焦穎

摘要[目的]研究葉綠素儀在東北春播玉米營養(yǎng)診斷施肥中的應用。[方法]測定了葉片SPAD值，葉片全氮、全磷和全鉀，及玉米相對產(chǎn)量。 [結(jié)果]玉米SPAD值與玉米葉片全氮含量、施氮肥數(shù)量、玉米產(chǎn)量之間存在極顯著的線性相關(guān)性。[結(jié)論]通過測量玉米SPAD來分析玉米氮素營養(yǎng)、預測東北春播玉米產(chǎn)量具有可行性。

關(guān)鍵詞葉綠素儀；玉米；營養(yǎng)診斷；施肥

中圖分類號S513文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）31-0018-02

Abstract [Objective]To research the application of chlorophyll meter in nutrient diagnosis and fertilization of spring maize in northeast China. [Method]We detected the leaf SPAD value， leaf total nitrogen， total phosphorus， total potassium， and maize relative yield. [Result]Maize SPAD had extremely significant linear correlation with leaf total nitrogen content， nitrogen application dosage and maize yield. [Conclusion]It was feasible to forecast the yield of spring maize in northeast China by measuring the SPAD and analyzing the maize nitrogen nutrition.

Key wordsChlorophyll meter；Maize；Nutrient diagnosis；Fertilizer application

植物的葉片葉綠素含量與葉片含氮量密切相關(guān)，因此可通過測定葉綠素含量來監(jiān)測植物氮素狀況[1]。據(jù)此原理，日本的MINOLTA公司先后設(shè)計推出了SPAD-501葉綠素儀與SPAD-502葉綠素儀，用來進行田間作物氮素診斷及施肥推薦。

我國已經(jīng)廣泛開展采用葉綠素儀進行玉米的氮素診斷和氮肥推薦的研究。李志宏研究葉綠素儀在夏玉米氮營養(yǎng)診斷中的應用時發(fā)現(xiàn)，應用葉綠素儀（SPAD-502）監(jiān)測夏玉米氮營養(yǎng)狀況的最佳測定部位為葉基部開始40%～70%區(qū)域，該部位葉綠素儀測定值與玉米全氮、施氮量及產(chǎn)量間均有較好的相關(guān)性[2]。為消除品種和生長環(huán)境的不同對SPAD值的影響，李占成等[3]均采用相對葉綠素儀測定值校正法，提高葉綠素儀對玉米追肥推薦中氮營養(yǎng)狀況的預測精度，但無法完全消除外部因素對葉綠素值的影響，甚至會影響葉綠素儀發(fā)揮其快速、簡便的特點。而不同的玉米品種在不同的生長階段，SPAD值差異較大，需要針對不同玉米品種建立不同的SPAD值的診斷標準。該研究在東北地區(qū)通過3414試驗設(shè)計，研究玉米葉綠素儀測定值在東北春播玉米營養(yǎng)診斷施肥中的作用，旨在提高玉米營養(yǎng)診斷準確度和肥料利用效率。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2015年在遼寧職業(yè)學院農(nóng)藝學院實訓基地進行。供試土壤為壤土，試驗地基礎(chǔ)肥力為有機質(zhì)21.05 g/kg、全氮1.59 g/kg、全磷0.56 g/kg、全鉀24.73 g/kg、堿解氮108.49 mg/kg、有效磷29.00 mg/kg、有效鉀137.90 mg/kg、pH 6.17。

1.2材料供試肥料分別為尿素（含氮46.4%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 62%）。供試玉米品種為中農(nóng)大369。

1.3試驗設(shè)計

采用3414方案處理，3個因素分別是氮、磷、鉀，共4個水平，14個處理。其中4個水平分別為0水平即不施肥，2水平指當?shù)刈罴咽┓柿康慕浦担?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5。具體設(shè)計方案見表1。該試驗設(shè)有3次重復，14個處理隨機排列。小區(qū)長10 m，6條壟一個小區(qū)，壟寬0.60 m，小區(qū)面積39.6 m2。

磷、鉀肥作為底肥一次性施入，氮肥的40%作為底肥，60%作為追肥在大喇叭口期施入。施肥量見表2。

1.4測定項目及方法

1.4.1葉片SPAD值的測定。

用SPAD分析儀（SPAD-502，日本）測定玉米葉片的葉綠素讀數(shù)值。拔節(jié)期測定最上部完全展開葉的中間部位，抽雄期測定穗位葉，在葉緣和葉脈之間，葉尖和葉鞘中部進行測定。每個小區(qū)隨機抽取無損傷且長勢均勻的20株進行測定。

1.4.2葉片全氮、全磷和全鉀的測定。

分別在拔節(jié)期、抽雄期與測SPAD值的同一天每個小區(qū)隨機抽取3株全株玉米和10片測定過葉片，烘干后粉碎。樣品粉碎后，采用H2 SO4-H2O2消煮，采用凱氏定氮法測定全氮，用釩鉬黃比色法測定全磷，用火焰光度計測定全鉀。

1.4.3相對產(chǎn)量的測定。每個小區(qū)除去兩側(cè)邊行后稱取所有玉米穗總重，再從每個小區(qū)隨機選取5穗玉米，烘干稱重測定含水量。

1.5數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003和SPSS 11.5進行分析。

2結(jié)果與分析

2.1葉綠素儀測定值與葉片全氮的相關(guān)性

由圖1、2可知，在玉米拔節(jié)期、抽雄期玉米葉片全氮含量隨SPAD值增加而升高，二者的相關(guān)系數(shù)分別為0.8973、0.7273，均在0.01水平呈極顯著線性關(guān)系。

該結(jié)果與Smeal和Zhang[3]的報道相近。Smeal和Zhang的研究表明，除生長早期葉綠素儀讀數(shù)和葉片全氮相關(guān)性不顯著外，生長中期開始，二者相關(guān)性達到極顯著水平。這說明用田間條件下的葉綠素儀讀數(shù)反映玉米氮素營養(yǎng)狀況有一定的準確性。

2.2施氮肥水平與葉綠素儀測定值的相關(guān)性

施氮可以提高玉米葉片的SPAD值[5]，由圖3可知，無論是拔節(jié)期還是抽雄期，玉米葉片的SPAD值均隨施氮量的增加而升高，二者之間相關(guān)性達到了極顯著水平。但抽雄期葉片SPAD值隨施氮量增加而升高的幅度小于拔節(jié)期，說明拔節(jié)期SPAD值對供氮響應更敏感。這與夏文豪等[6]研究結(jié)果一致。

3.3葉綠素儀測定值與玉米產(chǎn)量的相關(guān)性

玉米葉片葉綠素能夠提高玉米的光合作用，增加干物質(zhì)積累，提高玉米產(chǎn)量。因此，葉綠素儀測定值在一定生育期與玉米相對產(chǎn)量呈正相關(guān)。由圖4、5可知，14個處理在玉米拔節(jié)期與灌漿期玉米產(chǎn)量與SPAD相關(guān)性。在這2個時期，二者相關(guān)性均達到了極顯著相關(guān)水平，說明在該時期用SPAD值預測玉米產(chǎn)量具有代表意義。

3小結(jié)

該研究表明，玉米SPAD與玉米葉片全氮含量、施氮肥數(shù)量、玉米產(chǎn)量之間存在極顯著的線性相關(guān)性。通過測量玉米SPAD來分析玉米氮素營養(yǎng)，預測玉米產(chǎn)量具有可行性。

參考文獻

[1]

李志宏，劉宏斌，張云貴.葉綠素儀在氮肥推薦中的應用研究進展[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2006，12（1）：125-132.

[2] 李志宏，張云貴，劉宏斌，等.葉綠素儀在夏玉米氮營養(yǎng)診斷中的應用[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2005，11（6）：764-768.

[3] 李占成，李瑋，梁秀枝，等.綠素儀在玉米氮營養(yǎng)診斷及推薦施肥中的研究與應用[J].作物雜志，2011（4）：58-62.

[4] SMEAL D，ZHANG H.Chlorophyll meter evaluation for nitrogen management in corn[J].Communications in soil science and plant analysis，1994，25（9/10）：1495-1503.

[5] 童淑媛，宋鳳斌.SPAD值在玉米氮素營養(yǎng)診斷及推薦施肥中的應用[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究，2009，25（2）：233-238.

[6] 夏文豪，劉濤，關(guān)鈺，等.硝酸鹽反射儀和SPAD法對玉米氮素營養(yǎng)診斷的比較[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2016，24（10）：1339-1345.