滴灌春小麦氮素营养诊断施肥方法研究

为探究适宜滴灌春小麦的氮素诊断方法,比较了硝酸盐反射仪、GreenSeeker手持光谱仪和SPAD-502叶绿素计三种氮素营养诊断施肥方法,分析不同生育时期测定指标与施氮量和产量之间的关系。结果表明,小麦茎基部NO-3含量、归一化植被指数(NDVI)和叶绿素含量相对值(SPAD)三种诊断指标与施氮量的拟合度均较高,与产量呈显著或极显著正相关,均可用于滴灌春小麦氮素营养诊断施肥。三种诊断指标与施氮量、产量的决定系数均表现为NDVISPAD茎基部NO-3含量。硝酸盐指标与施氮量的拟合精度较差,试验操作也相对繁琐;GreekSeeker手持光谱仪法表现最优,拟合精度高,操作方便,较适合用于滴灌春小麦的诊断施肥;SPAD值与施氮量的拟合度也较高,也可以作为一种氮素诊断参考方法。     

硝酸盐速测法可用于玉米的氮素营养诊断

在植物的氮馏分中(蛋白质氮、氨态氮、酰胺态氮和硝态氮),通常以硝态氮对供氮水平的变化反应最敏感(Jakob等,1986a)。因此,植物体内的硝酸盐含量,最适于用作植物的氮素营养诊断及氮肥需要量的测算指标(Jakob等,1986b)。快速判断植物的供氮状况,可以应用硝酸盐速测法(二苯胺法或Merckoquant法)。在所有的农作物中,玉米是最能耐受土壤     

作物氮素无损快速营养诊断研究进展

植物的氮素营养诊断技术方法有化学诊断和无损测试诊断,其中化学诊断包括植株的全氮诊断和植株硝酸盐快速诊断;而无损测试技术则包括叶绿素荧光动力学诊断法、叶绿素仪法、机器视觉、光谱遥感等。根据作物氮素营养诊断方法的发展,总结了各种作物氮素营养诊断方法的优缺点,提出无损快速诊断技术可作为农作物生产上的氮素营养测定方法,有着广泛的研究和应用前景。     

不同冬小麦品种氮素营养诊断指标研究

为建立冬小麦氮素营养诊断指标,以豫麦49和豫农949为供试材料,在河南两个试点,设置施氮水平分别为0、90、180、270和360 kg·hm^-2,研究了不同氮肥用量对冬小麦产量和茎基部硝酸盐浓度的影响。结果表明,两个冬小麦品种的产量均随施氮量的增加先增加后下降,豫麦49在施氮量为180 kg·hm^-2时最高,而豫农949在270 kg·hm^-2时最高;不同试点的两个冬小麦品种的产量差异显著,但最高产量的施肥水平表现一致。两个小麦品种在返青期、拔节期和孕穗期茎基部硝酸盐浓度与施氮量均极显著相关,两个试点两个小麦品种在返青期茎基部硝酸盐浓度与产量均显著相关。返青期可作为小麦硝态氮氮素营养的诊断期,豫麦49诊断临界范围为1 847~1 978 mg·kg^-1,豫农949为1 488~1 592 mg·kg^-1。     

冬油菜叶片SPAD的时空分布和氮素诊断的叶位选择

在大田试验条件下测定分析不同施氮水平冬油菜关键生育期SPAD值的时空分布特征,并对不同叶位及叶片不同部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、植株全氮含量及籽粒产量之间的相关性进行分析,探求应用SPAD仪诊断油菜氮素营养状况的最佳测试叶位及位点。结果表明,油菜主茎顶部4片完全展开叶SPAD值存在显著空间差异,增加施氮量能显著提高各叶位叶SPAD值,同时减少叶位间的差异;六叶期、蕾薹期以顶4叶（TL4）SPAD值对氮素的敏感性最大,初花期和盛花期则最低。不同部位间,六叶期和初花期以中部SPAD值对施氮量增加的响应最敏感,盛花期则最迟钝,蕾薹期介于顶部和基部之间。综合分析认为,应用SPAD仪监测油菜氮素营养状况的最佳测试叶位和位点为主茎顶4片完全展开叶中部,该部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量和植株全氮含量之间的相关性均达到显著或极显著水平,满足氮素营养快速诊断的要求。     

水稻氮素营养诊断方法研究进展

目前水稻氮素营养诊断方法主要有外观诊断、化学诊断与现代氮素营养诊断。外观诊断包括颜色诊断和长势长相诊断;化学诊断包括全氮诊断和硝酸盐诊断;现代氮素营养诊断包括叶绿素仪测量、机器视觉和高光谱遥感。本文对各诊断方法及近来年相关应用成果进行阐述,同时分析了各技术方法的优缺点,以为研究学者提供参考与思路。     

马铃薯氮素营养状况的SPAD仪诊断

以马铃薯品种克新1号为材料,研究了叶片SPAD值、叶片全氮含量、叶绿素含量以及块茎产量随供氮水平的变化规律及相互关系,旨在为使用叶绿素仪进行马铃薯无损伤氮素诊断和推荐施肥奠定基础。研究结果表明,从马铃薯苗期到块茎淀粉积累各个生育阶段叶片的SPAD测定值均与马铃薯叶片含氮量呈显著正相关关系。除苗期外,块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期的马铃薯叶片含氮量和叶片SPAD值随土壤施氮量的变化均表现为线形加平台的模式。因此马铃薯块茎形成期后叶片的SPAD读数可揭示马铃薯的氮素营养状况。统计分析结果还表明,叶片SPAD值与块茎相对产量呈线形加平台的数量关系模式,据此确定了应用叶绿素仪SPAD-502进行马铃薯推荐施肥的SPAD临界值为块茎形成期47.3、块茎膨大期45.1、淀粉积累期40.2。     

利用SPAD值诊断赣花7号氮素营养研究

为适时精确诊断赣花7号的氮素营养状况,通过设置6个氮素水平（施纯氮0、75、150、225、300、375 kg/hm2）,在不同时期（出苗后30、45、60、75和90 d）分别测定花生不同叶位（主茎倒一完全叶、倒二完全叶和倒三完全叶）的SPAD值和相应叶位叶片的含氮量,分析其施氮水平、SPAD值和叶片含氮量之间的关系,并进行方程的拟合。结果显示：施氮水平与SPAD值、叶片含氮量之间呈显著的指数相关,SPAD值和叶片含氮量之间呈显著的线性相关,并且在各叶位中,以主茎倒3叶的相关性最好,其可作为氮素诊断的理想叶位。     

计算机视觉技术在农作物氮素营养诊断上的应用研究进展

对计算机视觉技术在农作物氮素营养诊断上的应用研究进行了综述,介绍了国内外计算机视觉技术在农作物氮素营养诊断上应用的理论依据、成果、图像处理方法和信息获取方式,概括了该领域应用的特点和存在的一些问题,并且对未来的发展趋势做了预测。     

数字图像技术在马铃薯氮素营养诊断中的应用

应用数码相机获取马铃薯冠层图像色彩信息,探索出马铃薯氮营养状况的一种新方法。结果表明,在块茎形成期和块茎膨大期,数码相机获取的数字图像分析得到的冠层绿光与蓝光比值(G/B)与其它描述马铃薯氮素营养状况的指标如土壤无机氮、植株全氮含量、叶柄硝酸盐浓度、叶绿素仪读数均有良好的负相关关系。     

氮素对油菜角果生长及结角层结构的影响

对4个甘蓝型油菜品种在不同氮素水平下的结角情况进行了研究，结果表明，施氮使根、茎的干物质分配比例下降，叶和分枝的干物质分配比例上升，而角果的变化不大，但不同品种有差异。4个品种的单株角果数随氮肥水平的提高而不断增加，特别是从低氮到中氮水平，各产量性状指标都有显著的提高，但高氮水平下每角粒重开始下降。增施氮肥明显提高各品种下部分枝的结角起止点，并使各种结角层厚度增加。     

甘蓝型油菜种质氮素营养效率的鉴定及评价指标筛选

为建立甘蓝型油菜种质氮素营养效率的鉴定及评价方法,筛选合理的次级评价指标和氮素营养高效基因型,在田间小区试验条件下设置低氮(45 kg/hm2)、中氮(180 kg/hm2)和高氮(270 kg/hm2) 3个施氮水平,测定了416份不同生态类型甘蓝型油菜种质植株性状及氮素吸收效率(NAE)、氮素利用效率(NUE)和氮收获指数(NHI)。各性状在不同氮素水平下对氮的敏感性不同,低氮下第一次有效分枝数的变异程度表现为最大,单株籽粒重次之;中氮和高氮处理水平下单株籽粒重的变异程度均表现为最大,低氮胁迫加大了种质间的差异。油菜种质氮素营养效率基因型间差异明显,表现中效类型的种质最多,高效和低效的较少。油菜种质间成熟期NAE的鉴定与评价应选择在低氮处理下,以单株籽粒重、单株地上干重和株高为间接指标进行选择效果明显;油菜种质间成熟期NUE的鉴定与评价应选择在高氮处理下,以单株地上干重、第一次有效分枝数、单株籽粒重和每角粒数为间接指标进行选择效果明显;油菜种质间成熟期NHI的鉴定与评价应选择在低氮处理下,以单株籽粒重、单株地上干重和茎基粗为间接指标进行选择效果明显。     

氮肥用量对油菜产量及氮素利用效率的影响

通过大田试验研究了氮肥用量对油菜产量、养分含量、养分累积量及氮肥利用效率的影响。结果表明,与不施氮相比,施氮肥75、150和225kg/hm2平均分别增产41.9%、70.3%和66.2%,籽粒含氮量分别提高9.1%、14.2%和13.1%,植株地上部氮素总累积量分别增加59.6%、111.6%和108.0%。施氮促进油菜生长发育,显著提高油菜对氮素的吸收、累积和籽粒需氮量,但氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率均随氮肥用量的增加显著下降。氮肥用量在150kg/hm2时,能较好地协调油菜较高产量水平与合理氮肥利用率的统一。     

磷钾肥配合施用对油菜产量及养分积累的影响

利用大田试验研究了磷肥、钾肥及其配合施用对油菜生长、产量及养分积累的影响。结果表明，在土壤既缺磷又缺钾条件下，在施用氮、硼肥基础上配施磷、钾肥，显著地促进油菜生长，油菜籽产量提高4．71倍，收获期油菜茎秆和籽粒对N、P、K养分的积累总量分别提高3.54倍、9．64倍和5．43倍。施N、B基础上单施磷肥或钾肥，其增产效果有限，甚至出现减产的现象。磷钾肥配合施用对油菜生长和产量具有明显的正交互作用，籽粒产量正交互作用达 936kg／hm^2。     

磷肥用量对油菜产量、养分吸收及经济效益的影响

利用大田试验研究了磷肥用量对油菜生长、产量、养分含量、养分积累及经济收益的影响.结果表明,在4个施磷水平下,蕲春和黄冈两个试验点磷肥(P2O5)用量分别为135kg/hm2和90kg/hm2时效果最好,分别提高产量148.5%和81.5%,增加纯利润2 532元/hm2和1 038元/hm2.施磷能大幅度的增加油菜分枝数、每株角果数、每角籽粒数及在一定程度上提高籽粒千粒重.施磷能不同程度地提高油菜各部位N、P、K养分含量,显著地提高油菜地上部对N、P和K的积累量.根据肥料效应方程和油菜籽及磷肥价格确定,蕲春和黄冈试验点最高产量水平时的磷肥用量分别为145.3kg/hm2和119.2kg/hm2,而最佳施磷量则分别为141.4kg/hm2和113.5kg/hm2.     

氮磷钾肥施用对油菜产量及养分吸收利用的影响

为油菜科学施肥提供依据,利用当前推广的6个油菜品种秦优11号（QY11）、中农油2008（ZNY2008）、中油杂11号（ZYZ11）、湘油17（XY17）、浙油601（ZY601）和沪油杂1号（HYZ1）,在大田试验条件下研究了氮、磷、钾肥施用对油菜产量及氮、磷、钾素吸收利用的影响,并比较了不同品种对施肥响应的差异。结果显示,相同施肥处理下不同品种籽粒产量差异显著,不施N（PKB）、不施P（NKB）、不施K（NPB）及NPK全施（NPKB）处理下品种间最大差异分别为385、244、759和720kg/hm2,变异系数分别为18.1%、25.5%、16.4%和11.0%。氮、磷、钾施用可显著提高各品种产量和相应养分积累量,NPKB处理相比PKB、NKB及NPB处理分别增产1 101～2 012、1 681～2 459和293～1 567kg/hm2,N、P、K积累量分别增加63.0～113.2、17.2～23.8和94.1～166.3kg/hm2。不同品种氮、磷、钾肥利用率也存在显著差异。同一品种对氮、磷、钾的响应一致,其中秦优11号对氮、磷、钾肥施用的敏感程度均大于其它品种,湘油17耐低氮、低磷和低钾的能力均高于其它品种。     

不同施肥水平对甘蓝型黄籽油菜含油量的效应研究

采用4因素正交旋转组合设计,研究了氮、磷、钾、硼施用量对供试品种渝黄1号和GH06种子含油量的影响.结果表明:1) 氮、磷、钾、硼养分因子对含油量均有较大影响;2)施用氮肥有降低含油量的作用,而钾、硼肥有提高含油量的作用,增施磷肥在一定范围内可以提高含油量,超出适宜范围则会降低含油量; 3)氮、磷肥水平之间有较显著的互作效应,并与土壤本身的理化性状有关.     

钾肥用量对油菜产量及钾素利用效率的影响

通过11个大田试验研究了钾肥用量对油菜产量、养分含量、养分累积量及钾肥利用效率的影响。结果表明,施钾（K2O）60、120和180kg/hm2与不施钾相比平均籽粒产量分别增加16.8%、21.6%和19.8%,籽粒含钾量增加2.9%、9.1%和7.8%,植株地上部钾素总累积量提高42.9%、63.0%和82.2%。说明施钾能提高油菜籽产量、提高油菜对钾素吸收和累积。油菜钾肥农学利用率、偏生产力、表观利用率和生理利用率均随钾肥用量的增加而显著下降,100kg籽粒需钾量随钾肥用量的增加而增加。综合结果表明,湖北省油菜钾肥高产高效生产的适宜推荐范围为60~120kg K2O/hm2。     

磷肥用量对油菜产量及磷素利用效率的影响

通过大田试验研究磷肥用量对油菜产量、养分含量、养分累积量及磷肥利用效率的影响。结果表明,与不施磷相比,施磷肥（P2O5）37.5、75.0和112.5kg/hm2平均分别增产24.2%、42.9%和43.2%,籽粒含磷量增加10.5%、16.7%和27.1%,植株地上部磷素总累积量提高36.1%、59.1%和78.7%。施磷促进油菜生长,提高油菜对磷素的吸收和累积,显著增加百千克籽粒需磷量。但磷肥农学利用率、偏生产力、表观利用率和生理利用率均随磷肥用量的增加显著下降。磷肥用量为75.0kg/hm2时可达到油菜的高产高效生产。