一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法。其特征在于包括如下步驟：（1）油菜葉片SPAD值的測定；（2）油菜葉片SPAD臨界值確定與產(chǎn)量預(yù)測：油菜收獲后測定不同施氮水平下油菜產(chǎn)量；根據(jù)油菜產(chǎn)量和SPAD值建立線性加平臺(tái)模型，模型中平臺(tái)拐點(diǎn)對應(yīng)的SPAD值即為油菜葉片的SPAD臨界值，模型中線性方程用于預(yù)測油菜產(chǎn)量；（3）油菜推薦追氮模型的建立：以步驟（2）中油菜產(chǎn)量和施氮量建立線性加平臺(tái)模型，得到平臺(tái)拐點(diǎn)的氮肥用量和基肥施氮量與油菜產(chǎn)量關(guān)系方程，則待檢測地油菜追肥氮用量可用平臺(tái)拐點(diǎn)氮肥用量減去基肥氮用量獲得。使用該方法進(jìn)行油菜氮素營養(yǎng)狀況診斷及氮肥施用量推薦，方法簡單、可靠性高、成本低。
【專利說明】一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油菜是我國最重要的油料作物，占國產(chǎn)食用植物油供應(yīng)量的40%以上，每年還可為畜牧業(yè)提供700多萬噸的優(yōu)質(zhì)蛋白飼料。然而，我國油菜物質(zhì)投入，特別是肥料投入成本高(約占總物質(zhì)成本的50%以上)，肥料利用率低(氮肥表觀利用率30%?35%，只有發(fā)達(dá)國家的一半)，降低了農(nóng)戶油菜種植經(jīng)濟(jì)效益和積極性。
[0003]氮肥是全世界施用量最大的一類化學(xué)肥料，也是作物養(yǎng)分管理中最難于準(zhǔn)確定量的一種肥料。除受氮素自身活躍的理化特性影響外，缺乏準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)地判斷作物氮營養(yǎng)狀況及推薦施肥的技術(shù)方法也是重要的因素。長期以來，作物的氮素營養(yǎng)診斷和推薦施用都是基于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測試，在取樣、制備、測定、數(shù)據(jù)分析等方面需要耗費(fèi)大量的人力、物力，且時(shí)效性差，不利于推廣應(yīng)用；一些定性或半定量的方法，如肥料窗口法等，不能夠有效量化作物所需肥料用量。在這一背景下，無損測試技術(shù)近些年得到了廣泛的關(guān)注，在研究和實(shí)際應(yīng)用中都已取得了很大的進(jìn)展；其中，便攜式葉綠素儀(SPAD-502)法是20世紀(jì)90年代以來最新發(fā)展的方法，該方法通過田間原位測量植株葉片在兩種波長范圍內(nèi)的透光系數(shù)，來確定葉片當(dāng)前葉綠素的相對數(shù)量而估測作物氮素營養(yǎng)狀況，具有操作簡單、數(shù)據(jù)獲取迅速、不需要耗材、對植株無破壞、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，目前已成功應(yīng)用于水稻、玉米、馬鈴薯等多種農(nóng)作物上，本發(fā)明根據(jù)多年多點(diǎn)試驗(yàn)研究，提出了一種采用葉綠素儀進(jìn)行油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在提供一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，使用該方法進(jìn)行油菜氮素營養(yǎng)狀況診斷及氮肥施用量推薦，方法簡單、可靠性高、成本低。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于包括如下步驟:
[0006](I)油菜葉片SPAD值的測定
[0007]選擇晴朗的天氣，測定時(shí)間為上午10:00?12:00之間(太陽高度角大于45° )，選擇油菜最上部的完全展開葉(葉片要求干凈、無露水、無病害、無生理病斑、無機(jī)械損傷)，每一葉片固定左、右和頂部3個(gè)位點(diǎn)，取平均值作為該葉片的SPAD值，每株取2?3片葉，每個(gè)施肥田塊選取15?20株油菜，計(jì)算平均值作為該施肥田塊的SPAD值(田塊面積較大時(shí)，需要相應(yīng)增加油菜株數(shù));SPAD值采用檢測儀器來測定(SPAD-502便攜式葉綠素儀測定的數(shù)值即為“SPAD值“)；
[0008](2)油菜葉片SPAD臨界值確定與產(chǎn)量預(yù)測
[0009]選擇待診斷的油菜品種，設(shè)置不施氮、以及設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平，按農(nóng)戶習(xí)慣進(jìn)行油菜種植和日常管理，在油菜苗期，進(jìn)行油菜葉片SPAD值測定，SPAD值采用檢測儀器來測定，油菜收獲后測定不同施氮水平下油菜產(chǎn)量；根據(jù)油菜產(chǎn)量和SPAD值建立線性加平臺(tái)模型，模型中平臺(tái)拐點(diǎn)對應(yīng)的SPAD值即為油菜葉片的SPAD臨界值，模型中線性方程用于預(yù)測油菜產(chǎn)量；
[0010](3)油菜推薦追氮模型的建立
[0011]以步驟(2)中油菜產(chǎn)量和施氮量建立線性加平臺(tái)模型，得到平臺(tái)拐點(diǎn)的氮肥用量和基肥施氮量與油菜產(chǎn)量關(guān)系方程，則待檢測地油菜追肥氮用量可用平臺(tái)拐點(diǎn)氮肥用量減去基肥氮用量獲得(得到油菜推薦追氮模型)。
[0012]步驟I)-2)中SPAD檢測時(shí)間為冬至前10天至冬至后10天(即冬至左右)，油菜9?11片葉時(shí)，以10片葉最佳。
[0013]步驟I) -2)中檢測儀器為SPAD-502便攜式葉綠素儀。
[0014]SPAD臨界值受油菜品種和檢測時(shí)期影響較大，不同品種應(yīng)該建立對應(yīng)時(shí)間段的SPAD臨界值。
[0015]設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平為:設(shè)置低、較低、適中、較高、高和過量等施氮水平(所述的多個(gè)為6個(gè))。
[0016]所述的低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的50% ;所述的較低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的75% ;所述的適中施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量；所述的高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的125% ;所述的較高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的150% ;所述的過量施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的180%及以上。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過便攜式葉綠素儀測定，建立油菜氮素營養(yǎng)臨界值和推薦追氮模型(即線性加平臺(tái)模型)，能夠判斷油菜的氮素營養(yǎng)狀況和預(yù)測產(chǎn)量，提出氮肥追施用量，操作簡單(方法簡單)，效率高，成本低，對油菜無損害，非常適宜于油菜生產(chǎn)一線施肥指導(dǎo)，克服了現(xiàn)有推薦施肥技術(shù)的諸多不足。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明油菜施氮量與產(chǎn)量圖(即線性加平臺(tái)模型)。注:不同字母之間表示存在顯著性差異(P〈0.05)。
[0019]圖2是本發(fā)明油菜預(yù)測產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量的相關(guān)性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0021]一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，包括如下步驟:
[0022]( I)油菜葉片SPAD值的測定
[0023]選擇晴朗的天氣，測定時(shí)間為上午10:00?12:00之間(太陽高度角大于45° )，選擇油菜最上部的完全展開葉(葉片要求干凈、無露水、無病害、無生理病斑、無機(jī)械損傷)，每一葉片固定左、右和頂部3個(gè)位點(diǎn)，取平均值作為該葉片的SPAD值，每株取2?3片葉，每個(gè)施肥田塊選取15?20株油菜，計(jì)算平均值作為該施肥田塊(或稱肥力田塊)的SPAD值(田塊面積較大時(shí)，需要相應(yīng)增加油菜株數(shù));SPAD值采用檢測儀器來測定(SPAD-502便攜式葉綠素儀測定的數(shù)值即為“SPAD值“)；
[0024](2)油菜葉片SPAD臨界值確定與產(chǎn)量預(yù)測
[0025]選擇待診斷的油菜品種，設(shè)置不施氮、以及設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平，按農(nóng)戶習(xí)慣進(jìn)行油菜種植和日常管理，在油菜苗期，進(jìn)行油菜葉片SPAD值測定，SPAD值采用檢測儀器來測定，油菜收獲后測定不同施氮水平下油菜產(chǎn)量；根據(jù)油菜產(chǎn)量和SPAD值建立線性加平臺(tái)模型，模型中平臺(tái)拐點(diǎn)對應(yīng)的SPAD值即為油菜葉片的SPAD臨界值，模型中線性方程用于預(yù)測油菜產(chǎn)量；
[0026](3)油菜推薦追氮模型的建立
[0027]以步驟(2)中油菜產(chǎn)量和施氮量建立線性加平臺(tái)模型，得到平臺(tái)拐點(diǎn)的氮肥用量和基肥施氮量與油菜產(chǎn)量關(guān)系方程，則待檢測地油菜追肥氮用量可用平臺(tái)拐點(diǎn)氮肥用量減去基肥氮用量獲得(得到油菜推薦追氮模型)。
[0028]步驟I)-2)中SPAD檢測時(shí)間為冬至前10天至冬至后10天(即冬至左右)，油菜9~11片葉時(shí)，以10片葉最佳。
[0029]步驟I) -2)中檢測儀器為SPAD-502便攜式葉綠素儀。
[0030]SPAD臨界值受油菜品種和檢測時(shí)期影響較大，不同品種應(yīng)該建立對應(yīng)時(shí)間段的SPAD臨界值。
[0031]設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平為:設(shè)置低、較低、適中、較高、高和過量等施氮水平(所述的多個(gè)為6個(gè))。
[0032]所述的低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的50% ;所述的較低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的75% ;所述的適中施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量；所述的高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的125% ;所述的較高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的150% ;所述的過量施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的180%及以上。
[0033]I油菜葉片SPAD臨界值與產(chǎn)量預(yù)測
[0034]1.1油菜施氮量與產(chǎn)量的關(guān)系
[0035]在2009年9月至2010年5月，以中雙11號常規(guī)油菜品種為材料，設(shè)置0、60、120、180、240、300和400公斤/公頃等施氮水平，在油菜十葉期測定各施氮水平下油菜的SPAD值，成熟后收獲得到各施氮水平下油菜籽粒產(chǎn)量。結(jié)果表明，在施氮量O~180公斤/公頃時(shí)，產(chǎn)量隨施氮量增加而顯著增加(如圖1所示)，氮用量進(jìn)一步增加后產(chǎn)量上升不顯著，二次方程為:Y=-0.0176Χ2+11.136+797.88Χ [R2=0.9905**，R2 表示可信度，“**” 表示極顯著，Y為產(chǎn)量，X為施氮量】，在施氮量為316.4公斤/公頃時(shí)產(chǎn)量最高。
[0036]1.2油菜SPAD值與產(chǎn)量和施氮量的關(guān)系。
[0037]擬合表明(表1 )，十葉期油菜SPAD值與施氮量和產(chǎn)量均有極顯著的相關(guān)性，擬合方程分別為Y=IEki5XW0.0289Χ+38.133 (R2=0.9752**, R2表示可信度，表示極顯著，Y為SPAD 值，X 為施氮量)，Υ=_38.742Χ2+3487.7Χ-75917 (R2=0.9876**, R2 表示可信度，“**” 表示極顯著，Y為產(chǎn)量，X為SPAD值)。
[0038]表1SPAD值與氮肥用量和產(chǎn)量的關(guān)系
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于包括如下步驟: (O油菜葉片SPAD值的測定 選擇晴朗的天氣，測定時(shí)間為上午10:00?12:00之間，選擇油菜最上部的完全展開葉，每一葉片固定左、右和頂部3個(gè)位點(diǎn)，取平均值作為該葉片的SPAD值，每株取2?3片葉，每個(gè)施肥田塊選取15?20株油菜，計(jì)算平均值作為該施肥田塊的SPAD值；SPAD值采用檢測儀器來測定； (2)油菜葉片SPAD臨界值確定與產(chǎn)量預(yù)測 選擇待診斷的油菜品種，設(shè)置不施氮、以及設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平，按農(nóng)戶習(xí)慣進(jìn)行油菜種植和日常管理，在油菜苗期，進(jìn)行油菜葉片SPAD值測定，SPAD值采用檢測儀器來測定，油菜收獲后測定不同施氮水平下油菜產(chǎn)量；根據(jù)油菜產(chǎn)量和SPAD值建立線性加平臺(tái)模型，模型中平臺(tái)拐點(diǎn)對應(yīng)的SPAD值即為油菜葉片的SPAD臨界值，模型中線性方程用于預(yù)測油菜產(chǎn)量； (3)油菜推薦追氮模型的建立 以步驟(2)中油菜產(chǎn)量和施氮量建立線性加平臺(tái)模型，得到平臺(tái)拐點(diǎn)的氮肥用量和基肥施氮量與油菜產(chǎn)量關(guān)系方程，則待檢測地油菜追肥氮用量可用平臺(tái)拐點(diǎn)氮肥用量減去基肥氮用量獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于:步驟I)-2)中SPAD檢測時(shí)間為冬至前10天至冬至后10天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于:步驟I) -2)中檢測儀器為SPAD-502便攜式葉綠素儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于:設(shè)置從低至過量的多個(gè)施氮水平為:設(shè)置低、較低、適中、較高、高和過量施氮水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種油菜葉片氮素營養(yǎng)快速診斷及推薦追氮的方法，其特征在于:所述的低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的50% ;所述的較低施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的75% ;所述的適中施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量；所述的高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的125% ;所述的較高施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的150% ;所述的過量施氮水平是指平臺(tái)拐點(diǎn)施氮量的180%及以上。
【文檔編號】G01N21/59GK103868891SQ201410089914
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】余常兵, 李銀水, 廖星, 胡小加, 謝立華, 車志, 廖祥生 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所