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本研究以当前甜菜主栽品种KWS0143和KWS8138为试验材料,于2009年在黑龙江省西部、中部和东部生态区选定九三科研所、东北农业大学实验实习基地和红兴隆农科所,采用“3414”二次回归D一最优设计,进行甜菜定量施用N、P、K肥的田间小区试验。建立甜菜施肥模型,探讨施用氮、磷、钾肥用量及其比例对黑龙江省西部、中部和东部地区甜菜产量、含糖率及产糖量的影响。比较分析了三个实验点的甜菜在生育期间不同处理植株、叶器官及块根中氮、磷、钾素积累量及干物质积累量的动态变化,并进一步对植株的氮、磷、钾含量与氮、磷、钾肥施用量及块根中氮、磷、钾素含量与根重和含糖率的关系进行了相关性分析。研究了氮磷钾肥对甜菜氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的调控规律。本研究可为甜菜生理研究提供基础性资料,提出最佳施肥方案,对指导农民合理施肥,改变盲目施肥的现象,减少环境污染等具有重要的现实意义。试验结果表明：1.每hm2施用120kg N、90kg P2O5、90kg K20获得甜菜最高产量和最高产糖量,对甜菜的增产效果为氮>磷>钾,在试验条件下的最佳施用比例为：西部地区1：0.60：0.44,中部地区1：0.41：0.19,东部地区1：0.51：0.48。2.三个试验点的甜菜植株在不同施肥水平处理下,各生育时期植株的氮、磷、钾含量均表现为随施氮、磷、钾施用量的增加而增大,并且二者呈极其显著的正相关关系。3.三个试验点的甜菜植株在整个生育期内,全株干物质积累动态呈S型生长曲线,施氮量对甜菜单株干物质积累有很大影响,过量施用磷钾肥不利于甜菜植株干物质的积累。各试验点甜菜叶器官干物质积累动态呈单峰曲线,在叶丛繁茂期达最高值,并随施氮量的增大而增加。块根与全株干物质积累的变化规律一致,并随施氮量增大而增加。4.三个试验点甜菜块根中氮、磷、钾素的含量均与根重呈不显著的正相关关系,与含糖率呈差异不显著的负相关关系。就同一试验点而言,氮素对根重和含糖率的影响大于磷素、钾素。对于不同试验点来说,随着根重的增加,块根中氮素、磷素、钾素的含量逐渐增加；就含糖率而言,随着含糖率的提高,块根中氮素、磷素、钾素的含量逐渐降低。5.不同处理下,硝酸还原酶(NR)活性在甜菜生育期间呈双峰曲线变化,苗期活性最高,叶丛形成末期至块根增长初期出现第二个高峰。同一取样时期,各处理间酶活性差异较大,NRA活性随氮磷钾肥施用量的增加而提高。叶片谷氨酰胺合成酶(GS)在苗期活性最高,叶丛繁茂末期出现第二个高峰。块根GSA呈单峰曲线变化,块根增长初期活性最高。6.在甜菜整个生育期,不同氮、磷、钾处理水平与NRA和GSA的活性均呈正相关。在苗期氮素与enNRA表现出极显著的正相关关系；在叶丛形成末期氮素与exNRA表现出极显著的正相关关系。在生育末期甜菜叶片GSA的活性与氮肥处理呈现出极显著的正相关关系;在叶丛形成末期及块根增长期,甜菜块根GSA与氮肥处理表现为极显著的正相关关系。