棉花主茎叶SPAD值与氮素营养诊断研究

选用美棉33B和泗棉3号两个叶色深浅差异明显的品种,设置氮素水平（0、120、240、360和480 kg hm^-2纯氮）试验,研究棉花主茎叶SPAD值的叶位分布,对棉花进行氮素营养诊断。结果表明,棉花主茎顶部4张定型叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异,随施氮量增加,棉花主茎顶1、2、3、4定型叶SPAD值的大小位次发生明显变化,其中以顶1定型叶对施氮量增加的响应最为敏感,顶4定型叶最为迟钝。利用顶1定型叶与顶4定型叶SPAD值的相对差值,可较精确地诊断棉花的氮素营养水平,并能克服品种和生育时期不同的影响,是一种具有普适性的棉花氮素营养诊断指标。     

拔节期氮营养诊断

 传统的作物营养诊断如植株全氮、生物量和植株硝酸盐浓度测试等需要进行大量的田间取样和实验室分析,时效性不足,难以适应作物生长期间追肥诊断的需要。通过田间试验,应用数字图像技术对拔节期作物的氮营养状况进行了研究,发现冠层数字图像色彩参数可以用来表征冬小麦拔节期的氮营养状况。数字图像标准化红光值R/(R+G+B)与冬小麦常规营养诊断指标如叶绿素仪读数、茎基部硝酸盐浓度、植株全氮含量和地上部生物量之间的相关系数达到了0.809~0.946,是较好的表征作物氮营养状况的诊断指标。     

棉花早衰程度诊断数码图像数字化指标的研究

应用计算机数字图像技术研究了诊断棉花早衰程度的方法。在光照条件下采集了棉田群体图像,然后分别提取了红绿蓝(RGB)三色分量和色度、饱和度和亮度指标(HSI)。在RGB和HSI颜色模型下分析了各分量与棉花早衰程度的相关特性。然后得出诊断棉花早衰程度的指标。分析结果表明:颜色分量G/(R B)和色度H分量与棉花早衰程度线性相关,可用作利用数字图像技术快速诊断作物长势的指标,而其它分量与棉花早衰程度没有明显的相关性;诊断模型G/(R B)分量比色度H分量有更好的拟合优度。     

棉花冠层高光谱指数与叶片氮积累量的定量关系

利用冠层高光谱反射率及演变的多种高光谱植被指数(VI),分析了不同施氮水平下不同棉花品种叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系,建立了棉花叶片氮积累量的敏感光谱参数及预测方程。结果显示,棉花叶片氮积累量和冠层高光谱反射率均随不同施氮水平显著变化;棉花叶片氮含量的敏感光谱波段为600~700 nm的红谷波段和750~900 nm的近红外波段,叶片氮积累量与光谱指数NVD672有密切的定量关系,且不同品种可以用统一的方程来描述,从而为棉花氮素营养的监测诊断与精确施肥提供了技术支持。     

新疆超高密度棉田氮肥运筹对产量和氮肥利用的影响

研究了南疆超高密度(27.8万株.hm-2)栽培条件下不同施氮量对棉花产量、氮素养分吸收及氮素利用的影响。结果表明:随生育期推进,棉株叶、茎、铃壳和纤维含氮量呈下降趋势,棉子中含氮量变化不大;随施氮量的增加,蕾期叶、茎和吐絮期叶的含氮量与氮肥用量呈一元二次函数关系,在铃期和吐絮期棉株的茎以及铃壳中的含氮量与施氮量呈线性正相关,吐絮期的棉子含氮量与施氮量呈线性负相关。随氮肥投入的增加氮肥利用率降低,土壤供氮能力变化不大,氮肥对棉花产量的贡献率在施氮量达到300 kg.hm-2后随施氮量的增加而降低。     

水氮耦合对棉花冠层营养指标的影响研究

本试验研究了不同水、氮处理条件下的棉花叶面积指数(LAI)和氮素含量的变化规律。结果表明,W0条件下LAI整体偏低,W3条件下整体较高,可见水、氮对LAI的增加具有协同作用。在不同灌水条件下,叶片氮素随着生育进程的推进呈明显的降低趋势,到铃期降到最低值。可见,棉花叶片LAI和氮素对不同水氮处理都有很好的响应,可以作为棉花氮素营养丰缺状况的诊断指标。     

基于棉花冠层光谱的土壤氮素监测研究

通过连续2年小区氮肥试验,在棉花不同生育期采集冠层高光谱数据并同步测定土壤氮含量,分析棉花冠层高光谱参数与土壤氮含量间的关系,建立基于植株冠层光谱的土壤氮含量估算模型。结果表明:土壤全氮含量随着施氮水平的增加而增加,且差异显著;基于棉花不同时期冠层光谱构建的14种光谱参量与土壤氮含量间的相关性有显著差异。其中,利用冠层光谱参数P_Area1100、Depth980、Area672、PPR(550,540)建立的土壤氮含量监测模型分别在蕾期、花期、铃期、吐絮期4个关键生育期对土壤氮含量的预测均达到了较高的精度,能够很好地反映棉花土壤氮素营养状况。利用植株冠层光谱参数可以很好地监测土壤氮素营养,说明利用植株冠层光谱方法监测土壤氮含量是可行的。     

灌溉方式和施氮量对棉花生长及氮素利用效率的影响

 设置2年田间小区试验,探讨了不同灌溉方式及施氮量对棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量及氮素效率的影响。结果表明,与漫灌相比滴灌显著增加了棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量以及氮肥利用率;滴灌棉花地上部各器官干物质积累量和氮素吸收量显著大于漫灌,而地下部干物质积累量和氮素吸收量显著低于漫灌,滴灌条件下较好的水分条件抑制了棉花根系生长而促进地上部生长。施用氮肥显著提高了棉花生物量、氮素吸收量。皮棉产量在施氮量为360 kg·hm^-2时最大,过高氮肥投入无助于棉花产量提高。随着施氮量的增加,氮肥利用率、农学利用率、偏生产力均显著降低。灌溉方式与施氮量互作效应对棉花单株铃数及皮棉产量产生显著影响。     

棉花品种间植株氮肥推荐技术的研究

在滴灌条件下,利用反射仪测定基因型差异较大的两棉花品种在不同施氮水平下主要生育期植株倒四叶叶柄硝酸盐浓度,对植株氮素营养诊断及氮肥推荐技术基因型间的异同进行了试验研究.结果表明:两品种叶柄硝酸盐浓度与施氮量和产量均有显著的正相关关系.品种间在适量供氮及高肥力土壤上叶柄硝酸盐浓度差异不显著,可采用统一的指标推荐追肥量.     

应用土壤无机氮测试进行棉花氮肥推荐研究

在南疆滴灌条件下进行氮肥大田试验,对应用土壤无机氮测试进行棉花氮素营养诊断及氮肥推荐进行了研究。结果表明,滴灌随水追肥技术有明显的增产节肥作用。在取得皮棉2728.8 kg.hm-2时,需施氮229.5 kg.hm-2。考虑土壤供氮能力,通过测定各生育期不同层次土壤供氮量,发现其与产量有很好的相关性,确定了相应的供氮量临界值。0~40 cm土壤供氮量对棉花产量有很大的贡献,40 cm以上层次的土壤无机氮可以表征土壤供氮能力。以0~20 cm土壤无机氮为氮素诊断指标,由土壤无机氮推荐施肥表,估算出了棉花各生育期应采用的氮肥追施用量。