应用SPAD值预测小麦叶片叶绿素和氮含量的初步研究

2003～2004年以中筋小麦品种扬麦11号、WH510和徐州26为试验材料,研究不同生育时期(拔节、孕穗、抽穗)不同叶位叶片SPAD值变化特征及其与叶片叶绿素含量、全氮含量及NO3--N含量的关系,旨在为小麦上应用SPAD快速诊断施肥提供理论依据。结果表明,不同品种及不同叶位小麦叶片SPAD值明显不同;小麦叶片SPAD值与叶绿素含量之间的关系因品种和生育时期的不同而有明显差异,同一品种小麦不同叶位叶片SPAD值与叶绿素含量呈极显著正相关。小麦叶片SPAD值与全氮含量呈正相关,SPAD值高,全氮含量也高,可以用SPAD值估算全氮含量进行小麦氮素营养状况诊断,但同一品种不同叶位SPAD值与全氮含量的关系表现不一致,即用SPAD值来诊断小麦叶片氮含量时应选择完全展开并已进入功能盛期的叶片。小麦叶片SPAD值与NO3-N含量相关性不显著。     

浓香型烟叶成熟期质体色素的变化特征研究

为探明湖南浓香型烟叶质体色素在生育后期不同阶段和不同叶位间的差异,对云烟87在打顶期、打顶后10 d、打顶后20 d三个时期和上部、中部及下部叶三个叶位间的色素含量变化及叶绿素含量与SPAD值的关系进行了研究。结果表明：同一时期不同叶位叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量都表现为：上部叶〉中部叶〉下部叶,除打顶期上部叶和中部叶差异不显著外,不同叶位差异达极显著水平;同一叶位不同时期叶绿素含量变化为,打顶期后下部叶逐步明显减少,中部叶先明显减少后少量增加,上部叶则先增加后降低。不同叶位类胡萝卜素的含量变化在同一时期都表现为：上部叶〉中部叶〉下部叶,且叶位间存在显著性差异。叶绿素a与叶绿素b含量比值和总叶绿素与类胡萝卜素比值在相同时期都表现为：上部叶〉中部叶〉下部叶,但前者在打顶期后呈逐渐降低趋势,后者则先增加后明显减少。上部叶、中部叶及下部叶的叶绿素含量均与相应SPAD值具有极显著正相关性。     

春玉米叶片SPAD值与氮含量及产量的相关性研究

通过田间小区试验,研究不同时期玉米叶片SPAD值与叶绿素、氮含量及产量的相关性,确定SPAD值测定的最佳叶位及时期。结果表明,上位叶SPAD值对氮素的敏感时期顺序为12叶期>10叶期>8叶期;穗位叶SPAD值对氮素的敏感时期顺序为抽雄期>灌浆期>蜡熟期。叶片SPAD值可以很好的反映植株叶绿素和氮含量及产量水平,以某一特定叶片的SPAD值来诊断春玉米氮素营养状况和推荐追肥时期时,10叶期是较为理想的测定时期;作为早期预测玉米产量的指标,12叶期为最佳时期。测定SPAD值方法简便、快捷,不破坏叶片生长,可作为早期预测玉米产量的指标。     

玉米和高粱叶片叶绿素含量及动态的比较

对玉米品种油试67和高粱品种LA5×36不同时期叶片的叶绿素含量(SPAD值)进行了比较研究.结果表明:二作物的SPAD值在前期大小相近,高粱略高于玉米;中后期玉米叶片SPAD值下降速度较快,叶片衰老与籽粒成熟同步性强,而高粱叶片的持绿性较强.玉米不同叶位SPAD值变化幅度比高粱大,主要表现在低叶位叶片和高叶位叶片数值较低.玉米棒三叶的SPAD值较高.     

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。     

夏玉米叶片叶绿素含量的时空动态及其与植株含氮率关系的研究

在不同施氮水平下,研究了夏玉米郑单958叶片叶绿素含量(SPAD值)的时空动态变化及其与植株含氮率的关系。结果表明,夏玉米子粒生长期棒三叶SPAD值与棒三叶、全株总叶片及整株含氮率均有极显著线性相关关系。不同施氮水平子粒生长期叶片叶绿素含量的空间分布均以穗位叶为中心呈现出中间高两边低的趋势,SPAD值依次为中部叶>上部叶>下部叶。施氮可调节各部位叶片SPAD值或氮素含量,但并未改变其空间分布模式。不同施氮水平子粒生长期上部和中部叶片叶绿素含量随时间的动态变化总体上呈现先增大后减小的趋势,下部叶片的叶绿素含量则呈持续下降的趋势。夏玉米不同叶位叶片对氮肥的反应均表现在一定范围内(N≤207 kg/hm²),子粒生长期各叶片叶绿素含量随施氮量的增加而增加,当总施氮量增为276 kg/hm²时,各叶片叶绿素含量不再明显增加,相对来说中部叶比上部和下部叶对氮肥的反应更为敏感。     

基于叶绿素仪诊断的马铃薯氮肥管理

在简要介绍叶绿素仪工作原理的基础上,系统总结了课题组从2007~2014年采用叶绿素仪进行马铃薯氮素营养状况诊断的研究结果,详细分析了使用叶绿素仪SPAD-502进行马铃薯氮素营养诊断的影响因素,确立了诊断叶位,建立了临界SPAD值的计算方法,阐述了临界SPAD值与诊断时间的关系,筛选了适应于不同马铃薯品种的临界SPAD指数SL4-5,总结集成了应用诊断结果指导马铃薯氮肥管理的技术模型,并对该模型的应用提出了建议。     

苎麻叶片SPAD值与氮素含量关系的初步研究

本文探讨利用SPAD-502叶绿素仪测得的叶绿素相对值(称SPAD值)预测苎麻叶片全氮含量的可行性.通过盆栽试验,设置不同的供氮水平,研究幼苗期、旺长期和成熟期两个苎麻品种功能叶片的SPAD值与全氮含量的关系.结果表明,不同生育时期两个品种苎麻叶片的SPAD值和全氮含量都达到了0.01水平下极显著正相关,SPAD值可以很好的反映苎麻的全氮营养状况.根据不同品种和生育时期建立了SPAD值预测叶片全氮含量的6个回归模型,预测精度在85.23%-92.08%之间.通过SPAD值能够准确、快速、无损的预测叶片氮营养状况,为确定苎麻合理的施肥提供理论依据,应用前景广阔.     

基于图像处理技术的5种红树林叶片形态特征及叶绿素相对含量的估测

为研究基于计算机视觉的图像处理技术获得的红树林叶片形态特征和叶绿素相对含量,以5种红树林为研究对象,分析其叶片形态特征及建立叶片颜色参数和叶绿素相对含量的回归模型,为苗木培育及营养诊断提供理论依据。结果表明：基于图像处理技术获得红树林叶片形态特征值是可信的,5种红树林叶片形态特征（叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶片形态因子）存在显著差异。红海榄和木榄单片叶片最大,其次是秋茄和桐花树,白骨壤叶片最小,白骨壤叶片形态接近椭圆形,红海榄和秋茄2种红树叶片属于长条型,木榄和桐花树叶片形态类似,红海榄叶长和叶宽相关性最强。5种不同种类红树林的SPAD值和Dualex值差异性显著。利用数码相机获取5种红树林叶片彩色图像,通过图像处理软件提取RGB以及通过差值、比值、标准化值、归一化值等运算组合的28种颜色特征值,与叶绿素相对含量（SPAD值、Dualex 值）进行回归分析,B值与SPAD值极显著相关,(R+B+G)/3、R/B、G/B与SPAD值显著相关;18种颜色特征参数与Dualex值显著相关,其中相关系数最大的为G-B和G值。因此,可依据颜色特征参数（R、G、B）建立相应的统计模型进行红树林叶片叶绿素含量的估测,进而为检测红树林生长、诊断营养状况以及进行水肥精确管理提供理论依据和技术支持。     

杂交水稻功能叶片叶绿素SPAD值的杂种优势分析

为探讨杂交水稻3片功能叶叶绿素SPAD值的杂种优势及杂种优势与双亲表现型值、双亲一般配合力(GCA)、组合特殊配合力(SCA)、双亲遗传距离(欧氏距离)等的关系,用5个不育系和5个恢复系,按不完全双列杂交配制25个组合。结果表明:供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值具有一定的超亲优势,以乳熟期倒三叶叶绿素SPAD值的正向超亲优势组合最多,其次是始穗期的剑叶;供试的大多数组合除乳熟期倒二叶,不同生育期不同叶位叶片SPAD值都具有正向对照优势,特别是始穗期剑叶供试的25个组合都具有正向超亲优势;供试组合不同生育期不同叶位叶片叶绿素SPAD值的杂种优势大多与父本的表现型值、双亲平均值、低亲值、高亲值、特殊配合力、父本的一般配合力、父母本一般配合力之和显著或极显著相关;供试组合3片功能叶叶绿素SPAD值的超亲优势和对照优势与遗传距离相关不显著,但当遗传距离在13.0～18.0之间时,乳熟期剑叶叶绿素SPAD值的超亲优势与遗传距离呈显著正相关,对照优势与遗传距离呈极显著正相关,分蘖高峰期倒1叶和始穗期剑叶也与遗传距离呈正相关,但不显著。     

A Quantitative Trait Locus for Chlorophyll Content and its Association with Leaf Photosynthesis in Rice

Leaf photosynthesis, an important determinant of yield potential in rice, can be estimated from measurements of chlorophyll content. We searched for quantitative trait loci (QTLs) for Soil and Plant Analyzer Development (SPAD) value, an index of leaf chlorophyll content, and assessed their association with leaf photosynthesis. QTL analysis derived from a cross between japonica cultivar Sasanishiki and high-yielding indica cultivar Habataki detected a QTL for SPAD value on chromosome 4. This QTL explained 31% of the total phenotypic variance, and the Habataki allele increased the SPAD value. Chromosomal segment substitution line (CSSL) with the corresponding segment from Habataki had a higher leaf photosynthetic rate and SPAD value than Sasanishiki, suggesting an association between SPAD value and leaf photosynthesis. The CSSL also had a lower specific leaf area (SLA) than Sasanishiki, reflecting its thicker leaves. Substitution mapping under Sasanishiki genetic background demonstrated that QTLs for SPAD value and SLA were co-localized in the 1,798-kb interval. The results suggest that the phenotypes for SPAD value and SLA are controlled by a single locus or two tightly linked loci, and may play an important role in increasing leaf photosynthesis by increasing chlorophyll content or leaf thickness, or both.     

广东凤凰单枞茶树品种（系）叶片主要性状的种间差异和地域变异研究

对广东潮州凤凰山区不同地域的50种凤凰单枞茶树品系的叶缘锯齿数、侧脉数、叶形、叶绿素含量、叶面积（LA）、叶干物质量（LDMC）、比叶面积（SLA）等叶片形态和功能性状进行了比较研究,并对不同海拔地带的12种凤凰单枞茶树主要叶片性状进行了地域变异研究。结果显示,50种凤凰茶树叶片形状为卵圆形至长卵形（叶形指数1.99~3.16）,叶绿素含量平均为64.348（SPAD测定读数）,平均单叶面积24.237 cm²,叶干物质含量40.65%,比叶面积80.947 cm²·g^-1。50种凤凰单枞茶树的叶面积变异最大（变异系数为21.12%）,比叶面积变异次之（18.3%）,叶形状（9.8%）和叶绿素含量（10.4%）变异较小,叶干物质含量变异最小（5.9%）;南馥茶园的兰花香、柚花香、宋种、八仙、桂花香、夜来香、蜜兰香等品系叶片单位面积合成的有机物质较多,对外界资源有效利用率较高;南馥茶园的玉兰香、水仙、姜花香、杨梅叶和区山塘茶园的玉兰香等品系叶片单位面积合成的有机物较少,对外界资源有效利用率较低;高海拔地带的部分凤凰单枞茶树具有叶面积大、叶干物质含量少、比叶面积大、叶绿素含量多的趋势,表明种植地域的海拔对凤凰单枞茶树叶片性状有较大影响。     

利用玉米叶片SPAD值预测子粒蛋白质含量分析

利用深松和深松结合秸秆还田技术,对玉米生长5个关键生育时期的叶片SPAD值进行测定分析,获得叶片SPAD值的变化规律;利用FOSS近红外谷物分析仪获得成熟期玉米子粒蛋白质含量,并建立叶片SPAD值与成熟期子粒蛋白质含量的相关关系.相关分析表明,叶片SPAD递减值与成熟期子粒蛋白质含量呈显著负相关,最佳相关模型为y=14.027-0.203x.叶片SPAD递减值可作为判定成熟期子粒蛋白质含量高低的指标,可利用叶片SPAD值递减值并结合相关模型快速预测玉米子粒蛋白质含量.     

Improvement of nitrogen management in rice paddy fields using chlorophyll meter (SPAD)

Optimum rate and timing application of nitrogen (N) fertilizer are most crucial in achieving high yield in irrigated lowland rice. In order to assess leaf N status, a semidwarf rice cultivar (Khazar) was grown with different N application treatments (0, 40, 80, and 120 kg N ha⁻¹ splited at transplanting, midtillering, and panicle initiation stages) in a sandy soil in Guilan Province, Iran, in 2003. The chlorophyll meter (SPAD 502) readings were recorded and leaf N concentrations were measured on the uppermost fully expanded leaf in rice plants at 10-day internals from 19 days after transplanting to grain maturity. Regression analysis showed that the SPAD readings predicted only 23% of changes in the leaf N concentration based on pooled data of leaf dry weight (N _dw) for all growth stages. However, adjusting the SPAD readings for specific leaf weight (SPAD/SLW) improved the estimation of N _dw, up to 88%. Specific leaf weight (SLW), SPAD readings, leaf area and weight as independent variables in a multiple regression analysis predicted 96% of the N _dw changes, while SPAD readings independently predicted about 80% of leaf N concentration changes on the basis of leaf area (N _a). It seems that chlorophyll meter provides a simple, rapid, and nondestructive method to estimate the leaf N concentration based on leaf area, and could be reliably exploited to predict the exact N fertilizer topdressing in rice.     

开放式空气中CO_2浓度和温度增高对水稻叶片叶绿素含量和SPAD值的动态影响

【目的】针对不断增高的大气二氧化碳(CO_2)浓度和温度,研究这两个重要环境因子及其互作对大田生长水稻叶片叶绿素含量和SPAD值的动态影响。【方法】利用农田T-FACE(Temperature-Free Air CO_2 Enrichment)系统,以高产优质粳稻武运粳23为供试材料,设置两个CO_2浓度(环境CO_2浓度和高CO_2浓度)和两个温度处理(环境温度和高温),测定自然生长环境下水稻不同生育期叶片的叶绿素含量及SPAD值。【结果】550μmol/mol CO_2浓度使水稻移栽后41、77、94 d叶绿素a,b和a+b含量均增加(最大增幅为6.4%),但移栽110、119 d后均减少(最大降幅为5.4%)。由于叶绿素b含量对CO_2较叶绿素a含量更敏感,故高CO_2浓度使移栽后41、77和94 d叶绿素a/b值均下降,降幅分别为4.7%、2.3%和0.9%,但移栽110和119 d后分别增加1.9%和5.3%;以上对CO_2的响应多达显著水平。对叶片SPAD值而言,高CO_2浓度对水稻生长前、中期的影响较小,但移栽110和119 d后分别下降3.5%(P=0.1)和19.1%(P0.01)。大田生长期增温1℃,各期叶绿素a、b以及a+b含量多呈增加趋势,叶绿素a/b值表现相反,但总体上变幅小于CO_2效应;高温对水稻前、中期叶片SPAD的影响较小,但移栽110和119d后SPAD值平均下降7.1%和14.8%,均达极显著水平。CO_2与温度处理对上述测定参数多无显著互作效应,但CO_2浓度、温度处理与生育期之间多存在明显的互作效应。【结论】大气CO_2浓度增高有利于水稻生长前中期叶片叶绿素的形成,但生长后期叶绿素含量和SPAD值均明显下降且伴随叶绿素a/b值的显著升高,这种早衰现象在不同生长温度下趋势一致。     

利用杂交中稻齐穗期剑叶叶绿素计读数（SPAD值）预测再生稻促芽肥高效施用量

 2005-2006年以杂交中稻组合Ⅱ优602、Ⅱ优7号、冈优725为材料,通过头季稻不同施氮量使施促芽肥时植株营养状况存在差异,在此基础上分别设促芽肥施用量处理,探究再生稻促芽肥高效施用量与头季稻齐穗期库源结构关系。头季稻基肥和分蘖肥施氮的农学利用率是促芽肥的1.31～3.35倍;头季稻齐穗期剑叶SPAD值与库源结构关系密切;头季稻齐穗期剑叶SPAD值、叶片含氮量和群体单位面积的总颖花量3个因子可以用来预测再生稻高产的促芽肥经济施用量。建立了根据头季稻齐穗期剑叶SPAD值（x）预测再生稻促芽肥的高效施氮量（y)的回归方程(y=-25.733x+1212.4,r=-0.9534*)。