快速生长期、块根糖分增长期和糖分积累期叶水势分别为–0.09~–0.22、–0.18~–0.39和–0.26~–0.48 MPa,净光合速率分别为21.28~28.23、21.90~28.75和22.06~26.58μmol m–2 s–1,蒸腾速率在叶丛快速生长期和块根糖分增长期分别为9.36~10.21 mmol m–2 s–1和6.37~7.73 mmol m–2 s–1,在糖分积累期大于4.69 mmol m–2 s–1,耗水量分别为140.15~312.78、44.93~200.45和56.32~113.06 mm。甜菜产量、产糖量、水分利用效率均高的合理灌溉量,在丰雨年份(生育期降雨量>500 mm)为1350 m3 hm–2,在少雨年份(生育期降雨量<300 mm)为1800 m3 hm–2,为甜菜节水灌溉提供了理论依据和生理指标。

甜菜收购质量管控与以质论价

甜菜作为重要的糖料作物在中国种植已有100多年,但甜菜收购一直没有根据甜菜含糖率确定甜菜价格,而根据甜菜含糖率的多寡来确定甜菜价格在国际上是通行做法。甜菜制糖企业应制定甜菜收购质量标准,以此综合评定甜菜块根的切削质量、外观质量和品质质量,合理扣除杂质、残土等,并根据块根含糖率确定甜菜价格,实行甜菜收购以质论价。在执行甜菜收购质量标准时要采用先进的检测设备科学检测,减少人为干预,增加透明度,增加甜菜种植户对甜菜质量检测的认可。实行甜菜收购以质论价,可以有效地解决糖厂高价收购低含糖率甜菜问题,同时可以改变农民只重视甜菜产量不重视含糖率的习惯,在施肥、管理、病虫害防治等环节考虑增加甜菜含糖率的措施,优化种植模式。未来,随着甜菜种植规模化和品质分析检测技术的进步,甜菜收购以质论价必将在中国甜菜制糖企业展开。

近红外光谱法快速检测甜菜糖度的模型优化

目的建立起近红外光谱技术关于甜菜糖度的最佳预测模型。方法研究了Savitzky-Golay平滑处理、Savitzky-Golay导数、均值中心化、差分求导、净分析信号、去趋势校正、标准正态变量变换和多元散射校正等8种预处理方法的多方法联用处理进行光谱数据的预处理,结合光谱波段优选,建立甜菜糖度与近红外光谱的预测模型。结果在进行模型的评价时,以误差均方根(SEP)、校正标准误差(SEC)与交叉检验误差(SECV)作为评价指标。结论发现经过光谱波段优选之后,结合Savitzky-Golay平滑、Savitzky-Golay导数、去趋势校正及均值中心化进行光谱数据的预处理得到的模型效果最佳。

壮丰安浸种对地膜甜菜幼苗生长和产量效应的研究

用壮丰安 1∶80 0倍液浸甜菜种球 ,使地膜甜菜幼苗的下胚轴缩短 ,增加苗期干物质积累和叶柄干物质积累比率 ;最终使甜菜的根颈缩短 ,青头变小 ,含糖率提高 1.6个百分点 。

新疆不同积温带甜菜含糖率差异性的分析

根据新疆甜菜主产区的不同气候条件，将新疆甜菜主产区划分为一、二、三积温带，积温范围依次为3400～3700℃、3100～3400℃、2700～3100℃。分析1999～2005年连续7年的全疆含糖率资料，结果表明，不同积温带的气候因素对甜菜含糖率变化有较大影响；不同积温带的甜菜含糖率基本遵循低积温带高于高积温带的规律而变化。

氮肥对甜菜叶片叶绿素荧光动力学参数的影响

以甜菜品种双丰八号为试验材料,采用盆栽试验方法,研究不同的氮素水平对甜菜功能叶片光系统II(PSII)荧光特性的影响。结果表明甜菜最大光化学量子产量Fv/Fm和荧光光化学猝灭系数qP都随氮素水平的提高而增加,N180时达到最大值,而后有所下降。而荧光非光化学猝灭系数qN则低于N0处理。适量追施氮肥改善了甜菜叶片的光合能力,提高了PSII的活性和光化学最大效率及PSII反应中心开放部分的比例,使叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用。在叶绿素荧光参数与含糖量和产量的相关性分析中,Fv/Fm与含糖量呈显著正相关水平(R=0.8301*),qP与产量呈显著正相关水平(R=0.8786*),qN与产量呈显著负相关水平(R=-0.8560*),Y(II)与产量呈显著正相关(R=0.8134*)。研究为甜菜的生理研究提供了理论支撑,为提高甜菜的肥料利用率提供了理论依据。

温度、水分和施肥对甜菜黑土氮素迁移转化的影响

以东北甜菜主产区的黑土为材料,采用模拟土柱方法,研究了不同温度（5℃和20℃）、水分（10%,20%和30%）和施肥（尿素）条件对甜菜0—90cm土层土壤无机氮（NH4＋-N和NO3--N）迁移转化的影响。结果表明：在整个培养期内,温度和水分对不同施肥处理、不同土层土壤NH4＋-N和NO3--N含量的影响不同。不施肥土壤NH4＋-N和NO3--N含量在不同水分和温度下均无显著差异。不同温度和水分条件下施肥处理各土层NH4＋-N、NO3--N平均含量均随土层深度增加而下降,在相同温度条件下,土壤水分为20%时为甜菜土壤矿化和硝化作用的最适水分,而10%水分时,0—15cm土层土壤硝化作用受到明显抑制。施肥明显增加0—15cm土层NH4＋-N、NO3--N含量,分别与不施肥相比增加2.71~16.65倍和1.04~9.05倍。5℃时,NH4＋-N、NO3--N在土柱内的迁移距离和硝化作用主要发生在0—15cm土层内;20℃时,主要发生在0—15cm和0—50cm土层内。施肥与不施肥土壤NH4＋-N含量与温度、水分均呈负相关,NO3--N含量和硝化率（Nr）呈正相关,多因素统计分析表明,温度和水分的提高可以增强施肥土壤的氮素转化,温度、水分和施肥三者对土壤NH4＋-N、NO3--N含量迁移有交互作用,但是对土壤氮素的转化没有显著影响。

甜菜铁素吸收特点及其对光合性能的影响

[目的]揭示甜菜吸收铁素的规律和铁素对甜菜的生理作用,为甜菜合理利用铁素提供科学依据。[方法]在田间试验条件下,研究了甜菜不同生育时期植株吸收铁素的规律和特点,以及叶面喷施铁素对其光合生理指标和相关酶活性的影响。[结果]甜菜植株中铁素含量随生育进程先升后降,最高时期在块根及糖分增长期;随生育进程铁素积累量逐渐增加;甜菜对铁素吸收性能最强的时期在叶丛快速生长期至块根及糖分增长期,在该时期叶面喷施1~5 g·L^-1硫酸亚铁溶液,甜菜产量增加5.05%~8.87%,含糖率提高0.42%~0.67%,产糖量增加7.74%~13.29%,且铁素含量、叶绿素含量、光合生产率、CO2同化率及气孔导度均有所增加,核酮糖二磷酸羧化酶和蔗糖磷酸合成酶活性增强。[结论]铁素改善了甜菜光合性能,为块根生长和糖分积累奠定了物质基础。