水稻氮素和叶绿素SPAD 叶位分布特点及氮素诊断的叶位选择

水稻氮素和叶绿素SPAD 叶位分布特点及氮素诊断的叶位选择内容摘要：

中国农业科学 2007, 40(6):1127-1134 Scientia Agricultura Sinica 水稻氮素和叶绿素 SPAD 叶位分布特点及氮素诊断的叶位选择 1 2 李刚华 ，薛利红 ，尤 1 1 1 娟 ，王绍华 ，丁艳锋 ，吴 1 昊 ，杨文祥 1 （1 南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室，南京 210095；2 中国科学院南京土壤研究所，南京 210008） 摘要：【目的】研究分析水稻氮素和 SPAD 值的叶位分布特点，并试图提出 SPAD 计诊断氮素营养状况的最佳 测定叶位。【方法】在 95-38、武育粳 3 号、镇稻 5394、9915 等 4 个粳型品种和 1 个籼型品种 R161-10 的盆播氮 肥试验和宁粳 2 号大田氮肥试验的基础上，研究水稻氮素和叶绿素含量（SPAD 值）随叶位的空间分布特征，并对 不同叶位叶片的含氮率、叶绿素含量、SPAD 值之间及其与总叶片含氮率和植株含氮率之间的相关性进行分析，比 较不同叶位叶片 SPAD 测定值的变异系数。 【结果】水稻不同叶位叶片含氮率、叶绿素含量、SPAD 值均存在差异， 增加施氮量能提高叶片含氮率、叶绿素含量和 SPAD 值，同时减少叶位间的差异；SPAD 值对氮素的敏感性顺序为 顶 4 叶、顶 3 叶和顶 2 叶，而顶 1 叶的敏感性排序因品种不同而不同；穗分化期、齐穗期和成熟期均以顶 3 叶与 总叶片及植株含氮率相关系数最高；且适宜氮素水平下，穗分化期顶 3 叶 SPAD 值的变异系数最小。 【结论】以某 一特定叶片的 SPAD 值或以叶色差的大小来诊断水稻氮素营养状况和推荐水稻穗肥施用时，顶 3 叶是较为理想的指 示叶或参照叶。 关键词：氮素诊断；SPAD 值；叶位；氮含量 Spatial Distribution of Leaf N Content and SPAD Value and Determination of the Suitable Leaf for N Diagnosis in Rice LI Gang-hua1, XUE Li-hong2 , YOU Juan1, WANG Shao-hua1, DING Yan-feng1, WU Hao1, YANG Wen-xiang1 (1Key Laboratory of Crop Growth Regulation, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095; 2 Institute of Soil Science, The Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008) Abstract: 【Objective】 In order to investigate the spatial distribution characteristics of leaf nitrogen (N) and SPAD (Soil Plant Analysis Development) value, and to determine the best leaf position for N diagnosis in rice with SPAD meter. 【Method】 Based on the rice pot experiment involving five varieties (four were Japonica, one was Indica) and two N treatments and field experiment with different N treatments, the spatial differences of N and Chlorophyll content (SPAD value) in the four upper fully expanded leaves and their relationships with whole leaf and plant N concentration were investigated. Furthermore, the coefficient of variation (CV) of SPAD values at different leaf position was compared.【Result】The results showed that leaf N/ Chlorophyll content and SPAD value at different leaf position differed obviously, leaf N, chlorophyll content and SPAD value increased and their difference between different position leaves decreased at high N rates. The sensitivity of the forth leaf from the top to N was highest, then third and second, while the first leaf varied within the varieties. The SPAD value of the third leaf from the top was most correlated with whole leaf and plant N concentration among the top four leaves through the panicle initiation stage, full-heading stage and mature stage. The CV of SPAD value of the third leaf from the top was smallest at fore-and-aft spike differentiation under optimal N level. 【Conclusion】 It was suggested that the third leaf from the top was the most ideal indicator when using SPAD value or leaf color difference to diagnose N status and make N fertilization recommendation at panicle initiation stage in rice. Key words: Nitrogen diagnosis; SPAD value; Leaf position; Nitrogen content 收稿日期：2006-04-17；接受日期：2006-10-30 基金项目：“十一五”科技支撑计划（2006BAD02A03） 作者简介：李刚华（1974-），男，江西新余人，硕士，助教，研究方向水稻精确施肥。Tel：025-84396475；E-mail：lgh@njau.edu.cn。通讯作者丁艳 锋（1966-），男，江苏兴化人，教授，研究方向为作物栽培。Tel：025-84395313；Fax：025-84395845；E-mail：ingyf@njau.edu.cn 1128 中 0 国 农 业 科 40 卷 学 试验于 2004 年在南京农业大学江 1.1.2 大田试验 引言 宁水稻基地进行。试验田土壤主要理化特性为 pH 【研究意义】诊断水稻氮素营养状况或丰缺状况 6.78、有机质 18.9 g·kg-1，全氮 1.9 g·kg-1，碱解氮 145 的方法很多，其中通过测定水稻叶片或植株全氮含量 mg·kg-1 、有效磷 34 mg·kg-1 、速效钾 114 mg·kg-1。 被认为是比较准确的方法，但这种方法需要破坏性取 以粳型品种宁粳 2 号为材料，设不施氮处理（CK）， [1] 样，并要进行实验室分析，因而具有明显的滞后性 。 基肥 135 kg N·ha-1，穗肥 45 kg N·ha-1 的低氮处理（LN） 叶绿素计 SPAD（soil plant analysis development）用来 和基肥 165 kg N·ha-1，穗肥 180 kg N·ha-1 的高氮处理 诊断水稻氮素营养状况或丰缺状况具有快速、简便和 （HN），共 3 个处理，随机设计，重复 3 次。小区面 无损的特点，但其诊断精度受水稻品种、生育时期、 积 16 m2, 小区四面用 45 cm 高的防水板插入土壤 20 测定叶位、测定叶片的位点、生态环境等因素的影响[2]。 cm，以防肥水串漏。移栽规格为 13.3 cm×30 cm，每 品种、生育时期和生态环境等对 SPAD 计诊断的影响 穴 2 株。其它管理同一般大田生产。 [2] 前人已有较多的论述 ，测定叶片的位点选择将在另 1.2 文中论述，本文旨在研究比较水稻氮素和 SPAD 值的 1.2.1 SPAD 测定 叶位分布特点，并试图提出 SPAD 计诊断氮素营养状 测 20 株主茎顶 1 叶至顶 5 叶的 SPAD 值。水稻主茎 况的最佳测定叶位。【前人研究进展】在叶位的选择 叶自上而下，把心叶 80%伸展的叶，或心叶伸展未到 上，前人通常选用第 1 全展叶（以下称顶 1 叶，依次 80%时心叶以下 1 叶定为顶 1 叶（L1：1st leaf from the 类推）作为测定叶位，建立 SPAD 值与水稻叶片或植 top），以下依次为顶 2 叶（L2：2nd leaf from the top）、 [3] 株全氮含量间的相应公式，从而指导大田施肥 。在 [4,5] 其它作物，如小麦 [6] [7] [8] 、玉米 、棉花 、大麦 、马铃 [9] 薯 等，一般也采用顶 1 叶作为测定目标。近年来， [10,11] 有研究者认为下位叶比上位叶更适合做为测定目标 。 王绍华则提出用叶色差值的方法来诊断水稻氮素营养 [12] 测定项目与方法 从主茎第 9 叶伸展开始，每 7 d 顶 3 叶（L3：3rd leaf from the top）、顶 4 叶（L4：4th leaf from the top）和顶 5 叶（L5：5th leaf from the top）。 测定位置为距叶尖 30%处。 1.2.2 叶绿素 a 含量