基于SPAD的西瓜氮素营养诊断与推荐施肥技术研究

为解决西瓜生产中存在盲目或过量氮肥施用导致的果实品质下降和氮素利用率低下等突出问题,开展了基于叶绿素仪测定值(SPAD值)的西瓜全生育期氮素营养诊断与推荐施肥技术研究,以期为利用SPAD仪建立田间西瓜氮素营养实时诊断技术、开发西瓜精准氮素养分管理模式提供理论依据。试验于2020—2021年在甘肃河西灌区的张掖市以‘金城5号’西瓜为材料,设置了0、80、160、240、320、400 kg/hm² 6个氮肥水平,通过研究不同施氮水平下西瓜关键生育时期不同叶位及叶片不同位置上的SPAD值、叶绿素含量、全氮含量的变化特征及其与西瓜产量、品质指标的相互关系,建立基于SPAD值进行西瓜氮素营养诊断与推荐施肥的实时氮肥管理(RTNM)模式,并开展RTNM模式的生产性验证。西瓜苗期顶一叶叶尖、伸蔓期顶三叶叶中、膨果期功能叶叶中位置SPAD值与叶片叶绿素、全氮含量相关性最佳,且变异系数小,是较为理想的指示叶或参照叶;通过指示叶SPAD值与西瓜产量、品质指标及施氮量的回归分析,获得西瓜产量超过60000 kg/hm²的SPAD阈值范围为苗期49.1～51.0、...     

基于SPAD值的烤烟氮素营养诊断研究

为探究SPAD值在烤烟氮素养分诊断中的作用,以云烟100为试材,设置了6个不同氮肥水平的田间试验,分析了烤烟叶片SPAD值与氮素营养诊断指标、施氮量的关系以及施氮量对产量的影响。结果得出产量与施氮量呈二次函数关系,函数关系式为Y=-0.07X²+18.07X+2165.34,根据产量与施氮量的关系确定了最佳经济施肥量,为124.5 kg/hm²,对应的最佳经济产量为3330.4 kg/hm²;建立了基于叶片SPAD值的烤烟氮肥推荐施肥标准。其中最适SPAD值范围为37.11～46.06,可作为团棵期和旺长期氮素营养诊断的指标,并能推荐氮肥的施用。     

主要粮食作物基于SPAD的氮素营养诊断方法研究进展

基于叶绿素计测定的SPAD值与植物叶片叶绿素和氮浓度的关系,详细综述了用叶绿素计在玉米、小麦、水稻以及其他作物上进行氮素营养诊断的研究进展.第一,"相对SPAD值"、"氮饱和指数"或"归一化SPAD"等指标能够消除或减小品种、生育期及区域年际间的误差;第二,不同生育期应选择理想指示叶作为诊断目标;第三,不同叶位间的SP...     

硝酸盐反射仪和SPAD法对玉米氮素营养诊断的比较

精准的营养诊断是了解作物氮素营养及推荐施肥的基础。本文在田间滴灌条件下利用SPAD叶绿素仪(SPAD-502 Plus)和硝酸盐反射仪(RQ flex10)两种诊断方法对玉米关键生育时期的氮素营养诊断进行研究,旨在筛选出适宜的诊断方法,并依据诊断值建立滴灌玉米不同生育时期的施肥模型。试验设置0 kg(N)·hm~(-2)(N0)、225 kg(N)·hm~(-2)(N225)、330 kg(N)·hm~(-2)(N330)、435 kg(N)·hm~(-2)(N435)和540 kg(N)·hm~(-2)(N540)5个施氮水平,在不同生育时期测定了玉米叶片SPAD值和叶鞘NO_3~-含量,并分别与施氮量、植株全氮含量、产量进行方程拟合,比较两种诊断方法对玉米氮素营养的响应。研究结果表明:1)玉米叶片SPAD值和叶鞘NO_3~-含量均随施氮量的增加而显著升高,且在拔节期对施氮量的响应最敏感。叶鞘NO_3~-含量对施氮量变化的响应较SPAD值大,其与施氮量及玉米产量的拟合度均高于SPAD值,说明硝酸盐反射仪法对滴灌玉米氮素丰缺的反应更灵敏。2)玉米全氮含量与叶片SPAD值呈显著线性关系,而与叶鞘NO_3~-含量则以线性加平台表示。当叶鞘NO_3~-含量小于186 mg·L~(-1)时,植株全氮与NO_3~-间呈显著线性相关;当叶鞘NO_3~-含量大于186 mg·L~(-1)时,植株全氮随NO_3~-含量增加趋于不变。3)本农作区滴灌玉米最佳经济施氮量为402.5 kg·hm~(-2),对应的玉米产量为17 049 kg·hm~(-2)。玉米拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期的临界叶鞘NO_3~-含量分别为729.3 mg·L~(-1)、536 mg·L~(-1)和81.2 mg·L~(-1)。SPAD叶绿素仪和硝酸盐反射仪均可对滴灌玉米进行氮素营养诊断,但硝酸盐速测值能更敏感地反映氮素丰缺状况,基于硝酸盐反射法进行作物氮素营养诊断及推荐施肥具有较好的准确性与适用性。     

基于叶片营养诊断的苹果园果树精准施肥模型研究

针对苹果园缺乏精准施肥指导方法,造成果树养分供应比例不平衡、肥效低,导致果实质量不理想、品质不一致的问题,提出一种基于叶片营养诊断的苹果树精准施肥模型。首先,采用FCM-模糊聚类方法建立苹果树花量估测模型,根据花果叶理论中花量与果实的数量关系,估算苹果树的目标产量。其次,根据养分平衡法,对果树目标产量、土壤养分含量、肥料利用率以及肥料养分含量进行了分析,计算出果树的施肥总量,根据苹果树年生长周期的生长规律、需肥特性及叶片营养诊断结果,建立了苹果树的精准施肥模型。最后,在苹果园示范园内采用对照试验的方式进行施肥模型验证试验,比较两个对照组果园施肥量及果实品质结果。试验结果表明:(1)经验指导施肥导致施肥量变化幅度大、肥料用量大,施肥模型指导施肥使施肥量变化幅度小、肥料用量少,估测结果更加准确;(2)施肥模型指导施肥的果园相较于根据经验施肥的果园,果品质量明显提高:平均单果重增加37 g,果实硬度增加1.7 kg/cm2,可溶性固形物增加2.5个百分点,果实着色面在60%以上的果实数量增加11.5个百分点。综上所述,基于叶片营养诊断的苹果园精准施肥模型能够提高果品质量,降低肥料浪费,实现科学指导苹果园施肥。     

玉米营养诊断施肥综合系统

介绍了综合诊断玉米矿质营养平衡状况的ＤＲＩＳ技术及其发展中，结合实例介绍了ＤＲＩＳ指数的计算和应用方法，讨论了ＤＲＩＳ指数的影响因素以及这项技术在其它研究邻域的应用前景。     

春大白菜田间氮素营养快速诊断及最佳用量研究

通过田间试验，用反射仪法测定在不同施氮条件下，春季大白菜各生育期叶柄硝酸盐含量、施氮量和产量的关系。结果表明，氮肥施用方式对大白菜产量有显著影响，以分次追肥处理为最佳。春大白菜各生育期叶柄硝酸盐含量、施肥量及其产量之间都有很好的相关性，据此推导出不同生育期叶柄硝酸盐含量与产量之间的数学模型，初步确定了春大白菜不同生育期氮素营养诊断指标，并计算出最佳施氮量为389．54～402．90kg／kg/hm^2。     

镉污染水稻土中水稻氮素营养的SPAD诊断

治理和安全利用重金属污染水稻土过程中,氮素营养的快速诊断是制定合理施肥措施的基础。叶绿素测定仪SPAD已广泛应用于非污染耕地土壤中玉米、小麦和棉花等作物的氮素营养诊断,然而针对镉污染条件下的不同类型水稻土,SPAD在诊断水稻氮素营养的适应性方面仍然缺乏系统研究。本研究采集了我国水稻主产区的21种典型水稻土,以德农2000为供试水稻品种,设置无镉污染、轻度镉污染、重度镉污染处理的水稻盆栽试验,研究水稻叶片SPAD值对镉污染水稻土氮素供应诊断和水稻产量预测的能力。结果表明:水稻土类型影响了水稻叶片SPAD值对不同水平镉污染的响应,土壤p H是主控因子,其相对影响的平均值为20%。水稻叶片SPAD值与不同生育期水稻籽粒氮素含量显著正相关,其中拔节期的相关系数最大;同时水稻叶片SPAD值与水稻营养生长期(苗期至拔节期)土壤溶液总氮和铵态氮含量呈显著正相关,且不受镉污染程度和土壤类型的影响。总体上,不同生育期(尤其是拔节期)水稻叶片的SPAD值可以表征镉污染条件下不同类型水稻土氮素养分供应对水稻氮素营养的影响。     

移栽玉米的氮素诊断及追肥推荐研究

本文通过对不同施氮量与移栽玉米产量的两种模型比较，得出线性加平台能较好的模拟产量与施氮量的关系，由此得到了最佳施氮量和最佳产量，同时确定了玉米植株硝酸盐，土壤0－30cm硝酸盐的推荐施氮临界值指标。     

氮、钾、镁营养对烟草产量和产值的效应研究

采用“３１１－Ｂ”最优混合设计，对烟草进行氮、钾、镁营养不同施肥配比的田间试验。结果表明：氮、钾、镁不同配比对烟草产量、产值表现出不同程度的影响；计算机寻优得到供试条件下氮、钾、镁最佳配比施肥方案，产量方案为：Ｎ８６．４０ｋｇ／ｈｍ＾２，Ｋ２Ｏ４９２．４５ｋｇ／ｈｍ＾２，Ｍｇ１９．３５ｋｇ／ｈｍ＾２；产值方案为：Ｎ７２．１５ｋｇ／ｈｍ＾２，Ｋ２Ｏ５２３．５０ｋｇ／ｈｍ＾２，Ｍｇ１８．００ｋｇ／ｈｍ     

应用叶绿素计诊断烤烟氮素营养状况

为探讨叶绿素计在估测烤烟叶绿素和氮浓度上的应用价值,进行了3个田间试验。即:郑州点2003年设施N.51.0.kg/hm2与4个品种NC89、RG17、85048、541;2004年设5个氮肥用量:N.30.04、0.5、51.0、61.5、75.0.kg/hm2与2个品种中烟101、云烟85;玉溪点于2005年设5个氮肥用量:N.02、7.0、54.5、81.8、109.0.kg/hm2与K326品种的试验。测定了不同试验条件下烤烟叶片的叶绿素计(SPAD-502和CCM-200)值和实际叶绿素浓度、全氮浓度,并进行了三者关系分析。结果表明,应用叶绿素计监测烤烟叶片最佳测定部位为完全展开叶的中部。叶绿素计测定值因年份、地点、氮肥水平、叶位、同一叶片不同的部位而异。叶绿素计值与叶绿素浓度、叶片全氮浓度之间有稳定的极显著相关性。叶绿素计SPAD-502的SPAD值和CCM-200的CCI值与叶绿素浓度之间的决定系数分别为0.8755(P0.001)和0.9499(P0.001)。SPAD计值(SPAD)与全氮浓度(N)之间回归方程为N=0.0265SPAD+0.9601(R2=0.7649,P0.001),经检验该模型具有较好的精确性和普适性,利用叶绿素计进行烤烟氮素营养监测是可行的。     

加工番茄氮肥用量与氮营养状况诊断研究

通过设置N0(不施氮)、N1(150 kg/hm2)、N2(300 kg/hm2)和N3(450 kg/hm2)4个氮水平的田间小区试验,利用反射仪法对加工番茄新功能叶的叶柄进行硝酸盐测定,并测定地上部分生物量与经济产量,研究叶柄硝酸盐浓度与产量、叶全氮量、植株全氮量、地上部分干物质量等的相关性,建立加工番茄叶柄硝酸盐诊断追肥模型。结果表明,优化施氮处理(N2)经济产量为95 259 kg/hm2,较不施氮处理(N0)增产50 812 kg/hm2,增收14 988元/hm2。各处理加工番茄叶柄硝酸盐浓度随生育期进展呈一致的变化趋势,且叶柄硝酸盐含量在一定范围内随施氮量的增加而增大。加工番茄不同生育时期叶柄硝酸盐浓度与产量均呈显著相关性。经过校检,加工番茄以盛果前期为氮营养诊断时期较为合理,其临界值为4 182 mg/L。同时,初步建立了植株硝酸盐诊断追肥模型。     

作物氮素营养诊断方法的研究现状及进展

根据作物氮素营养诊断方法的发展,总结分析了作物氮素营养诊断中各种方法的优缺点,提出将无损快速诊断技术与传统诊断技术结合将是今后氮素营养诊断的发展趋势。在测土配方施肥中应加强推广植株氮素诊断的方法和技术,提高测土配方施肥的准确性,建立各种不同作物氮素营养诊断的综合指标体系。     

西南烟区氮素供应与烤烟氮素吸收的关系

【目的】氮是影响烤烟产量和品质的最重要元素,本研究旨在探索氮素供应与烤烟氮素吸收的关系,为提升西南烟区烤烟氮素营养管理水平奠定理论基础。 【方法】在云南、贵州设置多点施肥试验,采用田间原位培养试验、15N 同位素示踪方法,研究烤烟对土壤及肥料氮的吸收。 【结果】烤烟氮素累积量与土壤基础供氮量呈线性正相关,土壤基础供氮量分别解释了烤烟氮素累积量和烤烟土壤氮素累积量 82.6% 和 84.8% 的变异,是烤烟氮素累积量的决定性因素;土壤基础供氮量与土壤有机质含量密切相关,在土壤有机质含量 0～35 g/kg 范围内,土壤基础供氮能力随着有机质含量的增加而增加;鉴于烤烟对氮素的需求,土壤基础供氮量在 60 kg/hm2、土壤有机质含量 20 g/kg 左右较为适宜烟叶品质的形成。烤烟氮素来源主要包括土壤矿化氮、土壤起始无机氮及肥料氮,西南烟区在烤烟大田期土壤氮矿化量为 19.9～38.9 mg/kg,大田期土壤矿化氮量与烤烟氮素累积量呈非线性相关,当土壤矿化氮量增加至 30 mg/kg 以上时,烤烟氮素累积量不再增加;单位土壤有机质大田期矿化氮量与有机质含量的关系可以用对数方程来表达,通过此方程可初步预测土壤矿化氮供应量。西南烟区土壤起始无机氮 (0—30 cm) 和肥料氮输入量为 14.1～237.7 kg/hm2,两者输入量与烤烟氮素累积量呈显著正相关,当土壤起始无机氮和肥料氮输入量超过 150 kg/hm2 时,烤烟氮素的累积量趋于稳定;烤烟氮素累积量随无机氮素供应的增加而增加,烤烟生长季氮供应量超过 300 kg/hm2 时烤烟氮素累积量增加趋势变缓,此时烤烟氮素累积量达到了 100 kg/hm2。西南烟区氮肥利用率为 25.4%～37.1%,土壤有机质与肥料氮利用率的相关系数达到了 0.783 (P < 0.01),肥料利用率随土壤有机质含量以对数函数方式增长。 【结论】在西南烟区烤烟农田生态系统中,烤烟种植宜选择土壤基础供氮量在 60 kg/hm2、有机质含量 20 g/kg 左右的土壤,肥料氮和土壤起始无机氮供应量之和应在 150 kg/hm2 以内,烤烟生长季总无机氮供应量应控制在 300 kg/hm2 以内。西南烟区氮肥利用率平均为 32.6%,通过培育土壤,提高土壤肥力可提高氮肥利用率。     

氮肥对水田与旱地烤烟叶绿素动态、生长及产量的影响

研究了氮源和施氮量对烤烟叶绿素动态、株高、叶面积系数、产量和产值的影响,发现:不管何种氮肥形态,烟叶内叶绿素含量均随施氮量的增加而增加;铵态氮对旱地烤烟的叶绿素含量的增加效果优于硝态氮。虽然硝态氮和铵态氮均能促进烟株株高和叶面积系数,但铵态氮的效果要比硝态氮的效果好;田烟和地烟的最高产量产生在铵态氮的最高处理180和150kg/hm2,就产值而言,地烟在两种氮源下均为75kg/hm2的氮量下的产值达到最高,但铵态氮处理的产值较硝态氮高0.34×104元/hm2;而田烟的最高产值却出现在高氮处理中。     

不同氮素形态及比例对烤烟长势、产量及部分品质因素的影响

在湖南浏阳,运用田间小区试验研究了硝态氮、铵态氮比例(RN)对烤烟田间长势与产量以及部分品质因素的影响。结果表明:1)RN对烤烟的农艺性状、产量、产值、均价等没有明显影响,而对烤烟的等级结构、内在化学成分含量、氮、钾、氯的吸收量有着显著影响,可以用显著的二次多项式模型或直线相关方程描述产值、均价、上等烟产量、下等烟产量等经济性状以及烟碱、总氮、钾、还原糖、氯、淀粉、挥发碱等内在化学成分的含量与铵态氮份额之间的关系;2)RN为75%∶25%时,中上等烟比例、烟碱、总氮、钾、钾氯比、氮吸收量最高,挥发碱含量最低。RN为25%∶75%时,挥发碱含量最高,总氮、淀粉含量最低。100%铵态氮时,还原糖、氯含量、淀粉的含量最高,碱、钾、钾氯比最低,同时显著地降低烤烟的等级结构。100%硝态氮时,总氮、钾、氯在烟叶中的含量最低,吸收总量也最少,同时产量、产值、均价也处于最低水平;3)本试验的任何RN下,烟碱、总氮、钾、氯、淀粉的含量均符合优质烟叶要求,而还原糖相反。综合考虑经济效益、养分利用率和烟叶内在化学成分的协调性,整体上RN为54%∶46%～50%∶50%较好。     

施用苹果酸对烤烟氮代谢的影响

选择饼肥发酵产物和烟草中含量较高的苹果酸,研究其对烤烟氮代谢的影响。盆栽试验设置4种浓度的苹果酸溶液处理(g/L):0、1、2、3,分别在移栽后20和40.d灌根。移栽50.d后,各处理取3株进行生理特性和化学成分测定。结果表明,适量的苹果酸促进了土壤氮素的释放,增加烟株氮积累量,一定范围内随着苹果酸用量的增加,根系活力提高,根部氮代谢加强,表现为硝酸还原酶活性增强,硝态氮含量降低,铵态氮含量升高;而氮素在叶部还原量减少,表现为硝态氮含量的减少和硝酸还原酶活性的降低。说明施用苹果酸改变了氮在根部和叶部代谢的状况,使氮在根部还原和同化的比例增加,在叶中还原的比例减小,总体上促进了烤烟氮代谢。     

不同氮源对烤烟漂浮育苗氮素利用及烟苗生长的影响

采用水培漂浮育苗的方法,研究4种氮源（硝态氮、铵态氮、酰胺态氮、硝酸铵）对烤烟漂浮育苗系统中氮的利用状况。结果表明,在烤烟漂浮育苗系统中,氮的表观利用率由高到低依次为:硝态氮源＞酰胺态氮源＞硝酸铵＞铵态氮源;氮的实际利用率表现为前三种氮源之间无显著差异,但它们均显著高于铵态氮;烟苗根系活力、光合色素含量、木质化程度等壮苗指标是以硝酸铵、酰胺态氮为氮源的效果显著高于单纯的硝态氮。尿素添加少量的硝态氮是烤烟漂浮育苗培养壮苗最佳的氮源选择。     

不同氮效率夏玉米临界氮浓度稀释模型与氮营养诊断

【目的】建立豫中地区玉米临界氮稀释曲线,比较不同氮素利用率玉米品种模型差异,探讨基于此的氮营养指数用于诊断、评价玉米氮素营养的可靠性,为实现玉米合理施用氮肥提供理论依据。【方法】以伟科702和中单909两个不同氮利用效率的品种为试验材料进行连续三年的田间定位试验,共设5个氮肥水平(0、120、180、240和360 kg/hm^2),分析不同施氮量对两个玉米品种拔节期、大喇叭口期、吐丝期、收获期干物质的影响,基于不同时期干物质和植株氮浓度建立两个品种临界氮稀释曲线,分析不同氮利用率品种玉米临界氮稀释曲线模型的差异和氮营养指数及其与相对地上部生物量和相对产量的关系。【结果】中单909的氮利用率显著高于伟科702。在各生育时期,两个玉米品种地上部生物量随施氮量变化表现为N0 –0.341,中单909 Nc=30.801DM^–0.370)具有很好的稳定性。相比中单909的模型参数,伟科702的参数a提高了15.70%,参数b降低了7.84%,且参数a变化值大于参数b。同一时期两个品种基于此模型的氮营养指数均随施氮量的增加而上升;施氮量低于180 kg/hm^2时,随着玉米生育时期的推进,氮营养指数随施氮量的增加呈先升高再降低的趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2时,氮营养指数一直升高。氮营养指数与相对地上部生物量、相对产量相关性均达到显著水平。【结论】本文建立的豫中地区的两个品种玉米临界氮稀释曲线模型及氮营养指数,可以很好地诊断和评价玉米植株氮素营养状况。不同氮利用率品种间临界氮浓度稀释曲线模型参数存在差异,氮高效的品种具有较低的单位生物量氮浓度和较高的曲线斜率,其各时期临界氮浓度低于氮利用率低的品种。