摘要
目的:新疆是我国西北地区重要的甜菜糖生产基地,该区甜菜一般在4月中下旬出苗,出苗后约有30-60天左右(6月)的时间不灌溉,此时正值小麦、棉花、玉米、加工番茄等作物需水阶段。对于具有温带大陆性气候且春季是干旱主要发生季节的新疆,能否通过延迟出苗后第一次灌水时间结合生育期灌水量调整,实现甜菜节水增产的同时缓解新疆大田作物春季用水矛盾,对于降低干旱造成的作物产量损失具有重要意义。 方法:本试验采用裂-裂区设计,出苗后第一次灌水时间为主区,生育期灌水量为裂区,品种为裂-裂区,设置3个第一次灌水时间处理(提前灌水(T1,70%FC)、正常灌水(T2,60%FC)和延迟灌水(T3,50%FC))、3个灌水量处理(超量灌溉(I1,120%充分灌溉)、正常灌溉(I2, 100%充分灌溉)和亏缺灌溉(I3,80%充分灌溉))和2个水分敏感性不同的供试品种(Beta 796 (V1)、KWS 3410(V2)),研究水分管理对甜菜干物质积累、产量与水分利用效率的影响。 结果:(1)延迟甜菜出苗后第一次灌水时间(T3),叶丛期叶片总含水量、自由水含量、蒸腾速率和葡萄糖含量,根系活力和块根中蔗糖合成酶及蔗糖转化酶活性显著降低;全生育期干物质最大积累速率出现时间和干物质快速积累期结束时间提前;全生育期叶面积指数、各器官干物质积累量和耗水量显著减少,但是产量、产糖量、水分利用效率、根头、根颈长度和青头比例显著增加。 (2)减少甜菜生育期灌水量(I3),叶丛期的耗水模系数、耗水强度、绿叶数、叶面积指数、叶片葡萄糖含量、根系活力和块根果糖含量显著降低,但是叶丛期0-20cm侧根长度和块根蔗糖合成酶活性显著增加。最终甜菜产糖量显著降低,而水分利用效率增加显著。 (3)KWS 3410甜菜品种的叶片和叶柄干物质积累量、干物质最大积累速率、干物质快速积累期开始时间、总叶片数、生育前期(叶丛期和块根膨大期)的叶面积指数、蔗糖含量和葡萄糖含量;生育后期(糖分积累期)的总叶绿素含量、0-20cm侧根长度、根系活力、块根中蔗糖磷酸合成酶活性、块根中可溶性总糖和蔗糖含量、产量、根头、青头、根体长度和青头比例均显著高出Beta 796品种,但是干物质最大积累速率结束时间、快速积累期持续时间、叶丛期块根果糖含量、块根膨大期的总含水量、束缚水含量、相对含水量均显著低于Beta 796品种。 (4)三因素互作后,两品种T3I1处理的产量、产糖量、青头比例和产糖水分利用效率显著高出其他处理。两品种糖分积累期T3I3处理的甜菜干物质积累量、耗水量以及叶丛期的耗水模系数和耗水强度均显著低于其他处理。 结论:出苗后第一次灌水时间的延迟对甜菜叶片和根系的影响在叶丛期最为显著,随着生育期灌水量的补充甜菜生长逐渐恢复。减少甜菜生育期灌水量后,叶丛期地上部分生长受到抑制的同时0-20cm侧根长度增加,增加的侧根长度并不能改变甜菜产糖量的下降。甜菜品种KWS 3410的耐旱性较Beta 796品种强。生育期充足的灌水量可以补偿甜菜出苗后第一次灌水时间延迟对产量和产糖量带来的不利影响,但是无法减小甜菜苗期形成的青头。因此,在选取耐旱品种基础上,延迟出苗后第一次灌水时间的同时增加生育期灌水量,不仅有利于提高干旱区滴灌甜菜产量和水分利用效率,而且对于干旱区作物春季用水矛盾具有一定缓解作用。