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。     

水稻叶色分布特点与氮素营养诊断

 选用叶色不同的粳稻和籼稻品种 ,测定了植株不同含氮水平下主茎各叶的叶色和氮含量。发现顶 4叶在稻株氮素营养丰缺演变过程中表现较活跃 ,植株含氮量较低时 ,顶 4叶的叶色和氮含量明显低于上部各叶 ;随植株含氮量提高 ,顶 4叶的叶色和氮含量迅速提高 ,与其上位各叶的差距缩小。顶 4叶是反映水稻氮素营养状况的理想指示叶。同时还发现顶 4叶与顶 3叶的叶色差与稻株含氮量关系密切 ,且不受品种和生育进程影响 ,因此 ,用顶 4叶与顶 3叶的叶色差诊断水稻氮素营养状况具有普适性。研究提出在有效分蘖临界叶龄期、倒 2叶出生期和抽穗期顶 4叶与顶 3叶叶色相近为高产水稻的标志 ,粳稻植株含氮量 2 7g·kg-1DW和籼稻植株含氮量 2 5g·kg-1DW可作为水稻氮素丰缺的临界指标。     

不同小麦品种叶面积、叶绿素相对质量分数、根系性状及产量的研究

旨在阐明高海拔生态条件下小麦品种顶二叶光合特性与产量的关系,为高产栽培和高产育种提供理论依据.试验于2013-2014年在云南丽江以云南省主栽的5个小麦品种为供试材料,研究了不同品种顶二叶叶面积、叶绿素SPAD值、根系性状差异及与籽粒产量的关系.结果表明,不同小麦品种在开花期顶二叶叶面积、开花期和成熟期顶二叶叶绿素SPAD值、根系性状(次生根根数、根长和根干质量)上差异有统计学意义.倒二叶和顶二叶叶面积与籽粒产量呈极显著正相关,但旗叶叶面积与籽粒产量相关性无统计学意义.成熟期旗叶、倒二叶和顶二叶叶绿素SPAD值与籽粒产量分别呈显著或极显著正相关,开花期、成熟期旗叶和倒二叶叶绿素SPAD值与叶面积的乘积和籽粒产量分别呈显著或极显著正相关.高海拔生态区次生根根系发达、生育后期顶二叶维持相对较大叶面积和较高叶绿素SPAD值的协调型小麦品种(如云麦53)具有较大增产潜力.     

麦后移栽棉氮素营养诊断与追肥模型

【目的】基于江汉平原麦后移栽棉花适宜氮素诊断指标建立追肥模型,为棉花氮素精准管理提供依据。【方法】于2019年采用田间小区试验,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg N/hm²),分析蕾期、花铃期倒4叶叶绿素含量(SPAD值)、叶柄硝酸盐含量(NIT)及24个高光谱参数与前期施氮量的关系,研究麦后移栽棉适宜氮素营养诊断关键指标,结合氮肥效应函数建立氮素追肥模型。【结果】随施氮量的增加,棉花倒4叶SPAD值、叶柄NIT含量显著增大,棉花冠层光谱绿光波段形成的反射峰变缓,但当氮肥增加到360 kg/hm²时不再显著增加(蕾期NIT除外)。蕾期、花铃期倒4叶SPAD值、叶柄NIT含量、冠层高光谱参数(RSI和mND705)与前期施氮量均呈极显著一元二次方程关系(R²＞0.8,RMSE＜1),可作为江汉平原麦后移栽棉氮素营养诊断指标,以产量潜力的95%为临界值,蕾期麦后移栽棉SPAD值、叶柄NIT含量、冠层RSI和mND705临界值分别为34.802、2.307、1.526和0.549,花铃期相应为34.841、4.174、1.589和0.619。【结论】4个指标为江汉平原麦后移栽棉氮素营养诊断指标。麦后移栽棉最适宜施氮量为310.64 kg/hm²,产量潜力为4 662.53 kg/hm²。     

新疆稻区优质丰产水稻品种筛选与评价

【目的】 筛选出适宜新疆稻区种植的优质丰产水稻品种。【方法】 以16份水稻品种为供试材料,通过品种比较和主成分分析,综合评价不同水稻品种在生长发育、叶绿素相对含量(SPAD值)、产量及品质性状之间的差异。【结果】 供试16份水稻品种全生育期在163~173 d,株高随生育进程呈增长趋势,齐穗期株高达到最大值,在85.97~101.30 cm;从分蘖前期到齐穗期时叶绿素SPAD值呈上升趋势,齐穗期到成熟期时叶绿素SPAD值大幅度下降,品种间存在差异,其中新农粳伊4号灌浆期最长,叶绿素SPAD值高,显著优于其他品种。各水稻品种产量与整精米率、食味值、精米率和直链淀粉含量均存在相关关系,且主成分分析得出新农粳伊4号综合得分最高,其次为新稻36号和新稻57号,09-57综合得分最低。【结论】 新农粳伊4号优质丰产性最好,其次是新稻36号和新稻57号。     

不同氮素水平下水稻叶片及相邻叶位SPAD值变化特征

通过大田试验,研究在3种不同施肥方案和6个施氮水平下,水稻植株整个生长周期SPAD值的变化情况以及水稻分蘖、孕穗和抽穗3个重要时期主茎顶1叶至顶4叶的SPAD值分布变化特征。结果表明:水稻整个生长期叶色呈现"黑黄"交替的变化规律,而主茎顶4叶对氮素供应盈缺的反应最为敏感,可作为反映水稻N素营养状况的理想指示叶;对水稻主茎上各个相邻叶位的SPAD差值与施氮水平之间的相关性比较发现,顶4叶和顶3叶的SPAD差值(SPADL4-L3)与施氮水平之间存在明显的相关性,随着施氮水平的提高,顶4叶与顶3叶间的SPAD值差异逐渐缩小,且这一结果不受施肥条件和水稻生长时期的影响,因此,也可以利用SPADL4-L3值作为水稻整个生育期N素营养状况实时诊断的指标。     

不同质地潮土冬小麦SPAD值在氮素营养诊断上的应用研究

为建立不同质地潮土冬小麦氮素营养诊断指标,以豫农949和豫麦49为供试材料,在砂质和壤质潮土上,设置5种施氮水平,分别为0、90、180、270和360 kg·hm(~-2),研究不同施氮水平对冬小麦产量和叶片SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)值的影响。结果表明,在2种类型潮土上,2个冬小麦品种的产量均随施氮量的增加先增加后降低,壤质潮土上2个冬小麦的产量显著高于砂质潮土。2个冬小麦品种在砂质潮土上拔节期顶1叶、孕穗期顶1叶和顶2叶的SPAD值与产量显著相关,在壤质土壤上返青期顶1叶、孕穗期顶1叶和孕穗期顶2叶的SPAD值与产量显著相关。拔节期顶1叶、孕穗期顶1叶和顶2叶的SPAD值可以作为砂质潮土上冬小麦氮素营养的诊断时期和部位,诊断临界值为47.06、44.95和45.08。返青期顶1叶、孕穗期顶1叶和孕穗期顶2叶的SPAD值可以作为壤质潮土上冬小麦氮素营养的诊断时期和部位,诊断临界值为54.80、52.58和55.01。     

氮素对水稻冠层叶片SPAD值影响试验研究

SPAD计可快速无损诊断水稻生长过程中的氮素营养状况。在大田试验中设置6个施氮水平,每7d对水稻叶片进行SPAD值测量,对其分布规律、变化特征进行研究以指导田间氮肥施用。结果表明,在生育期内,水稻SPAD值出现"二黑二黄"交替变化规律;高施氮水平处理组的SPAD值较高;顶3、顶4叶比其他叶位叶片更适合作为氮素营养诊断的叶片;生育期内冠层4张叶片的SPAD均值与水稻产量可以通过二次回归曲线拟合。     

利用叶绿素计诊断水稻氮素营养的研究

以2个叶色不同的晚熟粳稻品种为试验材料,测定了4个氮肥水平下水稻分蘖盛期和抽穗期主茎顶部3张叶片的叶色SPAD值以及叶片氮含量.结果表明:2个水稻品种顶3叶SPAD值在不同氮肥水平下变化最大,不受品种的影响,并且与水稻总叶片含氮量及植株含氮量呈极显著的相关性.因此,通过测定水稻顶3叶的SPAD值可以诊断水稻的氮素营养状况.     

基于SPAD值的水稻施氮叶值模型构建及应用效果

【目的】研究分析不同地力条件、施氮量、SPAD值衍生指标、产量之间的关系,实现简便、快速、无损地推荐水稻施氮量,构建基于SPAD值的水稻施氮叶值模型。【方法】2015年和2016年以杂交籼稻Q优6号为试验材料,设4种施氮水平(0、75、150、225 kg·hm~(-2)),探讨产量、SPAD值衍生指标与田块表观供氮量之间的关系,并对初步构建的叶值模型进行变量施氮应用效果研究。【结果】产量与抽穗期田块表观供氮量之间具有极显著的曲线关系,两年拟合度R2分别为0.5523,0.7148。在其拟合关系下2年度最高产量分别为9 264.93 kg·hm~(-2)、11 167.97 kg·hm~(-2),相差1 903.14 kg·hm~(-2),2016年产量相比2015年增加20.54%;达到最高产量的表观总吸氮量较为接近,分别为575.27 kg·hm~(-2),546.71 kg·hm~(-2),仅相差28.56 kg·hm~(-2),2016年表观总吸氮量相比2015年减少4.96%。不同年度的拔节期和抽穗期,SPAD值衍生指标中SPADL3(顶3叶SPAD值)、SPADL4(顶4叶SPAD值)、SPADmean(顶部4张叶片的平均SPAD值)、SPADL3×L4/mean(顶3叶SPAD值×顶4叶SPAD值/顶部4张叶片的平均SPAD值)与田块表观供氮量之间具有显著或极显著的线性关系。单张叶片中,SPADL3与拔节期田块表观供氮量,SPADL1与抽穗期田块表观供氮量线性拟合的系数在年份间变化均较小,分别为0.0156,0.0154;0.0172,0.0173。年份间,2016年SPADL3×L4/mean与田块表观供氮量线性拟合的系数和b值比2015年的拔节期依次增加了-28.70%,17.41%;抽穗期依次增加了-15.34%,56.11%。叶值模型施氮总量为表观总吸氮量与土壤表观供氮量之差,通过SPAD值衍生指标可以估测土壤表观供氮量,且抽穗期时SPAD值衍生指标与田块表观供氮量的线性拟合度较拔节期时的高。拔节期时,SPADL4与SPADL3×L4/mean,SPADL3与SPADmean之间估测推荐的施氮总量较为接近,且SPADL4、SPADL3×L4/mean估测的施氮量高出SPADL3、SPADmean50%左右。基于叶值模型的变量施氮效果表明,变量区产量高出对照区产量820.68kg·hm~(-2),变量区的氮素偏生产力、农学利用率和贡献率均明显高于对照区,分别高出13.74%,103.45%,104.12%。确定叶值模型的一般表达式为:Nw=Nz-[(Ys-b)/k-Ng],式中Nw表示施氮总量(kg·hm~(-2)),Nz表示水稻品种表观总吸氮量(kg·hm~(-2)),Ys表示叶片SPAD值衍生指标,Ng表示追肥之前已经施入的氮量(kg·hm~(-2)),k、b是田块表观供氮量(Nx)与叶片SPAD值衍生指标线性关系中的斜率和截距,而田块表观供氮量等于土壤表观供氮量(Nt)与人工已施氮量(Ng)之和。【结论】应用叶值模型的变量施氮减少了产量差,提高了产量以及氮素农学利用率、偏生产力和贡献率。     

水稻叶片SPAD空间分布与氮素营养及种植密度的关系

通过大田试验,研究在4个施氮水平和3个种植密度下,水稻孕穗和抽穗两个时期水稻不同叶位叶片SPAD值的空间分布特征,并对叶片氮素营养和种植密度与不同叶位的SPAD值之间的相关性进行分析。结果表明,随着施氮量的增加,孕穗期SPAD值表现为顶3叶>顶2叶>顶4叶>顶1叶;抽穗期SPAD值表现为顶1叶>顶2叶>顶3叶>顶4叶。不同种植密度对水稻各叶位的SPAD值差异不显著。相关分析发现,孕穗期不同叶位SPAD值与施氮量的相关性顺序是顶4叶>顶3叶>顶2叶;抽穗期不同叶位SPAD值与施氮量的相关性顺序是顶1叶>顶3叶>顶2叶>顶4叶。     

基于品种和氮肥的棉花叶色值、叶片氮含量及产量估测

【目的】棉花叶色和叶片氮含量在各生育时期的变化规律,研究叶色、叶片氮含量与产量的相关性,基于棉花叶色和叶片氮含量的产量估测。【方法】以新陆早45号、新陆早58号、新陆早62号、新陆早50号、鲁棉研24号为材料,设置4个施氮水平:N0(不施氮对照)、N1(120 kg/hm²)、N2(240 kg/hm²)、N3(360 kg/hm²),采用两因素完全随机区组设计,共20个处理,重复3次。【结果】(1)叶色值在全生育期变化趋势为吐絮期＞铃期＞花铃期＞盛蕾期＞现蕾期,叶片氮含量在全生育期变化趋势为花铃期＞铃期＞吐絮期＞现蕾期＞蕾期;(2)棉花叶色值、叶片氮含量、产量均呈线性正相关。其中棉花叶色值与叶片氮R²达0.37^**,叶色值与产量的R²达0.56^**,叶片氮含量与产量的R²达0.61^**;(3)通过产量对叶色值和叶片氮含量的响应特征,可基于二者实现棉花测产,产量估测方程为Y=363.48-65.175^*S+274.079^*N,R²达0.69(S指叶色值,N指叶片氮含量,Y指产量)。【结论】各棉花品种均在N3处理下产量最高,且通过叶色值和叶片氮含量实现棉花产量估测,在棉花测产中是较其它估产更精准的一种方法。     

过量施氮条件下水稻氮素同化关键酶活性与叶色变化的关系

为明确过量施氮条件下水稻冠层叶色的变化动态及其内在生理机制,在水培条件下,整个生育期维持80mg/L氮素浓度,同步测定水稻地上部不同叶位叶片的SPAD值和氮代谢关键酶活性的变化。结果表明,在氮素过量条件下,顶一叶、顶二叶SPAD值与其当周谷氨酸合成酶活性均呈显著正相关,顶三叶、顶四叶SPAD值与其当周谷氨酰胺合成酶活性分别呈极显著、显著正相关。     

播期对融水、三江超级稻头季稻及再生稻性状的影响

【目的】探讨超级稻再生稻适时播种期,为充分利用山区光、温、水资源,指导山区农民适时播种,合理衔接超级稻、再生稻与油菜生育期提供技术指导。【方法】对比融水、三江两县不同播期对超级稻头季稻及再生稻生物学、经济学性状的影响。【结果】超级稻播期每推迟5 d,头季稻叶龄、基本苗、最高苗数、有效穗数增加,始穗期、齐穗期、成熟期后推1～4 d,全生育期缩短1～4 d,成穗率、穗粒数、实粒数、产量降低;再生稻生育期延迟,其生物学、经济性状均呈退化趋势;在气候条件允许情况下,留低桩,延长营养生长期,有利于获得高产。【结论】海拔140 m以下地区,超级稻宜在3月中下旬早播,最迟不超过4月8日,再生稻留10~20 cm低桩,通过促大穗大粒获得高产;海拔250 m以上中稻地区,超级稻宜3月19~24日播种,最迟不超过4月3日,再生稻留高桩,保留倒2节,通过提高有效穗而获得高产。     

Relationships Between Balance of Nitrogen Supply-Demand and Nitrogen Translocation and Senescence of Different Position Leaves on Rice

By removing panicles and spikelets, the effects of nitrogen supply-demand balance (NSDB) onnitrogen transiocation and senescence of leaves at different positions of the same stem in rice plant werestudied. The results showed that under NSDB＜0 (CK), nitrogen translocation and senescence of the top 4leaves was normal. Nitrogen exported from the top leaves (LFT) especially the top 4 leaves decreased remar-kably with increase of NSDB, thus, their MDA contents and differences in color (SPAD value) decreased,while the activities of SOD and CAT increased. Under NSDB＞0 (panicle removal), N accumulation of the top4 leaves increased significantly, and the leaf senescence process was delayed. The results also indicated that thecolor of the 4th LFT was mainly affected by NSDB among the top 4 leaves and was lighter than the 3rd LFTwhen nitrogen supply was insufficient for the sink need.     

新疆超高产杂交棉的光合生产特征研究

 【目的】研究超高产条件下棉花的光合生产特征,总结超高产形成规律,提出超高产的产量结构和光合生理指标,对挖掘品种产量潜力,构建超高产栽培技术体系具有重要意义。【方法】以杂交棉标杂A1为研究对象,采取定向培育超高产试验示范田,以一般产量水平条件下常规棉品种（系）为对照,研究超高产条件下标杂A1产量形成过程中叶面积指数、叶绿素相对含量（SPAD值）、光合速率和光合物质积累与分配等变化。【结果】与常规高产棉田相比,标杂A1皮棉单产达到3 500 kg?hm-2时,叶面积指数高且持续期长,叶绿素SPAD值、单叶光合速率在盛铃期至初絮期显著高于对照;群体光合速率峰值高且持续时间长,群体呼吸速率占群体总光合的比例在生育中后期保持在较低水平,初絮期显著低于常规高产棉田;营养器官光合物质积累直线增长期起始时间早、积累持续时间长、物质积累量大,群体总光合物质和生殖器官光合物质积累直线增长期及积累速率峰值出现较晚,积累活跃期较长,物质积累强度大。【结论】杂交棉标杂A1皮棉单产达到3 500 kg?hm-2的产量结构和生育期主要光合生理指标：总铃数每公顷应大于150万个,单铃重大于5.5 g,衣分不低于44%;叶面积指数在盛铃前期应达4.9～5.2,初絮期应维持在3.3以上;叶绿素SPAD值在盛铃期达到65.4～66.5,初絮期仍在64.8以上;单叶光合速率在盛蕾期至盛铃期保持在32.2～36.5μmol?m-2?s-1,初絮期应高于22.2μmol?m-2?s-1;群体光合速率盛铃前期达43.4μmol?m-2?s-1,初絮期在16.3μmol?m-2?s-1以上;总光合物质积累量达26 345.4 kg?hm-2,经济系数不低于31%。     

等氮量分次追施对盆栽红富士苹果叶片衰老及15N-尿素吸收、利用特性的影响

【目的】为苹果生产中确定延缓叶片衰老的追肥策略提供依据。【方法】以两年生盆栽红富士苹果嫁接苗/平邑甜茶为试材,研究等氮量分次追施氮肥对红富士苹果叶片衰老的影响及15N-尿素的吸收利用特性。【结果】不同追肥处理,植株叶片叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量在盛花期均以一次性追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在花芽分化期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在果实采收期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在盛花期均以一次性追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在花芽分化期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在果实成熟期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;果实成熟期植株各器官Ndff值差异显著,三次追肥处理显著高于一次和二次追肥处理;果实成熟期三次追肥处理植株的总氮量、吸收的15N量及15N肥料利用率均为最大。【结论】三次追肥处理能增强苹果叶片对氮的吸收调节能力,延缓生长后期叶片衰老,提高氮肥利用率。