王 磊，盧艷麗，白由路

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物營養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗室/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

在發(fā)現(xiàn)植物葉片葉綠素濃度與氮濃度高度相關(guān)之后，從20世紀(jì)70年代開始就研發(fā)非破壞性的能夠估算植物葉片葉綠素濃度的儀器[1]。日本漁業(yè)和農(nóng)業(yè)部與美能達(dá)公司聯(lián)合啟動土壤植物分析(soil and plant analysis development，簡稱 SPAD)項目，研發(fā)了一種商業(yè)化的手持式儀器(SPD-501和SPAD-502)。它測量端能夠夾住葉片進(jìn)行讀數(shù)，能夠存儲30個讀數(shù)并得到平均值。它是利用葉綠素在可見光波段(660 nm)強(qiáng)吸收和近紅外波段(940 nm)強(qiáng)反射特性得到兩個波段的透射光比值，從而得到葉片葉綠素相對含量，也常被稱為葉綠素計。目前國內(nèi)外常用的是SPAD-502葉綠素計。眾所周知，SPAD是利用植物體內(nèi)葉綠素含量與氮素營養(yǎng)的密切相關(guān)關(guān)系來進(jìn)行氮素營養(yǎng)診斷的，因此從上世紀(jì)80年代以來，研究人員利用SPAD-502開展了大量的有關(guān)植物氮營養(yǎng)狀況的研究。本文就基于SPAD的作物氮素營養(yǎng)診斷研究進(jìn)展作一綜述。

1 SPAD值與葉片葉綠素濃度的關(guān)系

盡管植物葉片葉綠素濃度與SPAD值的關(guān)系受到植物種類[2]、葉齡[3]、取樣位置[4]、生長環(huán)境[5]等因素的影響，但是二者之間存在的顯著關(guān)系已被科學(xué)家研究證實(shí)，只是這種關(guān)系有線性關(guān)系和非線性關(guān)系之分。在22種植物葉片SPAD值與葉綠素濃度關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)二者存在顯著的線性相關(guān)關(guān)系(R2=0.48)[6]；同樣在6個玉米雜交種上按時間序列采集了大量的SPAD數(shù)據(jù)，分析發(fā)現(xiàn)葉綠素濃度與SPAD值存在單因素線性回歸關(guān)系(R2= 0.83)[7]。有報道稱在美國阿拉巴馬州3個研究基地的牛毛草葉綠素濃度和SPAD值存在線性關(guān)系，且決定系數(shù)達(dá)到0.96[8]。但在研究玉米、小麥、水稻、煙草和大豆葉子的SPAD值與葉綠素濃度的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，二者呈現(xiàn)一元二次方程關(guān)系(R2=0.89)[9]，這個關(guān)系覆蓋了整個葉綠素水平；也有人認(rèn)為當(dāng)葉綠素濃度較高(>60)時二者存在著非線性關(guān)系 [葉綠素濃度=a+b (SPAD)2，R2=0.97]；當(dāng)葉綠素濃度處于20～60時，二者間存在很好的線性關(guān)系[10]。另外在茶樹[11]、馬鈴薯[12]和其他一些樹種[13]上還發(fā)現(xiàn)二者呈指數(shù)關(guān)系。雖然眾多研究都表明了單因素回歸方程能準(zhǔn)確地描述葉綠素濃度與SPAD值之間的定量關(guān)系，但是也有研究發(fā)現(xiàn)二者相關(guān)關(guān)系在同一物種或者品種范圍內(nèi)更好。例如，在8個熱帶和亞熱帶樹種上發(fā)現(xiàn)，葉綠素濃度和SPAD值間分別存在8個獨(dú)立的線性回歸關(guān)系(R2=0.91～0.96)與不同樹種分別對應(yīng)[14]。同樣在不同葡萄品種間也有類似發(fā)現(xiàn)[15]。由此可見，模擬SPAD值與葉片葉綠素濃度時應(yīng)充分考慮植物種類、葉齡、葉片厚度、含水量等因素，對所建立的關(guān)系應(yīng)有精確的前提條件。

2 SPAD值與植株氮濃度的關(guān)系

開發(fā)SPAD葉綠素計最初的目的是估算水稻的氮素營養(yǎng)狀況，用于更準(zhǔn)確地為水稻氮肥管理決策服務(wù)。但如何更好地利用SPAD葉綠素計在其他作物上進(jìn)行氮肥高效管理，已有大量的嘗試。研究表明SPAD值與植物葉片氮濃度密切相關(guān)[16–21]。但就針對具體作物來講，其定量關(guān)系表現(xiàn)不一。

研究發(fā)現(xiàn)，與葉綠素濃度與SPAD值的關(guān)系一樣，不同栽培品種間的葉片氮濃度與SPAD值的關(guān)系需用單一或者獨(dú)立的回歸方程來描述，這一結(jié)果在 21 個熱帶玉米品種[4]、8 個玉米雜交種[8, 16, 22]、蘋果[19]以及4個基因型牛尾草[20]上都得到了證實(shí)。玉米試驗表明，缺氮情況下其葉片氮濃度與SPAD值通常呈線性關(guān)系[23–24]。玉米生長期間8月份穗位葉葉片SPAD值分別與單位質(zhì)量氮濃度和單位面積氮濃度均表現(xiàn)出較強(qiáng)的線性關(guān)系，決定系數(shù)分別為0.84和0.92[23]；兩年試驗表明，7月和8月兩次取樣的葉片氮濃度和SPAD值二者的線性回歸系數(shù)是不同的，并且發(fā)現(xiàn)，利用多元回歸分析的方法，采用播種后天數(shù)得到多元回歸關(guān)系能夠解釋二者回歸系數(shù)84%的變異性[24]。但也有研究表明葉片氮濃度與SPAD值呈非線性關(guān)系，例如Dwyer等[7]發(fā)現(xiàn)二次方程+線性平臺回歸方程能反映玉米3個生育期期間葉片氮濃度與SPAD值的響應(yīng)關(guān)系，不同時期的響應(yīng)方程系數(shù)有所不一，但是它們的決定系數(shù)都達(dá)到了0.88。除二次方程+線性平臺關(guān)系外，二者還呈現(xiàn)曲線關(guān)系[25]，但這種關(guān)系因取樣時期和年份不同而改變。當(dāng)玉米葉片氮濃度過高時，它與SPAD值的關(guān)系呈漸近線性關(guān)系[7,16]，這一結(jié)果表明葉綠素計不能用于估算過量氮條件下的玉米和其他作物葉片氮濃度。

綜上，SPAD可以用于準(zhǔn)確(R2>0.85)預(yù)測多種作物葉片的葉綠素和氮濃度。單一回歸方程能夠預(yù)測葉片氮濃度在多種作物上得到了證實(shí)；而也有其他研究表明，每個品種或物種需要單獨(dú)建立回歸方程。通常情況下SPAD值與葉綠素或氮濃度的關(guān)系是線性的，但也有曲線關(guān)系現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)?shù)氐墓?yīng)超過了最高產(chǎn)量需要量時，葉片氮濃度可能無法預(yù)測，因為葉片氮濃度持續(xù)增加，但SPAD值趨于平穩(wěn)。

3 不同作物葉片SPAD值及其氮素管理

3.1 玉米葉片SPAD值及其氮素管理

由于玉米葉片大而寬，易被SPAD-葉綠素計測定。因此，SPAD-葉綠素計在玉米氮素營養(yǎng)診斷和施肥方面的應(yīng)用研究較多。如Piekielek等研究表明，在玉米6葉階段(V6)，第5片展開葉SPAD值能夠判斷是否需要追肥，其判斷結(jié)果與根據(jù)土壤測試的判斷結(jié)果一致[26]；該階段玉米葉片的SPAD值預(yù)測氮肥反應(yīng)的正確率達(dá)到80%[27]。但也有研究表明玉米V6到V8階段葉片的SPAD值并不能作為追施氮肥的準(zhǔn)確指標(biāo)[28]。大量研究表明，玉米氮肥與SPAD值的關(guān)系均受玉米品種、生育期、生長環(huán)境條件的影響[23, 27, 29–33]。雖然 Sunderman 等[31]利用多年玉米氮肥試驗對雜交玉米葉片氮與SPAD值關(guān)系的研究最為深入(2年45個玉米雜交品種試驗發(fā)現(xiàn)，葉片SPAD值在V6和V10生育期階段品種間有顯著差異，在R1和R6階段品種間沒有顯著差異)，認(rèn)為不同區(qū)域、不同試驗、不同品種玉米葉片氮與SPAD值之間的關(guān)系有很多相似之處，但這些關(guān)系的適用范圍過于寬泛，無法精確估計。

隨著研究的進(jìn)一步深入，科學(xué)家提出“相對SPAD值”或者“氮飽和指數(shù)”(通過在田間設(shè)一高施氮量小區(qū)，將不同氮營養(yǎng)水平的作物葉片SPAD 值與高氮區(qū)SPAD值相比得到)。利用該值作為氮素營養(yǎng)診斷指標(biāo)，該指標(biāo)可不受品種、區(qū)域、取樣時期的影響[27]，且與植株氮素含量、氮營養(yǎng)指數(shù)、產(chǎn)量和最優(yōu)施氮量的相關(guān)性高于絕對SPAD值[34–36]，可有效地指導(dǎo)玉米施肥[27–30, 33, 37–38]。將氮飽和指數(shù)等于 0.95 (或95%)作為評估作物氮素水平的一個臨界值，當(dāng)?shù)柡椭笖?shù)小于0.95時，作物缺氮，需要追施氮肥[39]，否則導(dǎo)致玉米減產(chǎn)[37,40]。美國賓夕法尼亞州的一項研究表明[38]，使用相對SPAD值可以對玉米V6到V8階段追施氮肥做出最準(zhǔn)確的估算，該階段如果獲得平均相對的SPAD值超過0.95，建議不追施氮肥；如果該讀數(shù)小于或等于0.95，那么需要考慮多方面因素，包括產(chǎn)量潛力、葉片數(shù)量、對照區(qū)SPAD值以及過去使用的有機(jī)肥等，對氮肥施用量做出推薦。趙士誠等[41]也發(fā)現(xiàn)在保證相對SPAD值在0.95～0.98范圍內(nèi)的玉米氮肥用量比農(nóng)民常規(guī)氮肥用量減少42%，在產(chǎn)量不降低的情況下，氮肥利用率得到顯著提高。

早期研究表明，SPAD值可以預(yù)測灌溉施肥(氮肥)時期，但對于準(zhǔn)確的施肥量并不確定[22]。研究人員發(fā)現(xiàn)隨著作物生育期的推進(jìn)，SPAD對氮素狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確度也越高[23,30,33,37]，即能依據(jù)施肥時期得出確切的施肥量[24,28,29,32,42]。尤其在玉米生長后期，比如在玉米灌漿前期果穗葉的SPAD值能夠區(qū)分缺氮區(qū)和富氮區(qū)，這種判別準(zhǔn)確度能達(dá)到93%[30]。而從乳熟期到蠟熟期相對SPAD值可以將氮響應(yīng)區(qū)從氮非響應(yīng)區(qū)分離，準(zhǔn)確率達(dá)92%[33]，并且灌漿前期相對SPAD值與氮素響應(yīng)區(qū)的產(chǎn)量密切相關(guān)。

就玉米葉片測定位置而言，有學(xué)者提出在接近玉米葉片中部的位置，SPAD 值測定結(jié)果偏差最小，且在40%～70% 區(qū)域內(nèi)測定值變異系數(shù)較低[21]。但SPAD用來指示氮營養(yǎng)狀態(tài)時也存在其弊端，即當(dāng)施氮量超出經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量需求量時，SPAD值并不隨著施氮量的增加而增加；因此，當(dāng)施氮量超出經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量需氮量時，SPAD值并不是一個很好的指標(biāo)[30, 43]。

3.2 小麥葉片SPAD值及其氮素管理

研究發(fā)現(xiàn)，不同小麥品種同一生育期同位葉片絕對SPAD值最大差異可達(dá)10個單位[44]；即使是同一品種不同葉位SPAD值與全氮含量的關(guān)系表現(xiàn)也不一致[45]。有研究得出冬小麥葉片SPAD 值與氮素水平隨葉位的空間分布特征，頂3 葉與頂2 葉SPAD值分別與葉片的平均含氮量和氮素累積量相關(guān)性最好[46]。但早期也有研究表明，孕穗期SPAD值建立的氮素估算模型最可靠[47]。綜上可見，基于絕對SPAD值對作物營養(yǎng)診斷和氮肥管理，因品種、葉位、生育期、年份和區(qū)域產(chǎn)生諸多差異和不一致[44–49]。基于此，科學(xué)家們也同樣引入了“歸一化SPAD值”(即“相對SPAD值”和“氮飽和指數(shù)”)。研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥在起身后拔節(jié)前葉片歸一化SPAD值、氮素吸收量及干物質(zhì)積累量建立的多元回歸方程(R2=0.81)可以作為判定達(dá)到最高產(chǎn)量是否需要追施氮肥的依據(jù)[17, 50–51]。并且已建立了基于葉片 SPAD 值的滴灌春小麥氮肥分期施用推薦模型[52]。

近年來氮營養(yǎng)指數(shù) (nitrogen nutrition index，縮寫NNI)這一指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于作物氮營養(yǎng)診斷[53]。有研究表明，氮營養(yǎng)指數(shù)在作物當(dāng)季估算產(chǎn)量、氮肥需要量以及氮肥利用效率等方面具有明顯潛力[54–59]。因此，氮營養(yǎng)指數(shù)與葉片SPAD值以及冠層光譜關(guān)系的研究愈來愈多，該方法提供給科學(xué)家一種無損、實(shí)時和有價值的信息，利用氮營養(yǎng)指數(shù)在較大尺度上估算作物氮狀況、產(chǎn)量和品質(zhì)[60–62]。

Debaeke等[63]用小麥頂1葉歸一化SPAD 值與NNI 建立關(guān)系，以消除環(huán)境的影響，結(jié)果比較穩(wěn)定。利用旗葉和倒2葉歸一化SPAD值與冬小麥氮營養(yǎng)指數(shù)在開花期呈現(xiàn)顯著指數(shù)關(guān)系(R2=0.89)，說明在該生育期可以利用歸一化SPAD值代替氮營養(yǎng)指數(shù)表征冬小麥氮素營養(yǎng)狀況[60]。也有人系統(tǒng)分析了小麥上部4張單葉不同葉位的SPAD值和歸一化SPAD指數(shù)(NDSPADij)與氮營養(yǎng)指數(shù)(NNI)的定量關(guān)系，結(jié)果表明，小麥單葉SPAD 值與NNI 的關(guān)系呈顯著正相關(guān)，但這種關(guān)系在品種或年份之間不穩(wěn)定，對小麥氮素診斷存在風(fēng)險；除NDSPAD12外，NDSPADij與NNI 之間呈顯著負(fù)相關(guān)，且NDSPAD14與NNI 之間在年份和品種之間表現(xiàn)最穩(wěn)定，能夠較好地定量估算氮營養(yǎng)指數(shù)[64]。也有研究表明，倒2葉與旗葉的SPAD差值能與NNI建立顯著對數(shù)關(guān)系，并且在6個小麥品種上得到驗證[65]。Ravier等研究表明，利用歸一化SPAD 值能夠消除冬小麥生物量、品種和年份間帶來的影響，且對NNI預(yù)測保持較高的準(zhǔn)確度。缺點(diǎn)是不能消除生育期的影響；另外對于施氮條件下的植株缺氮情況，其預(yù)測準(zhǔn)確度相對較低[66]。

綜上所述，利用歸一化SPAD開展冬小麥氮素營養(yǎng)診斷是目前較為認(rèn)可的方法，并且與氮營養(yǎng)指數(shù)建立了較為穩(wěn)定的關(guān)系模型；但在具體利用葉片的位置上存在研究差異，還需要進(jìn)一步深入探討。

3.3 水稻葉片SPAD值及其氮素管理

科學(xué)家們業(yè)已證實(shí)水稻產(chǎn)量與關(guān)鍵生育期的葉片SPAD值或者氮濃度存在顯著相關(guān)關(guān)系[67–72]。較為引人注意的研究是，葉片SPAD值與不同方法表示的氮含量之間的關(guān)系。結(jié)果表明，單位葉面積表示的氮含量(N g/m2)優(yōu)于單位葉重量表示的氮含量(N g/kg)與SPAD值的相關(guān)性[73–75]。同時發(fā)現(xiàn)如果水稻葉片含氮量以葉面積為基礎(chǔ)來表示，利用SPAD/SLW(特定葉片重量)對SPAD值進(jìn)行校正，則可消除葉片厚度或質(zhì)量對SPAD讀數(shù)的影響[68,73]。但是也有研究發(fā)現(xiàn)這兩種表示方法得到的葉片氮濃度與SPAD值的線性相關(guān)系數(shù)差異不顯著[76]。

SPAD雖然可以便捷、無損地診斷水稻氮素營養(yǎng)狀況，但其估測精確度受水稻品種、生長時期、測定葉位和生長環(huán)境等因素的影響[77–79]。葉位是作物研究中最容易精準(zhǔn)定位的目標(biāo)之一，因此科學(xué)家們測定不同葉位SPAD，主要集中在頂部四片葉，將其差值或比值作為診斷指標(biāo)[80]。研究發(fā)現(xiàn)，水稻上葉片SPAD 值對氮素的敏感性順序為頂4 葉、頂3 葉和頂2 葉，而頂1 葉的敏感性排序因品種不同而不同；穗分化期、齊穗期和成熟期均以頂3 葉與總?cè)~片及植株含氮量相關(guān)系數(shù)最高；且適宜氮素水平下，穗分化期頂3 葉SPAD 值的變異系數(shù)最小。以某一特定葉片的SPAD 值或以葉色差的大小來診斷水稻氮素營養(yǎng)狀況和推薦水稻穗肥施用時，頂3 葉是較為理想的指示葉或參照葉[81]。有研究認(rèn)為頂4葉與頂3葉間的SPAD差值診斷氮素營養(yǎng)狀況時，該指標(biāo)不受施肥條件和生長時期的影響[79,82–83]。但也有人發(fā)現(xiàn)不同生育期應(yīng)選擇不同葉片作為氮素診斷的理想指示葉[75]。

同樣，研究人員為消除品種、生育期及管理措施的影響，發(fā)展了歸一化SPAD指數(shù)、均值SPAD指數(shù)和差值SPAD指數(shù)等。利用標(biāo)準(zhǔn)化的SPAD值對最高產(chǎn)量推薦施氮量比預(yù)設(shè)施氮量減少N 30～40 kg/hm2[84]。篩選出水稻第4片完全展開葉的NSI4(歸一化SPAD指數(shù))為參數(shù)，建立了水稻拔節(jié)期至孕穗期的植株氮累積量和氮營養(yǎng)指數(shù)診斷模型[85]。也有人指出分蘗成穗期頂葉SPAD值[86]、頂三葉SPAD均值[87]是反映水稻氮素水平的最佳測量指標(biāo)；同時分蘗成穗期頂葉SPAD值與產(chǎn)量關(guān)系密切[86]。

雖然科研人員在關(guān)于不同形式SPAD指標(biāo)與氮營養(yǎng)的關(guān)系方面做了大量研究，但利用這種關(guān)系建立的模型來指導(dǎo)施肥尤其在氮素追肥方面還不成熟。有研究發(fā)現(xiàn)，水稻幼穗分化前后10天，葉片SPAD值可以用來判定是否需要追施氮肥。當(dāng)讀數(shù)超過40，追施氮肥對產(chǎn)量沒有貢獻(xiàn)[67,88]。這就啟示研究人員需要對SPAD閾值有一個定義，用作追施氮肥的依據(jù)和前提[89]。利用水稻葉片SPAD閾值變化實(shí)時變量施肥得到了較好效果，例如當(dāng)葉片SPAD值為35時，水稻需要補(bǔ)充氮肥[73, 90]。又有當(dāng)葉片SPAD值為36時，需要追肥N 35～25 kg/hm2，與常規(guī)追肥相比，能節(jié)省肥料20%～35%，且維持產(chǎn)量不減，從而提高氮肥利用率[91]。

3.4 SPAD在其他作物氮素管理上的研究

利用SPAD-502估算氮素營養(yǎng)狀態(tài)在棉花、黃瓜、油菜等作物上也開展了嘗試研究。早在1992年就有發(fā)現(xiàn)，棉花葉片氮濃度與SPAD值呈曲線關(guān)系，但這種關(guān)系因生育期和年份不同而改變[92]。通過研究棉花主莖頂部4片葉SPAD值對氮素營養(yǎng)水平的敏感程度發(fā)現(xiàn)，倒4葉相對穩(wěn)定，用于氮素營養(yǎng)診斷較為理想[93–95]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)倒1葉和倒4葉構(gòu)建的葉位差指數(shù)(PDI)診斷棉花氮素營養(yǎng)狀況最為可靠，不受生育期和土壤養(yǎng)分狀況影響[96]。另外研究發(fā)現(xiàn)，葉片的觀測位點(diǎn)對SPAD值的穩(wěn)定性及其與氮含量的相關(guān)性至關(guān)重要，認(rèn)為靠近棉花功能葉葉緣的位點(diǎn)適宜作為測試區(qū)域[97]。

黃瓜的試驗證明幼苗期和開花期的第3葉、結(jié)果期的第7 葉對氮素響應(yīng)最敏感，可作為黃瓜氮素缺乏診斷的最佳部位[98]。胡靜等[99]利用葉綠素計探討了黃瓜葉片上SPAD 值的空間分布及氮素診斷的位點(diǎn)選擇，結(jié)果表明葉片各位點(diǎn)的SPAD 值與葉片含氮量均存在顯著的相關(guān)關(guān)系。選擇離葉尖部相對距離20% 與葉邊緣之間的葉尖頂三角區(qū)域作為黃瓜氮素診斷的最佳位點(diǎn)。還有研究得出黃瓜氮營養(yǎng)指數(shù)和產(chǎn)量與SPAD的關(guān)系隨著生育期的推移逐漸加強(qiáng)，能夠預(yù)測其最大生長量和產(chǎn)量的SPAD值為45.2±0.7[100]。

李嵐?jié)萚101]研究了應(yīng)用SPAD值診斷油菜氮素營養(yǎng)狀況的最佳測試葉位及位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)主莖頂4片完全展開葉中部SPAD值與葉綠素含量、葉片氮含量和植株全氮含量之間相關(guān)性顯著，滿足氮素快速診斷的要求。

4 問題和建議

通過上述大量資料表明，葉綠素計與作物氮素營養(yǎng)及產(chǎn)量方面的關(guān)系研究較多，但是利用其在田間開展氮素施肥的實(shí)踐還相對較少，或者結(jié)果不令人滿意。究其原因，作者認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)：其一，沒有建立基于SPAD的作物營養(yǎng)診斷和推薦施肥技術(shù)規(guī)范，包括，1)不同作物間的測試技術(shù)規(guī)范；2)不同作物間的氮素豐缺指標(biāo)、施肥體系等。正如前文所述，不同作物(或物種)間差異較大；不同葉位的SPAD值因生育期不同而變化很大；同一葉片測定位點(diǎn)的選擇，葉尖、葉中、葉柄的SPAD值與植株氮含量的相關(guān)性均存在差異。其二，SPAD值及其衍生量的篩選。比如，相對SPAD值或歸一化SPAD值都是為數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可比性而衍生出來的。其三，模型的穩(wěn)定性和普適性。其四，與葉綠素合成有關(guān)的其他營養(yǎng)元素(鉀、鎂、鐵、錳等)的缺乏或者元素間交互作用與SPAD的響應(yīng)關(guān)系。

眾所周知，利用葉綠素計對作物氮含量的估算或者診斷是第一步，如何根據(jù)SPAD對氮含量的估算和診斷進(jìn)行氮肥精準(zhǔn)管理是研究者的最終目的。因此，針對以上存在問題，研究要對測量目標(biāo)精準(zhǔn)定位，明確不同作物不同生育期選取的葉片層位；同時篩選適宜的SPAD值或其衍生參數(shù)，建立穩(wěn)定估算模型；并且需要大量的、多年的、多個品種間的數(shù)據(jù)來支撐，否則數(shù)據(jù)的精度和可靠性無法保證。筆者認(rèn)為，利用葉綠素計開展氮素營養(yǎng)診斷還需解決的問題主要有以下幾方面：1)基于SPAD的不同作物氮素營養(yǎng)診斷的技術(shù)規(guī)范。包括不同作物不同生育期測定葉位的精準(zhǔn)定位以及葉片的測定位點(diǎn)等。2)確定基于葉片SPAD值作物氮營養(yǎng)豐缺指標(biāo)。3)建立基于葉片SPAD值的作物施肥模型。4)開發(fā)基于SPAD的施肥決策支持系統(tǒng)。5)開展鉀、鎂、鐵、錳等與葉綠素合成有關(guān)的其他營養(yǎng)元素與SPAD值的關(guān)系研究，擴(kuò)充和豐富基于SPAD的作物營養(yǎng)診斷技術(shù)和方法。

需要指出的是，田間養(yǎng)分精準(zhǔn)管理是極具技術(shù)性和經(jīng)驗性相結(jié)合的復(fù)雜工程，不同營養(yǎng)元素的植物有效性受土壤類型、pH、溫度、降雨、微生物種類等多種因素的影響，即使實(shí)驗室土壤植株養(yǎng)分的準(zhǔn)確測定也只能在 4R (right source, right rate, right time, right place)之一施肥量 (right rate)的確定給予建議，在施肥時間(right time)和施肥位置(right place)上不能指導(dǎo)田間施肥。SPAD是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，它在研究逐步成熟和正確應(yīng)用條件下，能夠判斷作物營養(yǎng)元素尤其氮素的豐缺，為作物生長發(fā)育中期追肥提供實(shí)時決策，較實(shí)驗室的化驗分析效率提高數(shù)十倍，可以說為實(shí)現(xiàn)正確施肥時間(right time)提供一種較好的技術(shù)手段。所以田間養(yǎng)分精準(zhǔn)管理需要多技術(shù)、多方法、多手段相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)理想的養(yǎng)分精準(zhǔn)管理。但正如前文所說，SPAD的成熟應(yīng)用和發(fā)展還需要多年、多點(diǎn)、多試驗的數(shù)據(jù)驗證和完善。