摘 要：【目的】研究不同比例有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分含量、植株養(yǎng)分吸收量、肥料利用率以及甜菜產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，為甜菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、土壤培肥提供科學施肥依據(jù)。

【方法】試驗共設(shè)置7個處理：不施肥對照（CK），常規(guī)施肥（CF），腐殖酸有機肥替代10%化肥（10%HF），腐殖酸有機肥替代20%化肥（20%HF），腐殖酸有機肥替代30%化肥（30%HF），腐殖酸有機肥替代40%化肥（40%HF），腐殖酸有機肥替代50%化肥（50%HF）。測定土壤養(yǎng)分、甜菜植株養(yǎng)分吸收量以及甜菜干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量和品質(zhì)。

【結(jié)果】腐殖酸有機肥替代部分化肥處理較常規(guī)施肥處理增加土壤有機肥含量2.37%～7.38%；堿解氮、速效磷、速效鉀分別增加1.07%～11.39%、10.65%～37.83%、6.04%～14.68%，30%HF與處理40%HF分別較CF處理顯著增產(chǎn)16.91%與17.65%。

【結(jié)論】腐殖酸有機肥替代不同比例化肥較常規(guī)施用化肥可以顯著提升土壤養(yǎng)分含量，提高甜菜植株養(yǎng)分吸收量，增加甜菜干物質(zhì)積累量、減施化肥、培肥土壤、增加產(chǎn)量，其中有機肥替代30%化肥處理增產(chǎn)與培肥地力的效果較優(yōu)。

關(guān)鍵詞：腐殖酸有機肥；甜菜；產(chǎn)量；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S566.3"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）07-1631-09

0 引 言

【研究意義】甜菜（Beta vulgaris L.）是重要的糖料作物之一，甜菜糖產(chǎn)量約占我國食用糖總產(chǎn)量的10%～20%。新疆是我國第二大甜菜產(chǎn)區(qū)，種植面積超過全國甜菜總面積的40%，產(chǎn)糖量占全國甜菜糖總產(chǎn)量50%以上［1］。隨著甜菜新品種、地膜覆蓋、滴灌節(jié)水等技術(shù)應(yīng)用，新疆甜菜單產(chǎn)水平大幅度提高，單產(chǎn)水平較全國平均水平高出50%左右（居全國第一位）［2］。甜菜生長中需肥量較大，且施肥是保證甜菜高產(chǎn)高糖的必要條件，若化肥施用量不當則甜菜含糖率、品質(zhì)均下降［3-4］，還造成土壤養(yǎng)分流失、土壤酸化、土壤含水量降低等［5-6］。因此，尋求新疆地區(qū)甜菜生產(chǎn)高效施肥方式，篩選甜菜有機肥對配比例有實際意義。

【前人研究進展】與化肥相比，有機肥具有養(yǎng)分種類多樣和肥效持久等優(yōu)勢［7］。有機肥和化肥配施可為作物后期生長提供充足的養(yǎng)分［8］。李占等［9］研究提出有機肥為長效肥料，有機肥替代化肥可以獲得比單施化肥以及單施有機肥更高的產(chǎn)量。有機肥替代化肥的作用效果不僅受作物品種的影響，還與有機肥的原料來源、土壤類型、土壤肥力水平等因素密切相關(guān)［10-11］。吳建繁等［12］提出有機肥配合化肥施用可以更好的發(fā)揮有機肥與無機肥的交互作用，起到改善作物生長環(huán)境，減少化肥施用量，增加作物產(chǎn)量。有機肥配施化肥后，有機養(yǎng)分與無機養(yǎng)分協(xié)調(diào)供應(yīng)，在減少化肥施用的同時，滿足作物各個生育期養(yǎng)分需求從而保證作物的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)［13］。

【本研究切入點】有關(guān)不同比例有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分含量、植株養(yǎng)分吸收量、肥料利用率以及甜菜產(chǎn)量和質(zhì)量影響的文獻較少。需通過田間試驗研究腐殖酸有機肥替代不同比例化肥對土壤養(yǎng)分及甜菜植株養(yǎng)分吸收量的影響，進一步分析有機肥替代部分化肥對甜菜生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量水平的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】試驗設(shè)置7個處理，篩選出適宜于新疆甜菜種植的有機肥替代處理，為甜菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培管理及有機肥配施技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2021年在新疆農(nóng)業(yè)科學院瑪納斯農(nóng)業(yè)試驗站進行，土壤類型為灰漠土，質(zhì)地為砂壤，前茬作物玉米。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)：有機質(zhì)17.86 g/kg，速效氮76.9 mg/kg，速效磷34.89 mg/kg，速效鉀335.6 mg/kg。

所用甜菜品種為丸衣化單胚種HI0936，化肥為尿素（N≥46.4%）、磷酸一銨（N≥12%，P2O5≥61%）硫酸鉀（K2O≥51.7%）。有機肥為根帥特腐殖酸水溶肥料（N≥120 g/L，P2O5≥120 g/L，K2O≥120g/L）。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置7個處理：不施肥對照（CK），常規(guī)施肥（CF），腐殖酸有機肥替代10%化肥（10%HF），腐殖酸有機肥替代20%化肥（20%HF），腐殖酸有機肥替代30%化肥（30%HF），腐殖酸有機肥替代40%化肥（40%HF），腐殖酸有機肥替代50%化肥（50%HF）。每個處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。小區(qū)為長10 m，寬2m的長方形區(qū)域，小區(qū)灌溉方式為滴灌，生育期總灌水量5 700 m3/hm2，各處理均有單獨水表控制灌水量保持一致。施肥隨水滴施，追施比例為葉叢快速生長期∶塊根及糖分增長期∶糖分積累期=5∶3∶2。表1

1.2.2 測定指標

植株干物質(zhì)積累量：按試驗需求于甜菜苗期、葉叢快速生長期、塊根增長期以及糖分積累期，每處理選取長勢一致的甜菜5株，帶回實驗室將植株分為葉片、莖和根，稱重并用軟尺測量甜菜根長根圍，分別裝袋置于105℃烘箱中殺青30 min，80℃烘至恒重，電子天平稱重（精準度為0.01）。

土壤養(yǎng)分：土壤堿解氮采用堿解擴散法測；土壤速效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀采用醋酸銨浸提－火焰光度法測定；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀-外加熱法測定。

植株養(yǎng)分吸收量：植株樣品烘干后，用H2SO4-H2O2消煮，奈式比色法測氮；釩鉬黃比色法測磷；火焰光度計測鉀。

糖分：于收獲期選取5株的代表性塊根用PAL-1手持糖度計（日本愛宕科學儀器有限公司）進行糖錘度測定，取平均值。

產(chǎn)量：收獲前在各重復(fù)小區(qū)取10 m2樣方，測定甜菜收獲株數(shù)和單根重，取平均值。

甜菜倒4葉面積：于甜菜苗期、葉叢快速生長期、塊根增長期以及糖分積累期，對各小區(qū)選取5個代表性植株用CI-202葉面積儀（美國CID生物科學有限公司）

測定倒4葉葉面積。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果用算術(shù)平均數(shù)和標準誤表示測定結(jié)果的精密度（X±SD）。利用 Microsoft Excel 2010軟件、SPSS19.0 數(shù)據(jù)分析軟件進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算、統(tǒng)計檢驗和方差分析等。Origin 2021制作柱狀積累圖與相關(guān)性聚類熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜生長指標的影響

研究表明，腐殖酸有機肥的施入對甜菜根圍不存在顯著性影響外，其他指標均受腐殖酸有機肥施入的影響。其中30%HF處理下甜菜各生長指標均顯著高于CK與CF處理，40%HF處理下甜菜根圍與CK、CF處理不存在顯著性差異外，其余指標40%HF處理顯著高于CK與CF處理。有機肥替代處理中，10%HF處理甜菜單根重與CK、CF處理不存在顯著性差異，其余各有機肥替代處理均顯著高于CK、CF處理。30%HF、40%HF處理甜菜葉面積較CF處理增加13.4%與15.03%，同樣存在顯著性差異。表2

2.2 腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜干物質(zhì)積累特性的影響

研究表明，不同處理甜菜干物質(zhì)積累過程動態(tài)均符合Logistic生長模型曲線，R2＞0.99。不同處理間對比，有機肥替代處理較CK處理可以增加甜菜塊根膨大期持續(xù)時間。其中30%HF處理進入塊根膨大期較CK與CF處理分別推遲8與4 d，結(jié)束塊根膨大期時間延長20與14 d；持續(xù)時間為63 d較CK與CF處理分別增加12與9 d，有機肥替代50%處理下塊根膨大期持續(xù)時間低于其他施肥處理。不同比例有機肥替代處理同樣可以增加每公頃最大生長速率，其中替代率30%～50%最大生長速率為0.72～0.73 t/hm2，略高于其他處理。表3

2.3 腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜產(chǎn)量的影響

腐殖酸有機肥替代部分化肥可以較常規(guī)施肥處理顯著增加產(chǎn)量與產(chǎn)糖量，對含糖量影響差異不顯著。20%HF、30%HF、40%HF、50%HF處理間產(chǎn)量差異不顯著（P＞0.05），但均顯著高于其他處理；30%HF處理較CK、CF以及10%HF處理顯著（Plt;0.05）高出25.11%、16.91%、14.5%，40%HF處理較CK、CF以及10%HF處理顯著高出25.89%、17.65%、15.23%。腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜含糖率影響較小，各處理間含糖率均差異不顯著（P＞0.05），腐殖酸有機肥替代化肥處理除10%HF處理與CK、CF處理差異不顯著（P＞0.05）外，其余有機肥替代化肥處理均顯著（Plt;0.05）高于CK、CF處理。圖1

2.4 腐殖酸有機肥替代部分化肥對土壤養(yǎng)分的影響

研究表明，土壤速效養(yǎng)分隨腐殖酸有機肥施入量的增加而增加，且各有機肥施用處理土壤養(yǎng)分均顯著（Plt;0.05）高于CK處理。其中，30%HF處理與40%HF處理、50%HF處理間土壤堿解氮含量差異不顯著（P＞0.05），但均顯著（Plt;0.05）高于CK、CF以及10%HF處理。30%HF處理與40%HF處理、50%HF處理間土壤有效磷含量同樣差異不顯著（P＞0.05），分別較CF處理顯著增加28.85%、33.32%、37.83%，與10%HF處理同樣差異顯著（Plt;0.05）。50%HF處理較CK、CF以及10%HF處理土壤速效鉀高出19.5%、14.68%、8.15%，均差異顯著（Plt;0.05），與其他有機肥處理間差異不顯著（P＞0.05）。腐殖酸有機肥的施入較CK處理顯著（Plt;0.05）增加土壤有機質(zhì)含量，且土壤有機質(zhì)隨腐殖酸有機肥施用量的增加而增加。各施肥處理土壤有機質(zhì)含量均顯著高于不施肥處理，而CF處理與10%HF處理差異不顯著（P＞0.05）外，其他處理均顯著（Plt;0.05）高于CF處理。50%HF與20%HF、30%HF、40%HF處理間差異不顯著（P＞0.05），較CK、CF處理與10%HF處理顯著（Plt;0.05）高出12.39%、7.37%和4.78%。圖2

2.5腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜養(yǎng)分吸收量的影響

研究表明，腐殖酸有機肥替代部分化肥可以較常規(guī)施肥處理顯著增加植株養(yǎng)分吸收量。各腐殖酸有機肥處理下甜菜塊根N吸收量差異不顯著（P＞0.05），N吸收量均顯著（Plt;0.05）高于CK處理，30%HF、40%HF、50%HF處理間莖葉N吸收量差異不顯著（P＞0.05），分別較CF處理顯著高出14.48%、17.62%和17.94%。各腐殖酸有機肥替代部分化肥處理下20%HF與30%HF處理莖葉P吸收量顯著（Plt;0.05）高于CK與CF處理，除10%HF、20%HF處理與CK、CF處理差異不顯著（P＞0.05）外，其他有機肥替代處理根P吸收量均顯著（Plt;0.05）高于CK、CF處理。各有機肥替代處理除10%HF處理與CK、CF處理差異不顯著（P＞0.05）外。其余有機肥替代處理莖葉K吸收量均顯著（Plt;0.05）高于CK、CF處理，且各有機肥替代處理間差異不顯著（P＞0.05），20%HF處理根K吸收量較CK處理與50%HF處理顯著增加15.46%和17.26%，與其他處理間差異不顯著（P＞0.05）。圖3

2.6 土壤、植株養(yǎng)分與甜菜干物質(zhì)積累、產(chǎn)質(zhì)量間的相關(guān)性

研究表明，甜菜含糖量與土壤養(yǎng)分、植株養(yǎng)分吸收量間顯著負相關(guān)，與其他甜菜產(chǎn)質(zhì)量指標同樣為負相關(guān)關(guān)系，不存在顯著性，甜菜產(chǎn)糖量與甜菜產(chǎn)量為極顯著正相關(guān)（P＜0.001），土壤氮磷鉀有機質(zhì)含量與甜菜產(chǎn)量同樣為極顯著正相關(guān)（P＜0.001）。各土壤養(yǎng)分含量間均存在顯著正相關(guān)，同時，各土壤養(yǎng)分含量與植株養(yǎng)分吸收量間存在極顯著正相關(guān)。圖4

3 討 論

3.1 腐殖酸有機肥替代部分化肥對土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤養(yǎng)分含量是反應(yīng)土壤肥沃與否最基本的指標［14-15］。研究發(fā)現(xiàn)腐殖酸有機肥替代部分化肥處理較常規(guī)施肥處理增加土壤有機肥含量2.37%～7.38%；堿解氮、速效磷、速效鉀分別增加1.07%～11.39%、10.65%～37.83%和6.04%～14.68%，腐殖酸有機肥替代部分化肥可以較常規(guī)施用化肥處理顯著增加土壤有機質(zhì)含量以及土壤速效養(yǎng)分含量，與郭乾坤等［16］研究結(jié)果較為一致；王立剛等［17］研究結(jié)果表明，長期施用有機肥可以顯著增加有機質(zhì)含量，土壤有機質(zhì)經(jīng)過土壤中微生物的分解形成了腐殖酸，腐殖酸中的胡敏酸可以使松散土壤單粒膠結(jié)為土壤團聚體，從而減小了土壤容重，增大土壤孔隙度，改善作物生長根系環(huán)境并增加土壤釋放出的營養(yǎng)元素，使速效養(yǎng)分不易被土壤固定，

從而增加土壤中速效養(yǎng)分含量。張奇茹等［18］研究提出有機肥替代化肥可以促進作物對養(yǎng)分的吸收利用，降低土壤中硝態(tài)氮的殘留，增加土壤養(yǎng)分含量，唐繼偉等［19］經(jīng)過8年長期定位試驗表明，化肥對土壤養(yǎng)分的提高始終處于平穩(wěn)狀態(tài)，而有機肥則較化肥處理顯著增加土壤養(yǎng)分含量，并且可以隨有機肥施入量的增加而持續(xù)增加土壤養(yǎng)分。

3.2 腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜養(yǎng)分吸收量的影響

養(yǎng)分吸收則是干物質(zhì)積累的基礎(chǔ)，養(yǎng)分主要是通過根系運輸?shù)阶魑矬w內(nèi)，部分養(yǎng)分可以在根系中儲藏，大部分養(yǎng)分在作物體內(nèi)參與作物的生命周期活動［20］。外界養(yǎng)分濃度越高，根系對該養(yǎng)分的吸收速率越大，但不同的礦質(zhì)養(yǎng)分均有其濃度與吸收速率的特定關(guān)系［21-22］，申長衛(wèi)等［23］研究發(fā)現(xiàn)有機肥氮替代化肥氮比例在 20%時，植株總氮積累量和籽粒中的氮素積累量顯著高于常規(guī)施肥。吳成龍等［24］運用 N15 標記技術(shù)也證明有機無機肥配施比單施有機肥或無機肥均能增加冬小麥營養(yǎng)器官和生殖器官籽粒的氮素累積量。任科宇［25］研究提出 50%有機肥替代化肥可以顯著降低磷素的流失從而提高作物體內(nèi)磷含量。有機肥替代化肥處理可以提高肥料有效性，減少氮磷鉀的流失，對作物養(yǎng)分吸收產(chǎn)生積極影響從而提高植株內(nèi)氮磷鉀的積累量，與研究結(jié)果基本一致。較高的替代比例存在減少作物氮養(yǎng)分吸收量的風險，因為替代比例大則化肥減量多，且有機肥需要經(jīng)過一系列較長時限的自身養(yǎng)分釋放、土壤養(yǎng)分活化等，才能對作物養(yǎng)分吸收產(chǎn)生積極影響，故導(dǎo)致養(yǎng)分總體供應(yīng)不足［26］，而在研究中50%HF處理較其他有機肥替代處理無顯著的養(yǎng)分吸收量降低的情況，與其研究結(jié)果存在不同，其根本原因可能是由于研究作物的不同以及土壤基礎(chǔ)肥力不同。

3.3 腐殖酸有機肥替代部分化肥對甜菜生長發(fā)育的影響

吳迪等［27］研究發(fā)現(xiàn)，有機肥配施化肥可顯著提高春玉米干物質(zhì)最大積累速率和總積累量，為獲得較高玉米籽粒產(chǎn)量提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，最終增產(chǎn)20.40%。姜佰文等［28］的研究表明，有機肥替代部分化肥可提高水稻干物質(zhì)積累量26.90%，增產(chǎn)22.60%。孟超然［26］研究提出有機肥替代24%化肥可以較常規(guī)施用化肥顯著提高干物質(zhì)積累量，最終可使玉米增產(chǎn)8.50%～13.81%。在研究中，腐殖酸有機肥的施入均在不同程度上增加甜菜干物質(zhì)量，其中30%HF處理下甜菜莖葉及塊根干物質(zhì)積累量較CF處理與CK處理均顯著增加，50%HF處理較其他比例有機肥替代處理甜菜干物質(zhì)量略有降低，但不存在顯著性差異。

研究結(jié)果表明，腐殖酸有機肥替代部分化肥較常規(guī)施用化肥顯著增加甜菜產(chǎn)量，但甜菜產(chǎn)量不會隨有機肥替代比例的增加而不斷增加，50%HF處理甜菜產(chǎn)量較30%HF、40%HF處理略有降低，但無顯著差異，與前人以其他作物為材料的研究結(jié)果相似［3，29］。試驗研究中，各肥料處理下甜菜含糖量無顯著差異，與張強等［30］提出的甜菜含糖率在減施化肥的基礎(chǔ)上隨著生物有機肥施肥量的增加不斷降低這一結(jié)論存在差異，究其根本原因可能與有機肥種類與甜菜品種的不同有關(guān)，更深層原因需進一步試驗探究。

4 結(jié) 論

等養(yǎng)分條件下腐殖酸有機肥替代不同比例化肥可以較常規(guī)施肥顯著增加土壤堿解氮、速效磷、速效鉀以及土壤有機質(zhì)含量，且效果隨有機肥施入量的增加而顯著增加，但各有機肥替代處理間無顯著差異。有機肥替代處理可以顯著提高植株干物質(zhì)積累量，從而達成增產(chǎn)的效果，有機肥替代部分化肥處理可以較常規(guī)施肥處理增產(chǎn)2.1%～17.65%，其中30%HF處理增產(chǎn)效果顯著。腐殖酸有機肥替代部分化肥可以在減少化肥施用的同時提升地力，增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提高產(chǎn)糖量。

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Effects of replacing chemical fertilizer with organic fertilizer in

different proportions and plant nutrients and sugar beet yield

LU Weidan1， ZHOU Yuanhang1， MA Xiaolong1， GAO Jianglong1，

FAN Xiaoqin1， GUO Jianfu1， LI Jianqiang2， LIN Ming1

（1." Manas Agricultural Experimental Station，Xinjiang Academy of Agricultural Scinences，Manas Xinjiang 832299，China; 2.College of Plant Protection， China Agricultural University， Beijing 100193， China）

Abstract：【Objective】 To explore the effects of different proportions of organic fertilizers replacing chemical fertilizers on soil nutrient content， plant nutrient uptake， fertilizer utilization rate and sugar beet yield， so as to provide a scientific fertilizer program for achieving high and stable crop yield and soil fertilizer cultivation.

【Methods】 A total of 7 treatments were set up： No fertilization control （CK）， household conventional fertilization （CF）， humic acid organic fertilizer replacing 10% chemical fertilizer （10%HF）， humic acid organic fertilizer replacing 20% chemical fertilizer （20%HF）， humic acid organic fertilizer replacing 30% chemical fertilizer （30%HF）， humic acid organic fertilizer replacing 40% chemical fertilizer （40%HF）， Humic acid organic fertilizer replacing 50% chemical fertilizer （50%HF）. Soil nutrients， nutrient uptake by sugar beet plants， dry matter accumulation and sugar beet yield were measured.

【Results】" The results showed that compared with conventional fertilizer treatment， the content of organic fertilizer in soil was increased by 2.37%-7.38% by humic acid fertilizer. Alkali-hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium increased by 1.07%-11.39%， 10.65%-37.83% and 6.04%-14.68%， respectively. 30%HF and 40%HF increased significantly by 16.91% and 17.65% compared with CF treatment， respectively.

【Conclusion】" Compared with conventional application of chemical fertilizer by farmers， organic humic acid fertilizer instead of chemical fertilizer in different proportions can significantly increase soil nutrient content， increase nutrient uptake of beet plants， increase dry matter accumulation of beet， and achieve the purpose of reducing chemical fertilizer， changing soil and increasing yield. Among them， organic fertilizer instead of 30% chemical fertilizer treatment has the better effect of increasing yield and improving soil fertility.

Key words：humic acid organic fertilizer; sugar bee; yield; soil nutrients

Fund projects：National Modern Agricultural Industry Technology System of Ministy of Finance and Ministry of Agriculture and Rual Affairs" （CARS-170724）;

Innovation Ability Training Project for Young Sci-Tech Backbone Talents Sponsored by Xinjiang Academy of Agricultural Sciences （xjnkq-2022009）; Research and Production of Special Processing Technology for Light and small Seeds （2022PT01-2）; Special funds for the central government to guide local science and technology development

Correspondence author： LIN Ming（1982-）， male， from Wuwei， Gansu， associate researcher， research direction： breeding and cultivation of sugar beet and seed melon， （E-mail）lm126com@126.com

收稿日期（Received）：

2023-11-21

基金項目：

財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-170724）;新疆農(nóng)業(yè)科學院青年科技骨干創(chuàng)新能力培養(yǎng)項目（xjnkq-2022009）；輕小型種子特殊加工工藝研究與生產(chǎn)（2022PT01-2）；中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項資金項目

作者簡介：

魯偉丹（1995-），女，新疆哈密人，研究實習員，研究方向為甜菜栽培育種，（E-mail）1466911066@qq.com

通訊作者：

林明（1982-），男，甘肅武威人，副研究員，研究方向為甜菜、籽瓜育種與栽培，（E-mail）lm126com@126.com