棉花氮素无损诊断中SPAD值与土壤和植株含氮量的关系

论文摘要

棉花膜下滴灌技术在新疆得到长足发展,棉花施肥中的关键问题是如何在生育期适时适量施用氮肥,SPAD（“土壤作物分析仪器开发”的英文缩写,Soil and Plant Analyzer Development）无损、快捷诊断施肥技术逐步得到广泛应用,但技术的准确性还待提高。本文选择在干旱区新疆库尔勒典型棉区,进行2年的田间试验,研究膜下滴灌棉花在施肥总量相同情况下,各生育阶段追肥数量不同的施肥策略对土壤氮素、植株氮素及产量与SPAD值的关系,明确样本数对提高SPAD值的准确性作用,为提高改进膜下滴灌棉花无损诊断技术、提高氮肥利用效率提供参考。主要结论有：（1）氮肥供应相对充足时,棉花SPAD值的高水平从蕾期可以维持到盛铃期,进入吐絮期后才缓慢下降,SPAD值在整个生育期维持较高水平,棉花整体可以获得高产。因此,选择适宜的施氮总量,可以有效发挥棉花生育期精细化施肥策略的增产作用。（2）无论施肥量高低,不同氮肥追施比例策略下0-60cm土壤剖面范围内,0-20cm、20-40cm、40-60cm层的土壤碱解氮含量差异显著,土壤碱解氮随着剖面深度的增加呈有梯度的增加：不同的施氮策略下同一剖面深度范围内的土壤碱解氮含量也不相同：按照棉花生育期需肥规律的推荐施肥比例策略进行施肥,SPAD值与生育期土壤碱解氮变化的相关性最高。不同施肥策略下,SPAD值反映棉花生育期土壤碱解氮水平敏感性有所差别。（3）无论是相对低施氮量还是高施氮量,按照棉花氮素需求规律推荐施氮,土壤剖面20-40 cm范围碱解氮含量与SPAD值变化的相关性最高,其次是土壤剖面40-60 cm范围,相关性最低的是土壤剖面0-20cm范围。选用土壤剖面20-40cm范围内的土壤碱解氮数值,可提高SPAD值反映土壤氮素水平的代表性。（4）相同施氮量下,不同的追氮比例策略对棉花的氮素吸收积累、单铃重产生显著影响,从而在氮素吸收积累和棉花增产量发挥同步作用。两次施肥“前重后轻”的策略水平能提高棉花初花期和吐絮初期的氮素吸收积累量,满足初花期棉花营养器官中茎充足吸氮,提高吐絮初期氮素阶段累积量占总吸收积累量的百分比,协调全生育期氮素吸收积累量达到最高水平,有利于高产形成。（5）相同的施氮量下,不同的氮肥追施策略对植株地上部、叶片吸氮量与SPAD值的相关水平均有不同程度的影响,叶片吸氮量与SPAD值的相关水平要高于植株地上部吸氮量与SPAD值的相关水平。不同氮肥追施策略下棉花SPAD值与棉株地上部吸氮量、叶片吸氮量相关性高低的表现规律相同。SPAD值反映叶片氮素水平的敏感性要高于植株反映氮素水平的敏感性。（6）棉花各个生育时期用SPAD叶绿素仪测定时,测定样本数对SPAD均值准确性有影响,样本数越大SPAD均值准确性越高,SPAD均值与叶片含氮量的相关性就越好,SPAD值测定样本数与标准偏差成乘幂函数关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 背景意义
• 1.2 SPAD无损诊断施氮技术的国内外研究进展
• 1.3 膜下滴灌棉花应用SPAD法推荐施氮的研究趋势
• 第2章 研究方案
• 2.1 研究目标
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 2.4 材料与方法
• 2.5 数据处理与统计分析
• 第3章 膜下滴灌棉花SPAD值与土壤氮素的响应关系
• 3.1 不同氮肥追施策略下棉花各生育期土壤碱解氮与SPAD值响应关系
• 3.2 土壤剖面速效氮与SPAD值响应关系
• 3.3 土壤氮素时空变化与SPAD值响应特征
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第4章 棉花SPAD值与植株地上部吸氮的响应关系
• 4.1 不同氮肥追施策略对棉花产量及构成的影响
• 4.2 不同氮肥追施策略对棉花植株氮素养分含量的影响
• 4.3 不同氮肥追施策略下棉株地上部整体吸氮量与SPAD值的变化关系
• 4.4 不同氮肥追施策略下棉株叶片吸氮量与SPAD值的变化关系
• 4.5 表征高产棉花叶片和植株吸氮水平的SPAD特征值
• 4.6 高产棉花生育期SPAD值准确性和样本数关系研究
• 4.7 讨论
• 4.8 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介