棉花SPAD值推荐施氮模型应用与修正

【目的】研究棉花SPAD值推荐施氮模型应用与修正,为棉花SPAD法推荐施肥模型在田间应用的准确性、普适性及合理性提供科学依据。【方法】采用田间小区试验,设3个处理:按照棉花生育时期测定SPAD值推荐施氮(N₁);按照棉花叶龄测定SPAD值推荐施氮(N₂);按当地高产模式推荐施氮(N₃);对比SPAD值、产量构成指标等数据变化特征,修正SPAD值推荐施氮模型。【结果】N₁处理与SPAD值关系式为y=0.090 3x+46.618, R²=0.855;N₂处理与SPAD值关系式为y=0.108 6x+48.666,R²=0.765,N₁处理的追氮量与SPAD值的相关性要高于N₂处理;M₁推荐的N₁处理追氮量与M₂推荐的N₂处理追氮量对产量的影响差异不显著;N₁的追氮量417.45 kg/hm²高于当地高产的追氮量,N₂的285.40 kg/hm²低于当地高产的追氮量,但是N₁和N₂的产量均明显低于当地高产产量;在棉花各个生育时期,N₁与N₂的追肥量与棉花需肥量趋势基本一致,但是各时期N₁的追肥量高于N₂的追肥量。【结论】棉花SPAD值推荐施氮模型具有科学性、可应用性,但在土壤、气候、管理模式变化时需要对模型参数进行修正,才能达到SPAD值与施氮量的最大相关性。修正SPAD值推荐施氮模型时可以利用原有模型的推荐施肥量、当地多年高产施肥量,通过反推快速得到当年就能使用的新推荐施肥公式。     

膜下滴灌条件下水氮供应对棉花根系及叶片衰老特性的调节

【目的】探讨膜下滴灌条件下,水氮运筹对棉花产量形成期根系及叶片衰老特性、产量和水分利用效率的调节效应,为调控滴灌棉花早衰和提高棉花产量提供依据。【方法】在土柱栽培条件下,采用膜下滴灌技术控制水氮的供应量及分配比例,共设置4个水分、2个氮肥运筹共8个处理,研究水氮供应方式对膜下滴灌棉花根系生长、根系活力、根系及叶片保护性酶活性、产量和水分利用效率的影响。【结果】与其它水氮供应方式相比,播前灌条件下盛花期前限量滴灌后恢复充分滴灌配合重施花铃肥的水氮供应方式显著促进了棉花深层根系生长、增强了根系活力,根系及叶片SOD活性较高、MDA含量较低,延缓了植株衰老进程,提高光合产物向生殖器官分配的比例、增加铃重,从而获得了较高的产量和水分利用效率。【结论】播前灌溉条件下,适当减少盛花前水氮供应、增加生育中后期水氮的分配比例是提高膜下滴灌棉花产量和水分利用效率的有效水氮运筹方式。     

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。     

实时实地氮肥管理对不同杂交水稻氮肥利用率的影响

 【目的】探讨两系和三系杂交水稻在实时实地氮肥管理模式下对氮素的吸收和氮肥利用率的差异。【方法】试验于2004和2005年在大田条件下,以两优培九、汕优63为材料比较研究了实时实地氮肥管理模式下不同叶绿素仪（SPAD）预设阈值对其吸氮特性与氮肥利用率的影响。【结果】水稻叶片叶色存在基因型差异,汕优63顶叶的SPAD值比两优培九平均低1.7～2.0个数值单位。在实时氮肥管理模式下,施氮量与SPAD预设阈值呈指数相关关系。对于汕优63而言,Nrate=0.9956 e0.132 SPAD （r2=0.8338**）,对于两优培九则为Nrate=0.1565 e0.173 SPAD（r2=0.9508**）。在SPAD预设阈值介于36～40的范围内,若要保持两个品种同一时期顶叶的SPAD值相同,汕优63比两优培九需要多施用氮肥37.3 kg N•ha-1。【结论】在实时实地氮肥管理模式下,当氮肥平均用量接近160 kg N•ha-1时,两优培九的吸氮能力、氮肥吸收利用率和氮素籽粒生产效率与汕优63相当;其氮素干物质生产效率、氮肥农学利用率高于汕优63;其氮素收获指数低于汕优63。此外,两优培九比汕优63表现出较高的耐肥抗倒伏能力。     

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。     

基于数码图像识别的棉花氮营养诊断研究

研究田间试验条件下不同施肥处理棉花不同叶位图像色彩参数（G、NRI、NGI、NBI、G/R和G/B）与硝态氮含量、叶绿素测量值(SPAD)、叶绿素含量等营养指标间的相关性,确立棉花氮素营养诊断的最佳色彩参数和曲线方程,以期为新型数码图像技术在棉花氮素营养诊断的应用研究提供理论基础。于2012—2013年在安徽省农业科学院棉花研究所安庆试验基地进行不同施肥处理的田间试验,供试品种为‘湘杂棉8号’F1。设置8个施肥处理。分别在棉花蕾期、花铃期用Nikon D80数码相机获取棉花不同叶位图像并取样分析,研究数码相机进行棉花氮素营养诊断的最佳色彩参数,确定棉花氮素营养诊断的曲线方程。结果表明：（1）倒3叶硝态氮含量与红光标准化值NRI的相关性最好,R2=0.8754。功能叶倒4叶次之,R2=0.8013。（2）除倒1叶外,各叶位的SPAD值与数字化指标之间均有着良好的相关性。倒2叶与绿光标准化值NGI的相关性最好,相关系数为0.9591。（3）对于叶绿素含量,倒1叶与蓝光值B值相关性最好,为曲线正相关,R2=0.9444。其次为倒3叶、倒4叶,相关系数分别为0.9294、0.931。因此,在进行棉花不同叶位氮素营养诊断时,应选择上部叶位倒1叶、倒2叶、倒3叶、倒4叶,并选择色彩参数B值、蓝光标准化值NBI、NRI进行相关性分析与诊断。     

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。     

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。     

应用近红外（NIRS）技术分析小样品油菜籽粒含油量及硫甙含量

【目的】对193份甘蓝型油菜籽粒进行常量样品（3.0 g）及小量样品（0.3 g） 含油量及硫甙含量近红外光谱分析技术（NIRS）分析和回归模型研究,以期在育种过程中建立实用的油菜小样品含油量及硫甙含量测定数学模型。【方法】利用NIRS对甘蓝型油菜籽粒进行含油量及硫甙含量测定,并进行回归分析。【结果】在众多回归模型中,对于小量样品籽粒含油量及硫甙含量,二次模型均为最优拟合模型,回归方程式分别为：y=40.190+0.892x-0.007x2（R2=0.970）;y=-92.040+0.748x+0.002x2（R2=0.960）（y为常量测量结果,x为小量测量结果）。【结论】获得的二次回归方程式可以很好地将小量样品测定数据转化为常量样品分析结果,为高含油量和低硫甙油菜品种的选育奠定基础。     

基于光谱分析不同温度下棉花叶片SPAD值含量估测

【目的】研究不同温度对棉花叶片SPAD值的影响,利用高光谱反演叶片SPAD值。【方法】以不同温度处理花铃期水培棉花叶片为材料,利用美国SVC-HR768光谱仪测定叶片光谱反射率和SPAD502叶绿素计测定叶片SPAD值,采用相关分析、线性回归等方法,分析叶片SPAD值与原始光谱、一阶微分光谱和高光谱参数数据之间的关系。【结果】随着温度的升高,叶片SPAD值和原始光谱反射率逐渐下降,叶片SPAD值与原始光谱、一阶微分光谱和高光谱参数数据均具有较好的相关性,通过相关系数、调整R2和平均相对误差最大优选原则综合比较,筛选建立的叶片SPAD值与原始光谱、一阶微分光谱和高光谱参数的较优估测模型,相关系数分别为0.81、0.857和0.833,调整R2分别0.747、0.844和0.824,平均相对误差分别为9.12%、5.78%和7.72%。【结论】一阶微分光谱671和683 nm组合波段构建的模型Y=50.487 X683-131.617 X671+36.777预测叶片SPAD值最为精确,高光谱参数次之,原始光谱最差,为利用高光谱遥感信息反演花铃期棉花叶片SPAD值提供理论依据。     

光密度法与计数法测定3种能源微藻细胞生长的相关性及其验证

[目的]探讨3种能源微藻细胞数量和藻液光密度之间的相关性,验证以光密度法测定细胞生长密度的可行性,为能源微藻的生长和生理生化研究提供简便方法与参考依据.[方法]选取三角褐指藻Phaeod1actylum tricornutum、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis和海洋小球藻Chlorella vulgaris 3种能源微藻为生物材料,以添加f/2营养液的人工海水为培养介质,在植物培养箱中利用三角瓶进行一次性培养试验.利用显微镜计数法观测微藻的细胞密度,测定各藻液在680 nm处的光密度值,并进行线性拟合获取回归方程,比较两种测定方法所得的藻细胞密度值.[结果]3种能源微藻的细胞密度与藻液光密度有显著的线性正相关,其回归方程分别为:三角褐指藻细胞密度(104个/mL)=1405OD680-59.745,R2=0.9942;亚心形扁藻细胞密度(104个/mL)=216.94 OD680+0.9743,R2=0.9947;海洋小球藻细胞密度(104个/mL )=2170.1 OD680+ 18.569,R2=0.9927.在各微藻生长第5、7和9d中,利用显微镜计数法所得细胞数目和光密度法换算所得细胞数目没有明显差别.[结论]光密度法是一种可测定微藻细胞生长的快速、简便、有效的方法,可广泛应用于能源微藻的生长、生理生化研究.     

膜下滴灌水氮空间调控对机采棉群体塑造及产量的影响

【目的】研究膜下滴灌水氮空间调控对机采棉群体塑造及产量的影响。【方法】以新陆中66号为供试品种,试验采用大田裂区试验设计,主区为膜内不同滴灌带条数,分别为2、3和5条(分别标记为G₂、G₃、G₅);副区为不同施氮量,分布为0、238、317、396 kg/hm²(分别标记为N₀、N₁、N₂、N₃),研究棉花生育期内不同水氮处理对群体指标、叶面积指数、干物质积累、产量和氮肥农学效应的影响。【结果】施氮量对机采棉群体塑造影响极显著,滴灌带布置条数对茎粗和果枝始节高度有显著影响;增加布管数量和施氮量可增加机采棉的叶面积指数,并在生育中后期达到显著影响;机采棉地上部分干物质积累量、单株铃数、单铃重、衣分和籽棉产量均随着施氮量的增加而呈单峰趋势,在N₂水平下有最大值;滴灌带条数和施氮量的交互作用对果枝始节果枝始节高度、吐絮初期干物质积累量和产量的影响显著。【结论】水氮空间调控会显著影响棉花群体塑造和产...     

不同施肥水平对成龄红枣生长及产量的影响

[目的]研究不同施肥对成龄红枣生长及产量的影响,为新疆南疆干旱地区成龄红枣的合理施肥提供依据.[方法]通过不同施肥量的肥料试验,研究枣树叶片SPAD值、枣吊、果实横纵径、单果重、产量等生理性状与施肥量之间的关系,确定针对于南疆成龄红枣的合理施肥量.[结果]114 kg/667 m2施肥处理的红枣枣吊、单果重、产量等生理性状均明显优于其它施肥处理,叶片SPAD值最低.随着施肥量的增加,红枣产量与施肥量关系为Y=-25.647X2+ 134.43X+315.54,R2=0.743 6,施肥处理3产量达到最高.[结论]在供试条件下,合理的施肥量为尿素70 kg/667 m2、硫酸钾44 kg/667 m2,红枣产量可达535.76 kg/667 m2,滴灌施肥与传统施肥相比,尿素、硫酸钾肥料配合合理,能有效提高红枣产量和品质.     

膜下滴灌氮、磷、钾耦合对杂交棉产量的影响

[目的]研究膜下滴灌氮、磷、钾耦合效应对杂交棉产量的影响.[方法]通过田间试验,采用"3414"完全试验方案研究不同施肥处理对棉花产量的影响,并通过产量建立施肥模型.[结果]氮、磷、钾不同配比对棉花产量有显著影响,施肥不足或过量都造成产量下降,其中氮素对棉花生长影响最大.膜下滴灌氮、磷、钾与产量三元二次方程为:Y=4 382.22+5.456 N+1.937 P+6.823 K+0.013 84 NP-0.009 24N2-0.307 5 P2-0.027 72 K2.由模型方程得到氮、磷、钾肥最佳施用量分别为383.26、117.76和123.07 kg/hm2,其产量为5 961.8 kg/hm2.[结论]氮、磷、钾合理的组合可以获得高产,提高经济效益.     

微滴灌高效固态复合肥在新疆高产植棉中的应用效果初探

[目的]验证微滴灌高效固态复合肥在新疆高产植棉中的应用效果.[方法]2年内通过在基肥投入量相同条件下,微滴灌高效固态复合肥随水施肥与当地常规施肥,以及微滴灌高效固态复合肥和其它滴灌专用肥四组对比田间试验.[结果]处理1的施肥(微滴灌高效固态复合肥处理)比处理2(常规施肥处理)的棉花叶面积系数增加0.47,单株叶片数增加3.2片/株,棉花干物质重量地上部分增加8.74 g/株,同时地下部分增加0.68 g/株.微滴灌高效固态复合肥比常规施肥降低成本206.11元/hm2,籽棉增加301.8 kg/hm2,净增收益1 023.9元/hm2.微滴灌高效固态复合肥比其它滴灌专用肥增产籽棉341.5 kg/hm2,增加利润1 115.78 元/hm2.[结论]微滴灌高效固态复合肥使棉花增产,农民增效,值得在植棉区大面积推广应用.     

麦后移栽棉氮素营养诊断与追肥模型

【目的】基于江汉平原麦后移栽棉花适宜氮素诊断指标建立追肥模型,为棉花氮素精准管理提供依据。【方法】于2019年采用田间小区试验,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg N/hm²),分析蕾期、花铃期倒4叶叶绿素含量(SPAD值)、叶柄硝酸盐含量(NIT)及24个高光谱参数与前期施氮量的关系,研究麦后移栽棉适宜氮素营养诊断关键指标,结合氮肥效应函数建立氮素追肥模型。【结果】随施氮量的增加,棉花倒4叶SPAD值、叶柄NIT含量显著增大,棉花冠层光谱绿光波段形成的反射峰变缓,但当氮肥增加到360 kg/hm²时不再显著增加(蕾期NIT除外)。蕾期、花铃期倒4叶SPAD值、叶柄NIT含量、冠层高光谱参数(RSI和mND705)与前期施氮量均呈极显著一元二次方程关系(R²＞0.8,RMSE＜1),可作为江汉平原麦后移栽棉氮素营养诊断指标,以产量潜力的95%为临界值,蕾期麦后移栽棉SPAD值、叶柄NIT含量、冠层RSI和mND705临界值分别为34.802、2.307、1.526和0.549,花铃期相应为34.841、4.174、1.589和0.619。【结论】4个指标为江汉平原麦后移栽棉氮素营养诊断指标。麦后移栽棉最适宜施氮量为310.64 kg/hm²,产量潜力为4 662.53 kg/hm²。     

不同施肥及滴灌方式对糯玉米生长及产量的影响

[目的]探讨糯玉米水肥一体化处理组合效应,寻找适宜的水肥供应模式.[方法]设常规施肥(F1)、水肥一体化足量施肥(F2)、水肥一体化缺量(80%)施肥(F3)等3种施肥模式以及常规滴灌(CDI)、交替滴灌(ADI)和单侧固定滴灌(FDI)等3种灌水方式,共9个处理组合,研究各处理组合对糯玉米生长及产量的影响.[结果]3种施肥模式下,ADI与CDI相比,糯玉米株高、叶面积和根干质量差异不明显,但是明显降低地上部和总干质量,与F1×CDI组合鲜苞产量相比,除F3×FDI处理降低34.19%外,其他组合增产1.44%~17.31%,F3×ADI组合鲜苞产量最高,为19.38 t/ha.[结论]利用交替滴灌方式进行水肥一体化的施肥,肥料用量为180 kg/ha N,90 kg/ha P2O5和180 kg/ha K2O,最有利于糯玉米生长和产量的提高.     

棉花各生育期精细水肥调控对滴灌棉田土壤盐分变化的影响

[目的]滴灌棉田土壤次生盐渍化逐渐成为生产中关注的一个问题.探讨棉花生育期水肥调控对滴灌棉田土壤盐分变化的影响.[方法]在新疆库尔勒市进行大田试验,在总施肥量相同情况下棉花各生育阶段施肥比例不同时,测定分析各生育期剖面土壤电导率、水分含量、棉田光照强度.[结果]棉花生长期进行适宜的水肥耦合管理有可能在生长期结束时降低或调控表层土壤含盐量.在各生育阶段施肥量一定、需要多次追肥情况下,蕾期采取"前重后轻"、花铃期前期采取"多次等比例"、盛铃期采取"前轻后重"施肥策略,能有效降低0～60 cm根层土壤盐分含量.[结论]调控棉花生长增大田间郁闭程度有利于提高土壤水分含量、降低土壤含盐量.     

有机肥替代化肥对棉花生长性状、产量的影响

【目的】研究有机肥配施化肥影响棉花生长性状和产量。【方法】采用田间试验,以不施肥和无机复混肥为对照,研究化肥有机替代比例(20%、40%、100%)对棉花生长及产量的影响。【结果】不同生育时期,棉花株高、叶片数、SPAD值、茎粗以及棉花产量变化规律一致:T₅与T₁处理差异不显著,T₁、T₅分别与T₂、T₃、T₄处理差异显著。与无机肥处理(CF)比较,化肥减量20%下施用400 kg有机肥、化肥减量40%下施用800 kg有机肥处理,显著促进棉花生长、提高棉花产量。T₃、T₄处理棉花产量分别比空白处理(CK)增产27.70%、21.75%。【结论】有机肥配施化肥可以达到化肥减量、棉花增产的效果。