甜菜栽培的生物学基础与栽培技术

甜菜栽培的生物学基础与栽培技术授课：李金山2006年2月27日一、甜菜栽培的生物学基础（一）糖用甜菜的品种类型糖用甜菜品种很多，为便于利用，按经济性状划分的有以下几种：甜菜的经济基础性状主要包括块根产量和含糖率，据此可将甜菜品种分为三大类型：1、丰产型：此类型甜菜叶色较绿，叶数多，叶片寿命较短，植株生长速度快，块根和茎叶产量高，生长期限长，工艺成熟期晚，含糖率低，但块根产量高，所以单位面积上产糖量较高，适于在生长期长的地方和肥水比较充足的地块种植，如新甜2号。2、标准型：此型甜菜块根产量高于高糖果型，含糖率高于丰产型，单位面积产糖量接近于丰产型品种。它适应性广，是目前生产上普遍推广的品种类型。KWS91033、高糖型：此类型甜菜叶片绿或浅绿，叶片数少，寿命长，块根多呈圆锥形，块根产量低，生长期短，工艺成熟早，糖分积累能力强，含糖率高，工艺纯度也高，单位面积产糖量较低，适宜生长期短或低糖区种植，一般作搭配种植。（二）甜菜的基本特性1、喜冷凉气候比较耐寒甜菜出苗时，可耐-2℃—-4℃低气温；一对真叶展开时，耐寒力加强，可以忍耐短期-8℃的低气温；收获时，母根可忍耐-4℃—-5℃的低气温。在-12℃下母根经过5天才死亡。甜菜最适宜生长的气温为20-23℃。甜菜的这一耐寒特性，是它原产于地中海沿岸，为两年生秋播作物，长期生活于较低温度条件下形成的。另外，其块根深藏于土中，块根含糖高，细胞液浓度大，冰点低，叶片低矮丛生，平伏近地面，能较好利用白天地面的热量和夜间土壤散热，所以能耐较低的气温。2、需水多，又较耐旱甜菜第一年的营养生长期长达150天以上，植株生长量大，叶片多达50-70片或更多，而且叶面积大，蒸腾量大，块根产量高，因此，需水量大。同时，甜菜又是耐旱作物，在干旱年份比其他作物减产幅度小。甜菜之所以耐旱，是因为其根系庞大、深长，可以吸收深层土壤水分；叶片的输导组织发达，叶表具角质层；块根本身就是一个贮水器官，成熟块根中含水量75%左右。3、需肥多，吸肥力强甜菜单位面积上的生物产量和经济产量都高，因此需要从土壤中吸收大量的肥料。与禾谷类作物比多吸收氮1.5-2.0倍、磷2倍、钾3倍左右。加之其根系发达，吸肥力强，种植甜菜后土壤肥力明显下降，导致后作减产。（三）甜菜的营养生长时期甜菜第一年的营养生长时期，以根、叶增长和糖分积累的规律为茂盛，物质代谢的变化和生长中心的转移为主要特征，可分为以下四个时期。1、幼苗期此期自子叶露出地面至根的初生皮脱落结束，植株具7-8片真叶，苗龄30-40天。新疆甜菜此期一般在4月中、下旬到5月中、下旬。此期的生育特点是：生长中心由以根为主逐渐转向以叶中为主；根叶氮磷代谢旺盛，但以氮代谢为主；根系向纵、横伸长，对环境条件极为敏感。2、叶丛快速生长期此期自根初生皮层脱落结束至叶丛日增长量达高峰为止，苗龄40-80天，新疆甜菜此期一般在6月上旬至7月上、中旬。其生育特点是：植株的生长中心为叶丛，植株吸收的无机养分及光合产物的分配均以叶丛为主，叶丛生长速度大于块根生长速度，出叶速度快，两天左右可长出一叶；块根的纵向生长最快。3、块根糖分增长期此期自叶丛日增长量达高峰后至块根基本停止生长时止，苗龄80-130天。新疆甜菜此期在7月上、中旬到8月下旬。其生育特点是：植株的生长中心由地上部转移到地下部，块根日增长量（10-20克）大于茎叶日增长量，出叶速度略大于叶片衰亡速度，块根增长量和糖分积累量占全期总量的50%；是夺取甜菜丰产高糖的关健时期。此期光合产物在分配上主要存在着地上部与地下部之间矛盾。栽培上应采取措施延长功能叶的寿命，提高光合强度，使叶面积系数较长时间保持在3-4的较高水平，控制叶丛及根头徒长。4、糖分积累期此期自块根基本停止生长至收获时止，苗龄130-180天。新疆甜菜此期一般在9月上旬到10月上、中旬。其生育特点是：甜菜根叶生长接近停止，以糖分积累为主，地上部和地下部均出现生物学成熟状态；块根中1/3-1/4的糖分是在此期积累的。此期应防止功能叶早衰和新生叶大发生，促进光合产物以蔗糖形式最大限度地运输贮藏于块根中。（四）甜菜种子、叶和根对环境条件的要求1、种子萌发对环境条件的要求具有生活力的甜菜种子，必须在一定的环境条件下才能萌发，这些必要的环境条件主要包括温度、水分和空气。（1）温度：种子发芽的最适温度为20-25℃，生产上，一般以地表下5CM土层温度稳定通过5℃作为适宜播种的标准。（2）水分：在温度适宜的条件下，水分是影响甜菜种子萌发最重要的因素。一般甜菜种球要吸收自身干重100%-160%的水分才能萌发。甜菜种子萌发要求的土壤含水量为田间最大持水量的80%-85%，低于60%种子便不能很好发芽，但超过90%也会因土壤中氧气不足而不能很好发芽，甚至发生烂种。（3）氧气：甜菜种子发芽时进行强烈的呼吸作用，要求足够的氧气。若播种后土壤过于板结或含水过多，则土壤氧气不足而不利于种子萌发。2、叶对环境条件的要求不同营养生长阶段，叶片的出生速度、叶面积的增长及叶片衰亡的速度都不相同。根据叶片的功能、寿命及发生时期，可将甜菜叶片分三组：第一组（1-10片叶）：这组叶基本上是在6月初以前长出来的。其特点是，出叶速度较慢，叶面积较小，叶片寿命短，一般仅40天。这组叶对幼苗期的根叶生长起重大作用，与培育壮苗密切相关，同时可为以后的根、叶生长奠定基础。第二组叶（11-30片叶）：这组叶片基本上是6-7月长出的。其特点是，出叶速度快，每两天左右出一叶，叶面积大，生活力强，寿命最长达60-80天或更长，这组叶片同化能力强，光合产物对产量形成起决定作用，故称为甜菜的基本功能叶。第三组（30片以后各叶）这组叶片基本上从8月至收获前长出。其特点是，出叶速度逐渐减慢，叶面积渐小，同化能力低，叶片寿命短，尤其是最后长出的叶片，寿命不足20天。这组叶片对甜菜生长后期块根糖分积累有一定作用。（1）温度：温度的高低对甜菜叶片生长影响较大。刚出土的子叶对霜冻敏感，气温降至-3℃就受冻害；幼苗期可耐-3—-4℃低气温；甜菜叶片生长最快的温度为20—25℃；日平均气温小于13℃，叶片生长缓慢；日平均气温为7℃时，叶片基本停止生长。（2）水分：甜菜对水分很敏感，在甜菜块根糖果分增长期，高温多雨或灌水过多，往往引起叶片徒长，新叶大量长出，有利于块根增长和糖分积累，而生育期间高温干旱、供水不足，又会抑制甜菜叶片生长，并导致叶片早衰。（3）肥力与密度：在高肥力、低密度栽培条件下，叶片生长迅速，相反，低肥力、高密度，植株互相拥挤，叶片小而簿，叶柄细长，因此甜菜应合理密植。以利叶丛正常生长。3、块根生长和糖分积累与环境条件的关系（1）土壤：壤土地上，甜菜块根生长迅速，含糖高，根型整齐，便于收获切削。砂土地肥力低，种甜菜往往低产低糖。粘土地保水保肥力强，但土温较低，透气较差，甜菜块根含糖率往往高于壤土地而块根产量低于壤土地。（2）温度：甜菜生育期平均气温为19.2℃，总积温3112℃，5-10CM地温达15℃以上时块根增长最快，9—14℃间增长中等，5—8℃时增长缓慢，4℃以下时块根增长趋于停止。（3）光照：甜菜是长日照作物，任何一个生育阶段都需要充足的日照。每天12小时以上的长日照有利于甜菜迅速生长和块根肥大。在糖分积累期，充足的日照尤为重要。据测定，每增加100小时的日照，甜菜的含糖率提高0.83个百分点，若日照不足，则非糖果物质含量增加，块根糖率下降。（4）水分：甜菜对水分反应很敏感。灌溉（降水）和土壤温度与块根增长和糖分积累有密切关系。适宜甜菜块根增长的土壤湿度为田间最大持水量的75%—80%。土壤水分适宜时，块根含糖率较高，而含氮量降低。相反，土壤湿度降低，块根含氮量上升，尤其7-8月，若土壤长期干旱，植株失水萎蔫，光合作用不能正常运行，块根增长和糖分积累会受到严重影响且有害氮含量增加，块根木质化程度增高，影响制糖工艺质量。若土壤含水过高，则块根生长受抑，甚至发生缺氧面窒息死亡，或感染根腐病而导致烂根。二、甜菜的栽培技术（一）选地及轮作1、选地甜菜对土壤要求不严，适应性较强，但是甜菜种子小，出苗难，又是块根作物，根系发达，产量高，需肥水多。所以，甜菜要高产以选中性或微碱性、土层厚、疏松肥沃、灌排方便的壤土类及轻粘土种植为好。欲获得3.5吨以上的块产量，应选择有机质含量达1%以上，在沙土地上种甜菜，应增施有机肥，分期追肥并提高灌溉技术。2、合理轮作正确的轮作倒茬是合理用地与养地的重要措施，它对减少甜菜病虫害、合理调节土壤肥水状况、保证甜菜正常生长、提高甜菜的单产及含糖率，都有极其重要的作用。甜菜忌重茬和迎茬（间隔一年种甜菜）。甜菜主产区，甜菜的种植面积最好不要超过耕地面积的15%，并实行4—5年的轮作，在甜菜丛根病发病严重的地方，轮作的年限还应当加长到6—8年。在甜菜轮作中，凡是收获较早，能及时秋耕，促进土壤熟化或能增进土壤肥力的作物，均是甜菜的良好前作，如麦类、油菜、豆类、瓜菜、棉花、绿肥及多年生苜蓿翻耕后的第二年的地等，玉米、马铃薯次之，高梁、甜菜重茬最差。甜菜是中耕作物，种植后能疏松土壤，减少杂草，但甜菜产量高，吸肥水多，在施肥不足的情况下，会过分消耗土壤肥力，并使土壤水分缺乏，妨碍土壤养分的分解，土壤明显缺乏氮、磷养分，致使后作生长不良而减产。但后作种类不同，减产程度也不同，如玉米为甜菜后作时减产15%—30%；小麦为后作减产较少。甜菜的适宜后作是豆类、绿肥、麦类。（二）施肥甜菜是对肥料反应敏感的作物。在新疆一般情况下，施肥对甜菜产量的影响，仅次于灌水。1、甜菜的需肥特点（1）耗肥量大，吸肥能力强甜菜是直根系作物，在第一年的营养生长阶段，不仅生长期长、生长量大、生物产量高，而且还在块根中积累丰富的蔗糖和其他有机物。甜菜的经济系数在0.6左右，地上部分叶子所耗养分较地下部块根多30%——50%。因其单位面积上干物质产量高，和其他作物相比，它在单位面积上消耗的养分也大，较禾谷类作物要多吸收氮1.6倍、磷2倍和钾3倍。据石河子甜菜研究所测定，甜菜每生产1吨块根，需要从土壤中吸收氮5公斤；磷2.5公斤；钾10公斤。甜菜强大的根系不仅吸收耕层中的养分，还可以吸收深层土壤中的养分。甜菜营养生长期内所吸收的氮、磷、钾，有1/4—1/2来自25—50厘米地土层。甜菜叶片气孔多而大，也利于对叶面追肥的吸收。（2）需肥时间长，各生育阶段需肥量不同新疆甜菜在第一年营养生长期的150天中，从幼苗期到糖分积累期间，几乎都需要充足的养分。甜菜在各生育阶段需肥的总趋势是：前期少，中期多，后期较少。幼苗期：甜菜幼苗生长缓慢，苗小，吸肥少，此期植株吸收氮、磷、钾的量分别占总吸收量的3%，1.5%和1.2%。此期虽然吸肥少，但是植株对肥料反应敏感，尤其对磷肥特别敏感，生产上应强调用磷肥作种肥。在缺氮肥的土壤上，还应施少量氮肥作种肥，以促进甜菜幼苗的根、叶生长。叶丛快速生长期：这是甜菜地上部叶丛生长最旺盛的时期，植株的生长中心是叶丛生长，而且氮代谢占优势，叶片含氮量在全生育期最高，约占干叶重的5%，磷和钾分别占0.79%和4%。此期叶片生长迅速，生长量大，同化产物积累也多，因而耗肥量大，尤其对氮、磷、钾的吸收量分别占总吸收量46%，42%和28%。所以，这个时期应当早追、追足氮肥，同时配合追施磷、钾肥，以满足甜菜生长的需肥，促进叶丛高峰早到来，并延长叶片寿命提高叶片功能。块根糖分增长期：甜菜植株的生长中心逐渐转移到块根的增长量最大，同时在根内大量积累糖分。此期甜菜对氮素的吸收量逐渐减弱，对磷、钾的吸收量保持较高水平，对氮、磷、钾的吸收量分别占总吸收量的35%，40%和51%。7月下旬地上部叶丛生长量达最高峰后，植株对氮素吸收量明显下降。8月初植株转入对磷、钾素的吸收高峰期，应加强磷、钾肥的供应，以促进块根及糖分的增长，同进又要控制氮肥的施用，追施氮肥的时间不宜超过7月中旬。若氮肥施用过多，过晚，则后期容易发生茎叶徒长，不利块根生长，块根含糖下降，有害氮含量增加，品质降低，影响制糖工艺。糖分积累期：此期根叶生长极缓慢，氮代谢急剧下降，糖代谢占绝对优势，主要是块