叶绿素计(SPAD-502)在水稻氮素营养诊断和推荐施肥中的应用、研究及展望

叶绿素计(SPAD-502)在追踪作物叶片氮素营养水平和确定适宜氮肥追施量所需的信息方面具有便捷、快速、无损叶片的优势。但是,作物的品种、生育时期、不同叶位、叶片的位点、厚度和生态环境等因素对SPAD值会产生较大影响,这给SPAD计的广泛应用提出了新的挑战。着重分析了水稻品种及上述影响因素对SPAD计在诊断水稻叶片氮含量中的影响,并提出了消除这些影响因素的方法。详细阐述了量化SPAD值与叶片氮含量和追肥方案的关系,以提高作物的氮素营养诊断和施肥的精度。重点分析其在水稻叶片氮素营养诊断中的优势及出现的瓶颈问题,并提出解决这些问题的思路,为SPAD计在水稻定量施氮和提高氮肥利用率方面的应用推广开辟更广阔的空间。     

滨海稻区水稻产量及养分吸收对氮肥运筹的响应

从氮肥高效利用和作物高产稳产的角度出发,通过田间试验研究不同氮肥运筹模式下滨海稻区水稻的生育性状、产量特征及收获期养分吸收行为。结果表明,水稻生育性状、产量特征及收获期养分吸收行为受氮肥运筹模式的制约,但影响程度因施氮水平而异。与1次深施相比,分次施氮水稻叶片的SPAD值、籽粒与秸秆养分含量、生育性状指标和籽粒产量总体均呈增加趋势。与其他氮肥运筹模式相比,常规减氮7%1次追肥和推荐施肥1次追肥模式下水稻叶片的SPAD值、籽粒与秸秆养分含量、生育性状指标、籽粒产量及经济效益均表现出一定的优势。综合考虑水稻生育性状、籽粒及秸秆养分含量、经济效益等因子,初步认为N-P_2O_5-K_2O=270-105-90 kg/hm~2,且磷钾肥+80%N作基肥+20%N作穗肥的施肥方式为东北冷凉滨海稻区水稻生产中的最佳氮肥运筹模式。     

叶绿素仪和硝酸盐反射仪对大白菜氮素营养诊断的比较研究

本文在6个氮肥处理下,利用叶绿素仪和硝酸盐反射仪对大白菜的氮素营养诊断进行研究,筛选出适合的诊断方法,并根据诊断指标建立大白菜的氮肥推荐施肥模型。结果表明,大白菜莲座期和结球期的叶片SPAD值和叶柄硝酸盐浓度与施氮量、植株全氮含量均有较好的相关性,SPAD值和叶柄硝酸盐浓度都能反映大白菜氮素营养状况,但相关系数SPAD值高于叶柄硝酸盐浓度,叶绿素仪法更适合大白菜氮素营养快速诊断。在大白菜莲座期和结球期,叶片SPAD临界值分别为38.57、40.36,基于叶片SPAD值的氮肥推荐模型能够进行大白菜各生育时期的推荐氮肥施用。     

基于冬小麦叶绿素值推荐氮肥追施量的研究初报

通过田间试验,研究不同施氮处理下冬小麦不同生育期内的叶绿素SPAD值动态变化规律,并对试验产量进行统计分析。结果表明：冬小麦不同生育期叶片叶绿素SPAD值与施氮量、产量正相关,尤其在冬小麦孕穗前有显著的相关性,且相关系数在0.7069～0.8077,故综合考虑在当地肥力水平条件下,每150kg/hm2的基施氮量可以保证作物的正常生长。提出了基于冬小麦不同生育期叶绿素诊断值的氮肥推荐追施量,在返青期间,叶绿素SPAD值达到48～54,追施氮量60～90kg/hm^2;在分蘖—孕穗期间,叶绿素SPAD值达到45～59,追施氮量75～105kg/hm^2;该养分诊断值及推荐施肥量适合宁夏灌区土壤肥力水平中等的地区。     

氮肥实时实地管理对水稻产量及氮素利用率的影响

为了以降低氮肥施用量、提高氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染,以黔两优58杂稻为材料,贵州省中低产稻田面积最大的黄泥田为研究对象,研究了不同氮肥施用量和氮肥实时、实地管理对水稻叶绿素含量、产量、植株吸收氮素含量和氮肥利用率等的影响。结果表明:氮肥实时、实地处理水稻叶片在抽穗灌浆期叶绿素含量(SPAD值)较高;产量显著高于常规施氮水平(N8、N12和N16);实时、实地处理水稻植株氮素吸收量在主要生育时期介于N8和N16处理之间;氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮收获指数均最高,与3种常规施肥水平存在显著差异。     

水肥管理对水稻甬优15氮肥利用率和产量的影响

以甬优15水稻为材料,采用田间小区试验,研究了不同灌溉模式(淹灌、干湿交替灌溉)与不同施氮量(156、195、234 kg·hm^-2)对水稻叶片SPAD值、氮肥利用率、产量和土壤耕层理化性质的影响。结果表明:在水稻抽穗期与灌浆期,叶片的SPAD值随水稻施氮量提高而增加。同一施氮量不同水分管理模式的水稻叶片SPAD值差异不显著。相较于淹灌模式,干湿交替灌溉模式下水稻的吸氮量更多,氮肥利用率也更高,同一施氮量下氮肥利用率可提高3.2~5.7百分点。相较于淹灌模式,干湿交替灌溉模式还显著提高了土壤的Eh值与碱解氮含量,但对土壤有机质、有效磷、速效钾含量,及土壤pH值无显著作用。干湿交替灌溉显著提高了水稻的产量,较淹灌模式增产5.9%~6.5%。在试验条件下,干湿交替灌溉的最适施氮量为195 kg·hm^-2。     

机械直播定位施肥对水稻生育特性和产量的影响

采用缓释肥100％撤施、缓释肥100％机施、缓释肥80％机施、习惯施肥和无氮处理,研究了机械定位施肥节氮精量穴直播水稻的生育特性和产量形成特性.结果表明,在水稻生长中后期缓释肥100％机施处理和80％机施处理的单穴植株地上部干重、水稻叶片叶绿素a和叶绿素a+b的含量、水稻倒一叶和倒二叶叶绿素SPAD值高于习惯施肥处理.缓释肥100％机施处理和80％机施处理较习惯施肥分别增产9.50％和8.20％.缓释肥机械定位施用比习惯施肥极显著提高氮肥的农学利用率,同等用肥量条件下提高3.84 kg/kg.     

施肥模式对水稻稻瘟病抗性的影响

通过调整施肥种类、施肥量与施肥方法以提高水稻对穗颈瘟的抗性和产量,设计不同施肥模式并测定其叶绿素(SPAD)值、总酚、类黄酮、粗纤维含量和产量,观察硅细胞结构,调查穗颈瘟发病率及病情指数。试验结果表明,氮肥施用期后移有利于增加水稻叶片SPAD值,可降低穗颈瘟的发病率和病情指数,提高稻谷产量;增施硅钙肥能够明显降低穗颈瘟的病穗率和病情指数;随着施氮量增加,水稻叶片总酚和类黄酮含量降低,处理4可提高植株的木质化程度,强化水稻的硅体结构,从而明显减轻穗颈瘟的发生。在辽宁省东南沿海稻区,通过"增施硅钙肥+分次施氮+氮肥施用期后移"的施肥模式[N-P2O5-K2O-硅钙复混肥(210-120-75-180)施用量为585 kg/hm2],氮肥施用方法为:40%氮作基肥+30%氮作分蘖肥+30%氮作穗肥)进行营养调控,对于水稻高产抗病具有一定的作用。     

不同氮肥运筹对杂交晚稻产量及相关性状的影响

水稻不同生育时期施用氮肥对水稻的生长和稻谷产量有较大影响。为探讨不同的氮肥运筹对水稻产量和相关生长性状的影响,提高肥料利用率,晚稻氮肥运筹试验,在施氮总量不变的前提下,改变氮肥在基肥、蘖肥、穗肥、粒肥的比例,提出最佳施肥方案。试验结果表明:追施穗粒肥比全部作基肥的"一餐饱"施肥方法,具有显著的增产效果。氮肥分配在基肥、蘖肥、穗肥、粒肥中的比例按5:2:2:1来施用与全部作基肥比,每667m2增产稻谷113.47kg,增收287.5元,经济和社会效益都十分显著。     

氮肥运筹和秸秆还田对直播稻氮素利用和产量的影响

为揭示精量穴直播栽培过程中不同氮肥运筹和秸秆还田对水稻产量与氮肥利用的作用机制,研究在氮肥施用总量相等的情况,考察氮肥以基肥、分蘖肥、穗肥不同施用比例以及油菜秸秆还田作基肥对水稻生长的茎蘖动态、光能利用、氮肥吸收以及产量构成的影响。结果表明,提高后期氮肥的施用比例(氮肥后移),能显著降低无效分蘖的数量、提高功能叶叶绿素含量、LAI和光合速率,灌浆期叶片氮含量和植株氮积累量明显提高;采用油菜秸秆还田显著提高了水稻光合速率(灌浆期)和千粒重。增大穗肥在氮肥施用总量中的比例或以油菜秸秆还田部分代替氮肥施用可显著提高直播水稻群体光合效率和提高氮肥的利用率,最终取得高产。     

返青分蘖肥对水稻产量及氮肥利用率的影响

水稻基、穗肥定量,进行返青分蘖氮肥不同用量、次数试验。结果表明,氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力水稻产量中量3次追施处理最高,其次为低量2次追施处理。     

水稻氮素和叶绿素SPAD叶位分布特点及氮素诊断的叶位选择

 【目的】研究分析水稻氮素和SPAD值的叶位分布特点，并试图提出SPAD计诊断氮素营养状况的最佳测定叶位。【方法】在95-38、武育粳3号、镇稻5394、9915等4个粳型品种和1个籼型品种R161-10的盆播氮肥试验和宁粳2号大田氮肥试验的基础上，研究水稻氮素和叶绿素含量（SPAD值）随叶位的空间分布特征，并对不同叶位叶片的含氮率、叶绿素含量、SPAD值之间及其与总叶片含氮率和植株含氮率之间的相关性进行分析，比较不同叶位叶片SPAD测定值的变异系数。【结果】水稻不同叶位叶片含氮率、叶绿素含量、SPAD值均存在差异，增加施氮量能提高叶片含氮率、叶绿素含量和SPAD值，同时减少叶位间的差异；SPAD值对氮素的敏感性顺序为顶4叶、顶3叶和顶2叶，而顶1叶的敏感性排序因品种不同而不同；穗分化期、齐穗期和成熟期均以顶3叶与总叶片及植株含氮率相关系数最高；且适宜氮素水平下，穗分化期顶3叶SPAD值的变异系数最小。【结论】以某一特定叶片的SPAD值或以叶色差的大小来诊断水稻氮素营养状况和推荐水稻穗肥施用时，顶3叶是较为理想的指示叶或参照叶。     

不同肥水条件对水稻生育状况及产量构成因素的影响

水稻在总施氮肥量相同的情况下，适当减少前期施氮比例，增加中后期施氮比例有利于增产。增产原因主要是无效分蘖减少，中后期水稻群体适中，个体生育健壮，退化颖花数减少，叶片中叶绿素含量提高，功能期延长，最终达到稳穗、增粒、增重的目的。当水稻茎蘖数达到计划穗数的80％时，通过10d左右深水探蘖，成穗率显著提高。     

施氮水平对水稻抵御白背飞虱能力的影响机制

以TN1水稻为材料,氮肥为底肥,设置6种不同施氮水平(0、50、150、200、250、350 kg/hm~2),研究不同施氮水平下水稻对白背飞虱的忌避性及其与水稻叶绿素含量[土壤、作物分析仪器开发(soil and plant analyzer development,简称SPAD),以下叶绿素含量简称SPAD值]、主茎含水量、地上部干物质量的相关性。结果表明,对白背飞虱的忌避性以未施氮(0 kg/hm~2)水稻最强,高施氮量(200、250、350 kg/hm~2)水稻较弱,中低氮量(150、50 kg/hm~2)水稻的忌避性随着白背飞虱选择定居时间延长而增强,低施氮量水稻增强至与未施氮水稻无差异。水稻SPAD值、主茎含水量和地上部干物质量均以未施氮水稻最低,中低氮量(150、50 kg/hm~2)水稻次之,高施氮量(200、250、350 kg/hm~2)水稻较高。与对照相比,随着施氮量的增加,水稻SPAD值、主茎含水量和地上部干物质量有上升趋势,且均与不同施氮水平水稻忌避性呈负相关。本研究结果为选择抗性或耐性品种、田间合理控制氮肥用量、构建白背飞虱长效调控技术提供决策依据。     

蘖穗氮肥比例对水稻叶片衰老相关化合物含量、酶活性和基因表达量的影响

文章选用两种不同类型水稻品种研究蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期叶片衰老相关化合物、酶活性及基因表达量影响。结果表明,灌浆过程中叶片全氮含量和叶绿素a、b含量及叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Rubisco家族基因表达量等逐渐下降,丙二醛(MDA)含量逐渐升高;减少分蘖肥施氮量和增加穗肥施氮量可显著提高灌浆各时期叶片全氮和叶绿素a、b含量及叶片SOD和POD活性、Rubisco家族基因表达量,显著抑制叶片丙二醛(MDA)含量升高和叶片氮浓度衰减速度及叶绿素和酶活性降解速度与幅度,减缓Rubisco家族基因表达量下降幅度,延长基因上调表达时间;叶片全氮含量与MDA含量间呈极显著负相关,与叶绿素a、b含量、SOD和POD活性及Rubisco家族基因转录表达量均呈极显著正相关。研究结果为水稻优质高产减肥栽培技术提供理论依据。     

水稻叶龄模式施肥技术研究

利用小区试验的方法,研究氮肥不同施用次数对水稻产量的影响,旨在确定适宜的施氮次数,实现优质高产,养分综合利用的目的。试验结果表明施氮肥的处理水稻单株分蘖数、株高、干物质积累量、叶面积指数和SPAD值（叶绿素相对含量）均明显高于不施氮肥的处理,且与氮肥施用次数呈正相关。     

大白菜硝酸盐含量和叶片SPAD值与氮肥用量关系研究

在大田条件下对大白菜硝酸盐含量和叶片SPAD值与氮肥施用量的关系进行了研究。结果表明,在设置N 0～240 kg/hm2的施用量范围内,不同生育阶段的大白菜硝酸盐含量和叶片SPAD值都呈现出随施氮量增加而增加的趋势,二者与施氮量之间都存在着较明显的正相关关系。而且通过测定次最新完全展开叶叶片左、右和顶部三点测得的大白菜SPAD值与施氮量之间的正相关关系最为明显。     

太湖地区水稻产量、根圈土壤矿质态氮及氮素径流损失对氮肥的响应

通过氮肥梯度小区试验,研究了施氮对水稻根圈土壤及土壤溶液矿质态氮、叶片SPAD值、氮素累积量、水稻产量和氮素径流损失的影响.结果表明:基肥显著增加了苗期水稻根圈土壤矿质态氮,追肥对水稻根圈土壤及土壤溶液矿质态氮含量影响较小;施氮对水稻顶三叶SPAD值影响较为显著,而不同氮肥梯度下SPAD值无显著差异.分蘖期后,施氮量和植株氮素累积量存在显著正相关关系;收获期秸秆氮累积随着施氮量的增加而增加,但籽粒氮累积受施氮量影响较小.施氮量的增加对水稻增产效果并不显著,却显著提高了总氮径流损失,降低了氮肥农学效率,综合考虑产量、农学效率和总氮径流损失,该地区施氮量需低于理论最高产量施氮量(243 kg·hm^-2);该季135 kg N·hm^-2施氮量处理产量虽有所下降(差异不显著),但其农学效率最高且总氮径流损失最低.针对污染严重区域,在保证产量的基础上采用低氮肥投入而极大限度地降低施氮对环境的潜在污染是可行的.     

不同氮肥运筹方式对夏玉米产量和氮素利用的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同氮肥运筹方式下的夏玉米产量、产量构成、穗部性状、叶面积指数、干物质积累、穗位叶叶绿素相对含量以及光合速率、子粒形成的碳氮来源、收获指数、氮素收获指数及氮肥利用效率进行了研究。结果表明,在施总氮量相同的条件下,以播种期施氮结合大喇叭口期和抽丝期二次追施氮效果最好,即产量和氮肥利用效率均处于较高水平;其次为大喇叭口期一次追施氮;抽丝期一次追施氮以及前重后轻的施氮方式导致后期叶片缺肥早衰,影响光合产物的积累,从而影响产量,降低氮肥利用效率。     

杂交中稻品种产量及其氮素利用效率的比较研究

【目的】为了提高水稻生产氮肥利用效率,避免过多施用氮肥对环境污染,并为水稻大面积生产选择氮高效率品种提供科学依据。【方法】以利用水稻齐穗期和成熟期叶片叶绿素含量（SPAD值）衰减指数作为鉴评方法,筛选出的氮高效率品种进入区试而审定的20个杂交中稻品种及对照品种宜香2115（迟熟品种）和辐优838（中熟品种）为材料,比较了品种间叶片的叶绿素含量（SPAD值）及其衰减指数、产量、地上干物重、收获指数与氮素利用效率等研究指标。【结果】中迟熟品种13个、中熟品种7个,与区试对照品种相比,叶绿素含量（SPAD值）衰减指数、产量、氮肥偏生产力、氮素干物重生产效率和氮素稻谷生产效率,分别显著提高14.22%～54.32%、2.58%～8.35%、2.59%～8.51%、3.80%～19.02%和5.62%～25.73%,其中氮肥偏生产力、氮素干物重生产效率、氮素稻谷生产效率分别与SPAD值衰减指数呈极显著正相关（0.828**～0.941**）。进一步证明在水稻齐穗期和成熟期利用水稻叶片SPAD值衰减指数鉴评氮素利用率是完全可行的。20个审定品种中产量和氮素利用率较高的迟熟品种有内6优103、内6优...