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。     

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.     

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。     

水稻叶片SPAD值分布特征及其与施氮量的关系

[目的]探明水稻叶片SPAD值分布特征及其与施氮量的关系,为构建基于SPAD值的水稻施氮管理线性模型提供参考依据.[方法]试验采用裂区设计,主处理设2个不同品种(Q优6号和准两优527),副处理设6种不同施氮量水平(0、75、150、225、300和375 kg/ha,以纯N计),测定不同施氮水平下水稻重要生育时期的叶片SPAD值,并分析稻叶SPAD值分布特征及其与施氮量的关系.[结果]Q优6号在不同施氮处理下的产量排序为300 kg/ha>225 kg/ha> 150kg/ha>375 kg/ha>75 kg/ha>0 kg/ha,准两优527产量随施氮量的增加而增加;准两优527的有效穗数和千粒重显著高于Q优6号.两个水稻品种不同施氮水平间SPAD值的动态变化趋势相似,但SPAD值最高值出现的时间和幅度略有差别.两个水稻品种SPAD值与施氮量在拔节期、抽穗期和成熟期均呈极显著正相关(P<0.01),拟合方程斜率均较低.不同测定时期SPAD值存在品种间和叶位间的差异.各SPAD值次级指标与施氮量的一元二次多项式拟合结果表明,下部叶片SPAD值(L3和L4)与施氮量的曲线拟合度高于上部叶片SPAD值(L1和L2),两次追肥时期的SPADL4X3/mean值可作为氮素营养实时诊断的理想指标.[结论]水稻叶片SPADL4xL3/mean与施氮量具有较好的拟合关系,且这一关系不受时间和品种的影响,可作为构建基于SPAD值水稻变量施氮模型时的理想参数.     

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。     

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。     

水稻花后叶片SPAD值动态模型与特征分析

叶绿素含量影响水稻的各种生理机能,供氮水平影响水稻的产量,探究水稻花后叶片相对叶绿素含量与不同供氮水平二者间的关系,为高产绿色栽培提供参考.采用淮稻5号、扬粳4227、常优5号、甬优8号4个水稻代表性品种,设计低(N1)、中(N2)、高(N3)3个氮素水平,每隔7 d测定水稻上3叶的SPAD值,利用倒Logistic数学模型,分析特征参数.结果表明,供氮水平的提高可减缓水稻上3叶叶绿素流失速率;倒3叶对土壤氮素供应反应敏感,可视为反映水稻氮素营养状况的指示叶;在不同供氮水平下4种水稻品种花后上3叶SPAD值变化曲线均符合倒"S"形分布,其中常优5号中供氮水平更为符合;4种水稻品种在相同氮素处理下的倒3叶渐降期、快降期、缓降期时间和最大速率点相似.     

压砂西瓜叶片SPAD值变化规律及其对氮素的响应

通过田间试验,研究压砂西瓜生长期基部、中部和顶部叶片SPAD值的变化规律及不同施氮水平对叶片SPAD值的影响.结果表明:压砂西瓜叶片SPAD值随生育期的变化而变化,并因叶片部位的不同而异.苗期以基部叶SPAD值最高,伸蔓期至收获期以中部叶和顶部叶的较高.从苗期至成熟期,基部和中部叶SPAD值动态变化规律基本一致,即苗期与成熟期较低,而伸蔓期至膨瓜期较高且保持相对稳定,分别为56.2和60.6.顶部叶SPAD值在苗期至膨瓜期逐渐增加,而收获期迅速下降.总体而言,中部叶SPAD值变化比较平稳且变异系数较小.施氮水平与不同部位叶片SPAD值有密切关系,且因生育时期不同而异.苗期,基部、中部和顶部叶片SPAD值均随施氮水平提高,呈倒S型变化;伸蔓期至膨瓜期呈典型的报酬递减抛物线变化趋势,且相关性均达到显著或极显著水平;收获期,基部叶和中部叶SPAD值仍保持抛物线式变化,但相关系数有所降低.说明伸蔓期至膨瓜期叶片SPAD值水平较高,此时期适量施氮有助于不同部位叶片叶绿素的累积,而过量则使叶片SPAD值降低;同时,整个生育期中部叶片SPAD值保持较高和较稳定水平,并且与施氮水平之间呈稳定的报酬递减关系,因此可以作为压砂西瓜氮素营养诊断的指示器官.     

关于用水稻“顶3顶4叶叶色差”作为高产群体叶色诊断统一指标的再论证

【目的】进一步论证用水稻"顶3顶4叶叶色差"作为高产群体叶色诊断的统一指标。【方法】以2001—2002年的试验结果进行再论证。选择叶色(SPAD)差异较大的金南风、9915、越光、9325等4个粳稻材料,白稻、H97-322等2个籼稻材料;通过不同施氮量试验,用SPAD-502型叶绿素计于有效分蘖临界叶龄期(N-n)、倒2叶期和齐穗期测定全株各叶的SPAD值,比较单叶SPAD值、顶3顶4叶色差跟植株含氮率、产量形成的关系差异。【结果】单叶SPAD值品种间或生育期差异很大,难以用某一叶的SPAD值诊断氮素营养状态,而在生育各期会出现顶4顶3、顶4=顶3和顶4顶3三种叶色差,是氮素不足、正常和过剩的生理反映;单叶的SPAD值与分蘖率、成穗率、每穗颖花数和结实率之间没有规律性的关系,不能作为共同诊断指标,而顶3顶4叶叶色差和产量三因素的形成存在规律性的变化关系;单叶SPAD值不能作为产量诊断的指标值,而在N-n叶龄期、倒2叶龄期和齐穗期3个叶龄期顶3顶4叶色差值相等的群体,均可以获得最高的产量。【结论】顶3叶顶4叶叶色差是稻体氮素营养水平的表观指标;单叶SPAD测定和顶3顶4叶色差诊断配合,可以准确诊断水稻植株氮素的丰亏。     

施氮量对棉花叶位SPAD值的影响及棉花氮素营养诊断

在不同施氮量和不同质地土壤条件下,研究了氮素水平对棉花叶片含氮量和叶绿素含量的影响。研究表明,棉花不同生育时期叶片含氮量不同,苗期、蕾期、花铃期、铃期叶片含氮量分别为28.1、27.4、32.2、30.9 g·kg^-1。在各时期不同处理的叶片含氮量,均表现出相同的规律,即随施氮水平的提高,棉花叶片含氮量增加。土壤质地不同（砂壤土、粘壤土）时,高、中、低产棉田棉花叶片含氮量存在差异;随着施氮量的提高,棉花叶片含氮量随之提高,同时棉花不同叶位间的含氮量更加接近。对叶绿素的分析表明,不同施氮水平下,叶绿素含量差异显著;相同施氮水平下,不同叶位叶片SPAD值差异显著;施氮量增加能够提高棉花叶片的SPAD值,同时减小棉花不同叶位间SPAD差值的大小。初花期和花铃期顶1叶的叶位差指数PDI与棉花叶片含氮量的相关性最高,可以用叶位差指数作为衡量棉花氮素状况的指标。     

水稻冠层叶片SPAD数值变化特征及氮素营养诊断

建立水稻Oryza sativa氮营养诊断模型,实时反映水稻植株氮素营养状况,对水稻田间管理至关重要。于2015年在浙江省德清市开展田间试验,选择‘甬优538’‘Yongyou 538’和‘秀水134’‘Xiushui 134’作为代表品种,设置5个施氮水平0（N₀）,70.0（N₁）,140.0（N₂）,210.0（N₃）,280.0（N₄）kg·hm-2,通过研究不同施氮水平下2个水稻品种冠层叶片作物分析仪器开发值（SPAD）变化规律,探究5个不同施氮水平下植株氮质量分数的变化趋势,并利用归一化SPAD指数（I_NDSPAD14）估算植株氮质量分数。结果表明:顶4叶相较其他叶片更能指示水稻植株氮质量分数,归一化SPAD指数与N₀~N₄所有不同施氮量组别之间冠层叶片氮质量分数呈显著正相关（P < 0.05）,‘甬优358’水稻品种决定系数为0.69~0.96,‘秀水134’品种决定系数为0.64~0.94。该指数可以对水稻冠层叶片氮质量分数快速估测。     

棉花营养期倒四叶不同位点SPAD值与植株氮营养相关性

为确定棉花叶片SPAD值的适宜测定位点,采用水培试验方法,设0（不施）、1.5 mmol/L（缺乏）、15 mmol/L（适量）3个供氮水平,分4次测定棉花倒四叶17个不同位点的SPAD值,对不同氮素水平条件下棉花倒四叶SPAD值的差异性及其与棉花氮素营养状态的相关关系进行研究。结果表明,棉花倒四叶17个测定位点的SPAD值存在较明显的区域性差异,其中叶尖位置最高,而靠近叶柄的位置最低。不同测定位点的SPAD值与棉花植株氮素营养水平的相关性不同,其中只有靠近叶尖的S2、S3、S15 3个位点的SPAD值同时与倒四叶及地上部氮含量之间有显著相关性,但尚不能确定这些点就是判断棉花氮素营养水平的最佳位点或区域。     

促花肥施氮对超级杂交稻冠层叶片生长及光合速率的影响

以超级杂交稻两优培九和国稻6号为材料,研究了促花肥不同施氮量(0,45,90,135,180kg/hm2)对超级杂交稻冠层功能叶片生长和光合速率的影响.结果表明:1)穗分化初期,施氮量对倒1叶(剑叶)和倒2叶的叶片形态影响较大,但对倒3叶生长影响较小.剑叶和倒2叶的长和宽随施氮量的增加而增加,从而增加叶面积,提高上部功能叶的叶面积比率,且对叶长的影响大于叶宽,但叶片过长也易造成开花后叶片的挺直度下降,叶片披散,群体的通风透光性差.2)随着施氮量的增加,叶片的SPAD值相应增加,剑叶的SPAD值在叶片展开后约20d达到最大,随后下降;高氮处理下,倒2叶和倒3叶在开花后期SPAD值下降加剧,衰老加快.3)促花肥增加施氮量能提高水稻剑叶的光合速率.齐穗后剑叶的SPAD值和光合速率呈正相关,功能叶片的光合速率从大到小依次为剑叶、倒2叶、倒3叶.     

Distribution of Leaf Color and Nitrogen Nutrition Diagnosis in Rice Plant

Greenness and nitrogen content of each leaf on main stem of different japonica and indica ricevarieties under different nitrogen levels were investigated. Results showed that the fourth leaf from the top ex-hibited active changes with the change of plant nitrogen status. When the plant nitrogen content was low, itscolor and nitrogen content were obviously lower than those of the three top leaves. With the increase of plantnitrogen content, the color and nitrogen content of the fourth leaf increased quickly, and the differences ofcolor and nitrogen content between the fourth leaf and the three top leaves decreased. So, the fourth leaf wasan ideal indication of plant nutrition status. In addition, color difference between the fourth and the third leaffrom the top was highly related to the plant nitrogen content regardless of the variety and development stage.Therefore, color difference between the fourth and the third leaf could be widely used for diagnosis of plantnutrition. Results also indicated that the minimized color difference between the fourth and the third leaf at the criticaleffective tillering, the emergence of the second leaf from the top, and the heading was the symbol of high yield. Plantnitrogen content of 27 g kg-1 DW for japonica rice and 25 g kg-1 DW for indica were the critical nitrogen concentrations.     

水稻氮素供需差与不同叶位叶片氮转运和衰老的关系

 采用去穗和疏花方法调节稻穗氮需求量 ,研究了水稻氮素供需差 (NSDB)对不同叶位叶片氮转运和衰老的影响。结果表明 ,在NSDB <0的条件下 (对照 ) ,植株上部 4张叶输出氮素 ,叶片正常衰老 ;随NSDB提高 ,顶部叶片尤其是顶 4叶的氮素输出显著减少 ,叶片MDA含量下降 ,SOD和CAT酶活力提高 ,上位叶与下位叶之间的叶色差缩小 ;当NSDB >0以后 (去穗 ) ,上部 4叶的氮积累量不仅未减少 ,相反还有显著的增加 ,叶片的衰老进程被延缓。研究证实顶 4叶叶色受氮素供需差的影响最大 ,当土壤供氮不能满足库需氮时 ,顶 4叶叶色浅于顶 3叶