本研究采用桶栽试验，以标准偏高产型甜菜品种双丰16和标准偏高糖型甜菜品种甜研7为试材，系统的研究了不同氮素水平(0、60、120、180和240kg hm^-2)及在同一氮素水平下不同硝态氮和铵态氮形态比例（1:1、1:2、1:3、2:1和3:1）对甜菜氮素同化及碳代谢的调控机理，明确了不同氮素水平和形态比例下甜菜植株体内干物质积累的变化规律，分析了氮素同化关键酶（硝酸还原酶NR、亚硝酸还原酶NiR、谷氨酰胺合成酶GS和谷氨酸合酶GOGAT）及碳代谢关键酶（RuBP羧化酶、蔗糖磷酸合成酶SPS、蔗糖合成酶SS和转化酶Inv）活力及相关指标的变化，以及甜菜体内与酶活力相伴的氮糖代谢产物（营养氮AN、功能氮FN、结构氮SN、葡萄糖、果糖和蔗糖）在生育期间的动态变化规律，并应用qRT-PCR技术对施氮调控下全生育期甜菜体内氮素同化关键酶基因的表达动态进行了检测分析，明确了施氮在转录水平上对氮素同化的调控机制；通过不同氮素水平和形态比例、酶活力与代谢产物含量等之间的相关分析，初步探讨了甜菜氮素同化与糖代谢对光合产物和能量的争夺在各生育时期的表现特点和产生这种争夺的关键代谢环节及其对甜菜产质量的影响，从而在酶学和分子水平上揭示氮素同化的机制，也为合理施用氮肥调节氮碳代谢提供了理论依据。本研究主要结论如下：1.甜菜体内NR和NiR活力均呈双峰曲线变化，NR活力苗期最高，叶片NiR活力高峰分别滞后于NR一个取样时期，而块根NiR活力高峰则在块根增长末期和糖分积累初期，N180处理叶片和块根NR和NiR活力均显著（P<0.05）高于其它氮素水平处理，同一氮素水平下NO₃^-/NH₄⁺为3:1的混合态氮处理下NR和NiR活力显著（P<0.05）高于其它氮素形态比例处理，说明较高的施氮量水平以及NO₃^-/NH₄⁺比例对于NR和NiR具有积极的促进作用，NR与NiR之间存在明显的偶联关系。2.全生育期甜菜叶片中GS、NADH-GOGAT以及块根中NADH-GOGAT活力均表现为双峰曲线变化趋势，而叶片中Fd-GOGAT和根中GS活力则表现为单峰曲线变化趋势。根中Fd-GOGAT活力很低。叶片中GS、Fd-GOGAT和NADH-GOGAT活力均随氮素水平的增加而升高，超过180kg hm^-2后随施氮水平的增加而降低，而块根中GS、NADH-GOGAT活力超过120kg hm^-2后迅速下降。叶片GS、Fd-GOGAT和NADH-GOGAT活力最适宜的NO-+3/NH4比例分别为1:1、3:1和2:1。而块根中GS、GOGAT对NH+4比较敏感，活力最适宜NO₃^-/NH₄⁺比例为1:2。3.甜菜体内NR、NiR、GS和GOGAT基因的表达具有时间和空间上的差异变化。氮素调控对相应酶基因的mRNA表达的影响与酶活力存在一致性。施氮对氮素同化关键酶活力的调节发生在转录水平。4.各器官AN和SN以及叶柄和块根中的FN含量均呈单峰曲线变化，甜菜叶片中FN含量呈双峰曲线变化趋势。叶片和叶柄AN均于叶丛形成末期达到峰值；块根的AN含量于块根膨大期达峰值。两品种叶片FN峰值分别出现在叶丛形成期（SF16）和块根糖分积累初期（TY7），叶柄和块根中FN含量峰值则分别出现在块根膨大末期（SF16）和糖分积累期（TY7）。两品种甜菜各器官AN、FN和SN含量均表现为低氮水平处理低于高氮水平处理，高NO₃^-/NH₄⁺比例处理高于低NO₃^-/NH₄⁺比例处理。甜菜整个生育期中，各器官AN和SN含量表现为叶片＞叶柄＞块根，而各器官中FN含量表现为按照叶片、块根、叶柄的顺序依次降低。且各器官中均以SN含量占全氮的比例最高；AN含量在叶片和叶柄中所占比例次高，而FN含量最低；块根中FN和AN含量较为接近，这表明氮素的主要同化方向是结构性氮。5.不同氮素水平和形态比例处理均使甜菜的叶面积有不同程度的提高，其中180kg hm^-2和NO₃^-/NH₄⁺为3:1的混合态氮效果较为显著（P<0.05）；光系统II（PSII）最大光化学量子产量（Fv/Fm）、PSII实际光化学量子产量（ΦPSII）、光化学猝灭系数（qP）、净光合速率和气孔导度也表现出了一致的变化规律。甜菜RuBP羧化酶活力则在120kg hm^-2处理下显著高于其它氮素水平处理(与180kg hm^-2处理差异不显著)；在NO₃^-/NH₄⁺为2:1的混合态氮处理下显著高于（P<0.05）其它氮素形态比例处理。6.不同施氮处理下，甜菜叶片中糖分的积累以及各糖代谢相关酶活力得到了促进。其中，180kg·hm^-2以及NO-3/NH+4为3:1的施氮处理下，甜菜叶片中各糖组分积累以及SPS、SS分解方向以及Inv酶活力较高，而120kg·hm^-2以及NO₃^-/NH₄⁺为2:1的施氮处理下，甜菜叶片中SS合成方向酶活力较高。SS在甜菜地上源的形成中起到重要的作用，120kg·hm^-2以及NO₃^-/NH₄⁺为2:1的施氮处理，能够在生育前期有效的调节叶片中蔗糖的分配方向，促进源的形成和物质的生产，有利于生育后期块根含糖率的提高，同时在块根糖分积累期保证SS合成方向活力维持较高水平，促进甜菜光合源的扩大和物质的生产。甜菜叶柄中SPS和SS合成方向酶活力在180kg·hm^-2和NO-3/NH+4比例为3:1施氮条件下达较大值，但SPS、SS合成方向酶活力的无限制增强，而SS分解方向和Inv酶活力降低，可能会促进叶柄蔗糖的大量积累，而不利于叶片蔗糖向叶柄中的输入。甜菜块根中SPS活力在全生育期明显高于SS合成方向酶活力，但其与甜菜块根中糖分的积累不呈正相关关系，且效应不明显，甜菜块根中糖分的积累主要由SS合成和分解方向以及Inv酶协同作用来调节，同时合理的施氮水平和NO-3/NH+4比例可以使甜菜块根中糖代谢酶活力达到较高水平，使甜菜糖代谢各酶向有利于蔗糖合成的方向发展，从而在生产上可以通过氮肥的调控，使甜菜产质量达最佳水平。7.全生育期甜菜氮素同化与碳代谢关键指标均呈不同程度的相关，氮素同化与碳代谢关键指标对产质量的影响随生育期不断推进而不断变化。苗期叶片exNR和叶片SPS活力对甜菜产量的提高影响较大，块根NiR和叶片Inv活力对产糖量的影响最显著。块根NiR、叶片SS合成方向活力对含糖率促进作用最大。叶丛形成期叶片和块根NiR、RuBP羧化酶以及块根SS分解方向活力对甜菜产量影响最为明显，叶片Fd-GOGAT和NADH-GOGAT、叶片SPS、块根SS分解方向和块根Inv活力对含糖率的提升贡献较大。而叶片NiR和Fd-GOGAT、叶片和块根SS分解方向活力对甜菜产糖量的影响最大。块根膨大期叶片Fd-GOGAT活力对甜菜产质量均有积极且较大的促进作用，叶片SS分解方向和Inv以及块根NiR活力对甜菜产量贡献率较大，而叶片NADH-GOGAT、叶片SS合成方向和叶柄Inv活力对于块根含糖率以及叶柄SS合成方向和块根SS分解方向活力对产糖量的贡献率均较大。块根糖分积累期叶片NADH-GOGAT和叶柄Inv活力对含糖率及产糖量以及叶柄Inv活力对于产量和产糖量均具有很大的影响。8.随着施氮水平以及混合态氮素中NO3--N比例的不断提高，甜菜干物质积累呈增加的趋势，特别是在甜菜生育后期表现的更加明显。180kg hm^-2施氮量以及较高NO-3-N比例的混合态氮（NO₃^-/NH₄⁺比例为3:1）有利于甜菜构建强大的营养体，制造更多的光合产物，为甜菜块根膨大生长期光合产物向块根中运转提供物质基础和保证。不同氮素水平处理下，SF16和TY7在180kg hm^-2处理下产量最高（P<0.05），而120kg hm^-2处理下产糖量最优；不同氮素形态比例处理下，SF16和TY7均在N3:1处理下产量最高，其次为N2:1处理，但二者差异不显著（P>0.05）。在各施氮素处理条件下，产糖量以N2:1处理最高。