不同施氮水平下水稻叶片SPAD变化趋势及其与产量的关系

为了明确水稻生育期叶片SPAD值变化趋势、分布规律及其与产量的关系,寻找叶片SPAD临界值为氮肥施用提供参考。试验选择秀水134作为供试品种,设置3个施氮水平:0(LN)、200(MN)、400(HN) kg·hm^-2,测定水稻各物候期倒1叶至倒4叶的SPAD值和成熟期的产量及其构成因素。结果表明:水稻生育期内冠层叶片SPAD值出现"黑黄"交替变化的趋势,各物候期冠层4张叶片SPAD值与产量呈现二次曲线关系,其中冠层叶片的SPAD均值与产量拟合关系较好。确定了水稻拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、乳熟期和整个生育期的冠层4张叶片SPAD_mean值的最适值和临界值分别为48.7和42.6、43.9和40.0、46.0和43.3、43.5和39.8、32.1和26.8、42.0和38.9。水稻叶片SPAD_mean值与产量具有较好的拟合关系,可以在保障产量安全的基础上为田间氮肥科学施用奠定基础。     

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。     

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。     

施用新型尿素水稻叶片SPAD值变化特征及产量分析

设置无氮对照、常规尿素、控失尿素、聚能网尿素、含锌尿素、控失尿素一次底施、常规尿素+锌共7个处理,通过大田试验,研究信阳地区水稻施用新型尿素对水稻叶片SPAD值变化特征及产量的影响,以期为新型尿素在信阳地区的大面积推广提供科学依据。结果表明:与常规尿素相比,新型尿素更能促进水稻植株叶片黑黄交替,更有助于水稻植株强壮和穗粒饱满。在分蘖期,新型尿素在供应新叶生长的同时也能保证水稻下位叶片的氮素供应;在孕穗期和抽穗期,新型尿素在保证稻穗发育的同时能更好的兼顾到水稻植株茎叶的生长。施用新型尿素的增产效果明显,与常规尿素相比,水稻产量增幅分别为含锌尿素6.23%、常规尿素+锌5.35%、控失尿素5.13%、聚能网尿素3.72%。综上所述,新型尿素中以含锌尿素和控失尿素表现较好,在信阳地区具有较大推广价值。     

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...     

木薯氮素营养状况的SPAD仪诊断

本文以华南8号为材料,研究了不同生育时期木薯叶片SPAD值、鲜薯产量以及淀粉产量随土壤供氮水平的变化规律及其相互关系。结果表明:①在块根形成期和块根膨大期,叶片SPAD值随土壤施氮量表现为线性加平台的模式,而在块根工艺成熟期仅表现为线性模式。②不管是在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期,木薯叶片SPAD值与块根鲜薯产量和淀粉产量之间均呈现二次函数关系,据此确定了在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期应用叶绿素仪SPAD-502进行木薯推荐施肥的SPAD临界值:鲜薯产量最大时分别为45.19、43.09、40.63,淀粉产量最大分别为44.31、42.49、40.51。③若在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期观测SPAD值小于临界SPAD一个单位,且施氮量小于1.98 kg/667m2时,则应增加的施氮量分别为0.42、0.63和1.34 kg/667m2;若施氮量大于1.98 kg/667m2,追氮量则需进一步研究。     

不同施氮水平下黄瓜叶片SPAD值与硝态氮含量及硝酸还原酶活性的关系

【目的】确定黄瓜氮素营养缺乏诊断的最佳时期、最佳部位和临界浓度。【方法】采用溶液培养法,研究不同氮素水平(0,70,140,210和280 mg/kg)下,黄瓜不同生育期(幼苗期,开花期和结果期)、不同叶位叶片的SPAD值、硝酸还原酶活性(NRA)和叶柄硝态氮含量的变化特征。【结果】黄瓜不同叶位叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异。随施氮量的增加,黄瓜各叶位叶片SPAD值均有所增加,但不同叶位叶片SPAD值增长的幅度明显不同;黄瓜叶片的SPAD值、NRA和叶柄硝态氮含量3个参数的变化,因黄瓜生育时期的不同而有明显差异,幼苗期和开花期三者显著相关,开花期叶片SPAD值和叶柄硝态氮含量极显著相关。【结论】黄瓜幼苗期和开花期的第3叶、结果期的第7叶对施氮水平的反应最敏感,可以作为黄瓜氮素缺乏诊断的最佳部位;氮素缺乏的临界浓度为210 mg/kg;诊断的最佳时期为开花期。     

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。     

长期定位有机-无机肥配施对早稻叶绿素含量的影响

采用田间小区试验,研究17年定位不同种类有机肥与无机肥配施对早稻分蘖期、齐穗期、乳熟期、腊熟期和黄熟期叶片叶绿素含量的影响.结果表明,与NPK处理相比,有机-无机肥配施分别使早稻分蘖始期和分蘖盛期倒二叶叶绿素SPAD值提高1.74%～5.03%和4.69%～7.87%,分蘖盛期叶片叶绿素SPAD值各有机-无机配施处理与NPK处理间差异达到显著水平;齐穗后有机-无机肥配施处理均可减缓早稻生育后期功能叶叶绿素降解速度,以NPK GM处理SPAD值减少量最小,为单施NPK处理的67.91%,各有机-无机肥处理与单施无机肥之间差异达到极显著水平.     

RGB与HSI色彩空间下预测叶绿素相对含量的研究

为探明RGB与HSI两种色彩空间下水稻叶色图像参数与叶绿素相对含量(SPAD)之间的关系,应用支持向量机的方法预测水稻叶片的SPAD值,为快速精准获取植物SPAD值提供理论基础,同时为科学施肥提供理论指导。水稻田间试验于2015—2017年在江西农业大学农学试验站和江西省成新农场进行,供试水稻品种为金优458(JY458)、中早35(ZZ35)和两优培九(LYP9),每个水稻品种均设计4组不同的氮素水平。通过对获取的水稻图像进行叶色参数提取以及叶绿素仪测量的SPAD值来分析水稻叶色图像参数与SPAD值之间的关系,并用支持向量机的方法建立相关模型预测SPAD值。结果显示,较RGB色彩空间下三种水稻品种在HSI色彩空间上预测值的均方根误差分别减少了0.067 5(JY458)、0.020 0(ZZ35)和0.154 2(LYP9),平均相对误差比RGB色彩空间下分别减少了0.084 2(JY458)、0.133 5(ZZ35)和0.238 2百分点(LYP9)。水稻叶片在两种不同色彩空间下的叶色图像参数和水稻叶片SPAD值之间存在显著性相关(P<0.05),利用改进的网格搜索算法优化支持向量机的方法建立水稻叶片SPAD值预测模型,其预测结果误差小,为快速准确无损获取植物SPAD值的预测提供了一种新方法。     

木薯叶形与光合特性、SPAD值的相关性研究

[目的]研究木薯叶片形态与光合特性、SPAD值之间的相关性,为木薯高产品种选育提供理论依据.[方法]以5个叶形差异较大的木薯品种（系）为材料,测定不同叶位叶片形态指标、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和SPAD值,通过方差分析和相关性分析,探讨叶形对光合特性、SPAD值的影响.[结果]中间裂叶长度与光合生理指标呈显著正相关,中间裂叶长度与净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率的相关系数分别达到0.946、0.981、0.810和0.816;木薯SPAD值与叶形指标、光合生理指标之间相关性不显著;相同品种（系）不同叶位之间叶形指标和SPAD值均差异不明显,SPAD值在第6个叶位（最上部全展叶第23片叶）时较高;净光合速率值总体上随叶位从上到下呈逐渐降低的趋势,木薯最上部全展叶第3～11片叶光合效率最高.[结论]木薯的中间裂叶长度越长,其净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率值越大,品种（系）光合效率越高;保持木薯中上部叶片的光合作用功能对提高木薯产量有重要意义.     

不同烤烟品种叶绿素SPAD值的变化特征

采用田间试验方法,运用SPAD-502叶绿素仪对K326、红花大金元(HD)、NC82、辽烟13号4个烤烟品种生长期的叶片叶绿素SPAD值进行了测定.结果表明,不同的烤烟品种表现出了不同的特征特性,叶片叶绿素SPAD值及SPAD值相对变化率不仅与品种有关,也与测定叶片的部位有关.     

不同施氮量与种植密度对水稻穗上不同部位结实特性的影响

以优质食味水稻品种南粳9108为材料,研究不同施氮量与种植密度下水稻穗上不同部位结实特性的差异。结果表明,施氮量与种植密度对水稻的结实特性有一定的互作效应,低种植密度下,适当增加氮肥可降低水稻籽粒的空粒率和秕粒率。从水稻穗位上看,稻穗一次枝梗的结实特性优于二次枝梗,稻穗不同部位和一、二次枝梗不同部位的结实特性均表现为上部>中部>下部。在相同的一次或二次枝梗上不同粒位的空秕粒率一般以第2粒最高,二次枝梗不同粒位的空秕粒率以第1粒为最低,第2,3粒最高。     

基于上部叶片SPAD值估算小麦氮营养指数

快速、准确的监测诊断小麦氮营养状态对于评价小麦长势、指导氮肥运筹并预测籽粒产量均具有重要的意义.基于2009-2011年的大田试验,系统分析了小麦上部4张单叶不同叶位的SPAD值和归一化SPAD指数(NDSPADij)与氮营养指数的定量关系,通过简单分组线性回归筛选出在不同年际和不同品种间表现稳定的氮营养指数(NNI)定量方程.结果表明,小麦上部不同叶位SPAD值和NNI随施氮量提高而提高,而NDSPADij随施氮量的提高而降低.小麦单叶SPAD值与NNI的关系呈显著正相关,但这种关系在品种或年份之间不稳定,对小麦氮素诊断存在风险;除NDSPAD12外,NDSPADij与NNI之间呈显著负相关,经简单分组线性分析发现NDSPAD14与NNI之间在年份和品种之间表现最稳定,能够较好的定量估算氮营养指数,从而快速诊断小麦氮素是否亏缺.     

不同氮肥水平下墨西哥玉米的SPAD值与部分农艺性状和品质关系研究

设计5个氮肥水平的盆栽试验,并测定不同时期和不同氮肥水平墨西哥玉米的SPAD值和部分农艺性状,以探讨墨西哥玉米的SPAD值与部分农艺性状与品质的相关性。结果表明,墨西哥玉米的SPAD值与分蘖数、株高、产量和粗蛋白质含量都是随着施氮量的增加而提高,而分蘖数则随着氮肥水平的进一步增加而降低;墨西哥玉米的分蘖数、株高和产量是随着牧草的生长而提高,而SPAD值和茎叶粗蛋白质含量是随着牧草的生长而逐步降低。墨西哥玉米的SPAD值与分蘖数相关性最小且都不显著,与施氮水平、产量和茎叶粗蛋白含量相关性达到或接近显著水平,与株高相关性最大,在某些时期达到显著或极显著水平。     

不同密肥条件对超级稻珞优8号的影响

【目的】研究不同密肥生态条件下超级稻珞优8号的生长及高产群体的结构特征,为超级稻的栽培调控和群体控制提供理论依据。【方法】2010年早季,以超级稻珞优8号为材料,进行4个抛栽密度48万株／ha（A1）、60万株／ha（A2）、72万株／ha（屯）、84万株/ha（A4）和2个施氮水平150kg／ha（B1）、225kg／ha（B2）试验,生长期内调查超级稻茎蘖动态,并进行干物质测定及成熟期穗粒结构调查等。【结果】超级稻珞优8号在不同施肥量及不同种植密度条件下,表现出一定的产量差异,以抛栽密度48万株／ha（A1）、施氮水平150kg／ha（B2）组合的综合效益最佳。【结论】生产中,通过适宜抛栽密度、合理施用氮肥和采用“好气灌溉”调节水分是超级稻获得高产的重要调控途径。     

基于无人机和地面数字影像的水稻氮素营养诊断研究

选用扫描仪和无人机平台获取水稻叶片和冠层的数字图像,运用数字图像处理技术研究不同氮素营养水平水稻叶片和冠层的综合特征信息,从而应用于水稻的氮素营养诊断。结果表明:1)通过叶片叶绿素a含量和扫描叶片颜色参量之间的相关性分析,得到可用于诊断水稻氮素营养水平的叶片颜色特征参量B、b、b/(r+g)、b/r、b/g。通过叶片的颜色、形状综合特征信息与YIQ电视信号彩色坐标系统的参量建立氮素营养的识别模型,4个不同氮素水平的正确识别率分别为:N0(0 kg N.hm-2)74.9%,N1(60 kgN.hm-2)52%,N2(90 kg N.hm-2)84.7%,N3(120 kg N.hm-2)75%;2)无人机获取的田间冠层图像识别水稻氮素营养水平的综合特征参量是G、B、b、g、b/(r+g)、b/r、b/g、H、S、DGCI,选择相同的CB参量建立冠层氮素营养的识别模型,4个不同氮素水平的正确识别率为:N0(0 kg N.hm-2)91.6%,N1(60 kgN.hm-2)70.83%,N2(90 kg N.hm-2)86.7%,N3(120 kg N.hm-2)95%。初步研究表明基于综合特征的氮素诊断模型区分效果比较好,利用叶片扫描图像和无人机识别与诊断田间水稻氮素是可行的。