水稻冠层叶片SPAD数值变化特征及其在氮素营养诊断中的应用

摘要

氮素是水稻生长发育的重要限制因子,施氮能有效提高水稻产量。而水稻种植中过度施用氮肥会导致氮素损失,不仅污染了环境,还增加了成本,减少了产量。为此,国内外学者开展了许多相关的研究,探寻提高水稻氮肥利用率的途径。实时、实地氮肥管理模式便是其中一种既保证水稻产量又提高氮肥利用率的田间管理技术,其主要手段是利用叶绿素计对水稻氮素营养状况进行诊断。
　　 本研究通过大田试验,主要研究了6个施氮水平和3种不同施肥方案下,水稻生育期内不同施氮量、不同叶位叶片的SPAD数值特征,及其在氮素营养诊断中的应用。研究主要得到以下结论:
　　 通过对水稻植株整个生长周期叶绿素计读数(SPAD值)的变化情况以及水稻分蘖、孕穗和抽穗3个重要时期主茎顶1叶至顶4叶的SPAD值分布变化特征的研究,结果表明,水稻整个生长期叶色呈现“黑黄”交替的变化规律,且主茎顶4叶对氮素供应丰缺的反应最为敏感,可作为诊断水稻N素营养状况的理想指示叶;此外,对水稻主茎上各个相邻叶位的SPAD差值与施氮水平之间的相关性进行比较,发现顶4叶和顶3叶的SPAD差值(SPADL4-L3)与施氮水平之间存在明显相关性,随着施氮水平的提高,顶4叶与顶3叶间的SPAD值差异逐渐缩小,且这一结果不受施肥条件和水稻生长时期的影响,因此,也可以利用SPADL4-La值作为水稻整个生育期N营养状况实时诊断的指标。
　　 通过对水稻叶片SPAD值与单位质量氮含量(Nw)、单位面积氮含量(Na)之间的关系的研究,结果表明,无论在水稻生长的哪个阶段,叶片的SPAD值与Nw、Na之间均存在显著或极显著的线性相关,并且SPAD值与Nw的相关性要高于SPAD值与Na的相关性。
　　 此外,还研究了不同叶位叶片SPAD值与Nw的关系之间的差异,发现分蘖期以水稻主茎功能叶中的顶3叶的SPAD值与Nw的相关性最高,适宜作为该时期的氮营养诊断指示叶;而孕穗期和抽穗期则以顶4叶对N素的反应最为敏感,且SPAD值与Nw的相关性最高,因此在这两个时期可选取顶4叶作为水稻N营养诊断的指示叶。
　　 并在上述研究结果的基础上初步确定了水稻不同生育期,氮素营养诊断的SPAD标准值范围,也建立了SPAD值与追肥量之间的关系,为诊断水稻氮素营养状况、指导精确施肥提供了重要的应用依据。