葉綠素儀在東北春播玉米營養診斷施肥中的應用

焦穎

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

關鍵詞葉綠素儀；玉米；營養診斷；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，因此可通過測定葉綠素含量來監測植物氮素狀況[1]。據此原理，日本的MINOLTA公司先后設計推出了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診斷中的應用時發現，應用葉綠素儀（SPAD-502）監測夏玉米氮營養狀況的最佳測定部位為葉基部開始40%～70%區域，該部位葉綠素儀測定值與玉米全氮、施氮量及產量間均有較好的相關性[2]。為消除品種和生長環境的不同對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。該研究在東北地區通過3414試驗設計，研究玉米葉綠素儀測定值在東北春播玉米營養診斷施肥中的作用，旨在提高玉米營養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年在遼寧職業學院農藝學院實訓基地進行。供試土壤為壤土，試驗地基礎肥力為有機質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大369。

1.3試驗設計

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水平指當地最佳施肥量的近似值，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5。具體設計方案見表1。該試驗設有3次重復，14個處理隨機排列。小區長10 m，6條壟一個小區，壟寬0.60 m，小區面積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值。拔節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。

分別在拔節期、抽雄期與測SPAD值的同一天每個小區隨機抽取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相對產量的測定。每個小區除去兩側邊行后稱取所有玉米穗總重，再從每個小區隨機選取5穗玉米，烘干稱重測定含水量。

1.5數據處理

試驗數據用Excel 2003和SPSS 11.5進行分析。

2結果與分析

2.1葉綠素儀測定值與葉片全氮的相關性

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

該結果與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和葉片全氮相關性不顯著外，生長中期開始，二者相關性達到極顯著水平。這說明用田間條件下的葉綠素儀讀數反映玉米氮素營養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期，說明拔節期SPAD值對供氮響應更敏感。這與夏文豪等[6]研究結果一致。

3.3葉綠素儀測定值與玉米產量的相關性

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

3小結

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

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診斷中的應用[J].植物營養與肥料學報，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值在玉米氮素營養診斷及推薦施肥中的應用[J].農業系統科學與綜合研究，2009，25（2）：233-238.

[6] 夏文豪，劉濤，關鈺，等.硝酸鹽反射儀和SPAD法對玉米氮素營養診斷的比較[J].中國生態農業學報，2016，24（10）：1339-1345.