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甜菜是食糖的重要原料,也是我国干旱冷凉地区的重要经济作物,但这类地区干旱少雨、水资源匮乏是限制甜菜产量提高的主要因素之一。多年来,农民为了追求高产,氮肥施用严重超标,造成甜菜含糖率持续下降。如何提高水分和氮肥在甜菜生产中的利用效率,使二者的作用达到最大化,是甜菜生产可持续发展亟待解决的问题。膜下滴灌技术是当前应用广泛的一种节水灌溉方式,它可通过节水、增温、压草和提高肥料利用率提高作物产质量。因此,本试验采用膜下滴灌栽培模式,于20162017年连续两年在内蒙古凉城县研究了水氮耦合对甜菜生理性能和产质量的影响,以期揭示水氮耦合对甜菜生长的生理效应,为甜菜高产优质高效水肥管理提供科学依据。研究取得如下结果:1.膜下滴灌条件下,同一施氮水平,甜菜产量随灌水量增加呈先增加后降低的趋势;同一灌溉水平,在施氮量225 kg/hm2以下,产量不随施氮量增加而变化,之后随施氮量增加产量降低。两年试验结果表明,灌水量为13501427 m3/hm2,施氮量为150179.22 kg/hm2时,甜菜产量和产糖量达到最大值。2.膜下滴灌条件下,块根及糖分增长期,同一施氮水平,叶面积指数、净光合速率和干物质积累量均随灌水量的增加而增加;同一灌溉水平,上述3个光合指标不随施氮量变化而变化。在糖分积累期,根冠比随灌水量和施氮量的增加而降低。灌水3次和施氮量为150179.22 kg/hm2的处理光能利用率均较高。块根及糖分增长期的叶面积指数和净光合速率可作为甜菜高产的生理指标。3.膜下滴灌条件下,甜菜叶水势在叶丛快速生长期和块根及糖分增长期控制在-0.38-0.23 MPa,在糖分积累期为-0.45-0.38 MPa时甜菜可获得高产高糖。不同处理之间植株含水量差异不显著,甜菜叶片气孔导度和蒸腾速率受施氮水平影响较小,随灌水量的增加而增加。甜菜耗水量随灌水量的增加而增加,灌溉水分利用效率随灌水量的增加而降低。叶丛快速生长期和块根及糖分增长期的叶水势可作为灌溉的生理指标。4.膜下滴灌条件下,甜菜叶片硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性和氮、磷和钾吸收量均随施氮量和灌水量的增加而增加,叶丛快速生长期叶片NR和GS活性最高,块根及糖分增长期块根中GS活性最高。随施氮量的增加,氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率和氮肥农学利用率均减小。5.建立了膜下滴灌甜菜水氮供应与产质量的回归模型。水氮耦合处理甜菜产量与施氮量和灌水量的回归模型为:Y=-0.127N*N+44.355N–0.004 N*W+10.797W–0.004 W*W,采用模拟寻优方法得出,最佳灌水量和施氮量分别为1193.591227.5m3/hm2和162.09167.58 kg/hm2;含糖率与施氮量和灌水量的回归模型为:Y=17.17–7.48*10-6N*N+1.91*10-3N–1.65*10-6 N*W–1.19*10-3W–4.1*10-7 W*W,最适灌水量和施氮量分别为535.33555.08 m3/hm2和133.07145.06 kg/hm2;产糖量与灌水量和施氮量的回归模型为:Y=-0.027N*N+10.058N–0.002 N*W+1.336W–0.0005 W*W,适宜灌水量和施氮量分别为1045.691084.11 m3/hm2和153.12158.21 kg/hm2。