本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)作物性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測(cè)玉米氮效率的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)水稻、小麥、玉米、大豆、高粱等糧食產(chǎn)品價(jià)格已高于國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格的10％～70％，為提高糧食作物的產(chǎn)量，針對(duì)我國(guó)土壤普遍存在缺氮這一限制高產(chǎn)的原因，人們長(zhǎng)期通過(guò)不斷增加化肥尤其氮肥的施用量來(lái)達(dá)到提高產(chǎn)量的目的，但隨著農(nóng)田氮肥的過(guò)量施用導(dǎo)致肥料利用率下降和地下水硝酸鹽污染等問(wèn)題的加劇，人們開始從糧食作物氮效率等方面尋找解決途徑，即從作物入手，研究其在減少氮肥投入條件下，充分利用作物生長(zhǎng)季中的礦化氮，提高對(duì)土壤氮素的高效吸收利用率。在糧食作物的氮效率研究中，氮效率的檢測(cè)至關(guān)重要，但目前作物氮效率的檢測(cè)流程繁雜，如玉米氮效率的評(píng)價(jià)需涉及生理生化相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定分析，工作流程復(fù)雜，檢測(cè)設(shè)備要求高，費(fèi)用高，不適合廣泛使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)玉米氮效率的方法，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的檢測(cè)流程，不涉及生理生化指標(biāo)檢測(cè)，得到準(zhǔn)確的氮效率檢測(cè)結(jié)果，提高檢測(cè)效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種檢測(cè)玉米氮效率的方法，包括以下步驟：
A、在低氮定位試驗(yàn)地設(shè)置相臨近的正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地，將待檢測(cè)的玉米品種同時(shí)以相同播種量和相同田間管理措施在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)，得到正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)；
所述正常氮條件指標(biāo)包括在正常氮區(qū)試驗(yàn)地種植得到的待檢測(cè)玉米品種的正常氮條件產(chǎn)量，所有測(cè)試玉米品種的正常氮條件平均產(chǎn)量，待檢測(cè)玉米品種的正常氮條件的散粉期與吐絲期時(shí)間間隔天數(shù)；
所述低氮脅迫條件指標(biāo)包括在低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地種植得到的待檢測(cè)玉米品種的低氮脅迫條件產(chǎn)量，所有測(cè)試品種的低氮脅迫條件平均產(chǎn)量，待檢測(cè)玉米品種的低氮脅迫條件的散粉期與吐絲期時(shí)間間隔天數(shù)；
B、由所述正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)得出待檢測(cè)玉米品種的氮效率指標(biāo)，所述氮效率指標(biāo)包括低氮脅迫強(qiáng)度、耐低氮系數(shù)、氮敏感系數(shù)、相對(duì)氮效率指數(shù)、相對(duì)耐低氮指數(shù)、雌雄間隔天數(shù)差值；
C、將氮效率指標(biāo)按照評(píng)價(jià)規(guī)則確定待檢測(cè)玉米品種的耐低氮能力和氮效率結(jié)果；
所述評(píng)價(jià)規(guī)則包括：在由低氮脅迫強(qiáng)度確定檢測(cè)結(jié)果有效后，以耐低氮系數(shù)或氮敏感系數(shù)評(píng)價(jià)耐低氮能力等級(jí)；以相對(duì)氮效率指數(shù)或相對(duì)耐低氮指數(shù)，結(jié)合雌雄間隔天數(shù)差值評(píng)價(jià)氮效率等級(jí)。
本發(fā)明的檢測(cè)玉米氮效率的方法，是通過(guò)將待檢測(cè)的玉米品種在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)，控制兩試驗(yàn)地相同的播種量，并在同一天進(jìn)行播種、澆水、除草、中耕、培土、病蟲害防治、收獲等相同的田間管理措施，由兩試驗(yàn)地收獲的玉米產(chǎn)量和種植期記錄的農(nóng)藝性狀得到玉米品種的正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)，再進(jìn)一步根據(jù)正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)獲得氮效率指標(biāo)，最終由氮效率指標(biāo)按照評(píng)價(jià)規(guī)則確定待檢測(cè)玉米品種的耐低氮能力和氮效率結(jié)果，該方法采取常規(guī)氮效率和農(nóng)藝性狀指標(biāo)相結(jié)合，不需涉及復(fù)雜的生理生化指標(biāo)測(cè)定分析，極大簡(jiǎn)化了工作流程，且能獲得準(zhǔn)確的氮效率相關(guān)檢測(cè)結(jié)果，能夠顯著提高檢測(cè)效率，具有積極的應(yīng)用意義。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地的肥料管理如下：
播種前兩試驗(yàn)地均一次性施入基肥，基肥不施氮肥，磷鉀肥的施用量分別為100kg P2O5/公頃和100kg K2O/公頃；大喇叭口期，正常氮區(qū)試驗(yàn)地追施尿素，施用量為純氮225kg/公頃，低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地不追施尿素。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述對(duì)比種植試驗(yàn)的種植條件為：
每個(gè)玉米品種單行種植，行長(zhǎng)不低于3米，種植密度4500株/畝，正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地種植順序相同，每個(gè)玉米品種各三次重復(fù)，每50份或100份設(shè)置一個(gè)常規(guī)對(duì)照品種。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述對(duì)比種植試驗(yàn)中產(chǎn)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)為：
收獲時(shí)，每行從第三株開始，到倒數(shù)第三株為止，將收獲的全部果穗風(fēng)干后脫粒稱重，即為籽粒產(chǎn)量，以籽粒產(chǎn)量除以收獲株數(shù)，計(jì)算得到單株平均產(chǎn)量，以單株平均產(chǎn)量代表玉米品種的產(chǎn)量。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的限定，所述評(píng)價(jià)規(guī)則包括：
(1)低氮脅迫強(qiáng)度，數(shù)值處于0～1之間，越接近1，脅迫強(qiáng)度越大；越接近0，脅迫強(qiáng)度越??；同時(shí)，參考常規(guī)對(duì)照品種的正常氮條件產(chǎn)量和氮脅迫條件產(chǎn)量的變異幅度，以檢測(cè)試驗(yàn)地土壤肥力的均一性和試驗(yàn)處理的一致性，判斷檢測(cè)結(jié)果的有效性；
(2-1)耐低氮系數(shù)，數(shù)值處于0～1之間，將數(shù)值劃分為(0.90～1.00)、(0.75～0.89)、(0.50～0.74)、(0.25～0.49)、(0.00～0.24)五個(gè)等級(jí)，與其對(duì)應(yīng)的耐低氮能力等級(jí)分別為極強(qiáng)、強(qiáng)、中等、弱、極弱；
(2-2)氮敏感系數(shù)，數(shù)值處于0～1之間，將數(shù)值劃分為(0.00～0.10)、(0.11～0.25)、(0.26～0.50)、(0.51～0.75)、(0.76～1.00)五個(gè)等級(jí)，與其對(duì)應(yīng)的耐低氮能力分別為極強(qiáng)、強(qiáng)、中等、弱、極弱；
(3)相對(duì)氮效率指數(shù)或相對(duì)耐低氮指數(shù)，將數(shù)值劃分為(≥1.30)、(1.10～1.29)、(0.90～1.09)、(0.70～0.89)、(≤0.69)五個(gè)等級(jí)，當(dāng)同一玉米品種在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地的雌雄間隔天數(shù)差值不大于3，與其對(duì)應(yīng)的氮效率等級(jí)分別為極強(qiáng)、強(qiáng)、中等、弱、極弱；當(dāng)雌雄間隔天數(shù)差值大于3，將與雌雄間隔天數(shù)差值不大于3對(duì)應(yīng)的氮效率等級(jí)相應(yīng)降低一級(jí)。
本發(fā)明進(jìn)一步限定對(duì)比種植試驗(yàn)中兩試驗(yàn)地的肥料管理、種植模式和種植條件等檢測(cè)條件，以及產(chǎn)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)規(guī)則等結(jié)果評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，以減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影響，獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的檢測(cè)玉米氮效率的方法，是通過(guò)將待檢測(cè)的玉米品種在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)，由種植產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀進(jìn)行結(jié)合對(duì)比，確定耐低氮能力和氮效率結(jié)果，該方法采取常規(guī)氮效率和農(nóng)藝性狀指標(biāo)的相結(jié)合，不需涉及復(fù)雜的生理生化指標(biāo)測(cè)定分析，極大簡(jiǎn)化了工作流程，且能獲得準(zhǔn)確的氮效率相關(guān)檢測(cè)結(jié)果，能夠顯著提高檢測(cè)效率，具有積極的應(yīng)用意義。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
本實(shí)施例涉及一種檢測(cè)玉米氮效率的方法，按以下步驟進(jìn)行：
A、在低氮定位試驗(yàn)地設(shè)置正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地，將待檢測(cè)的玉米品種分別在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)：
(一)、試驗(yàn)地要求
選擇專門用于低氮定位試驗(yàn)的試驗(yàn)地，地勢(shì)平坦，灌溉條件良好；試驗(yàn)地分為正常氮區(qū)和低氮脅迫區(qū)，且兩區(qū)域臨近；低氮脅迫區(qū)域要求常年不施或少施氮肥，氮素水平低，其它養(yǎng)分水平與正常氮區(qū)相當(dāng)。
(二)、對(duì)比種植試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理、性狀考察、產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)等要求
(1)所有玉米品種采取隨機(jī)排列，每個(gè)玉米品種單行種植，行長(zhǎng)不低于3米，種植密度4500株/畝，正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地種植順序相同，各三次重復(fù)。根據(jù)待測(cè)品種數(shù)量，每50份或100份設(shè)置一個(gè)常規(guī)對(duì)照品種(對(duì)照品種一般為優(yōu)良的雜交種或自交系，產(chǎn)量高、相對(duì)穩(wěn)定；可采用當(dāng)?shù)貙?duì)照品種或試驗(yàn)上常用的品種作為常規(guī)對(duì)照品種)。
(2)田間管理：兩試驗(yàn)地采取相同播種量和相同的田間管理措施，在同一天內(nèi)完成包括播種、澆水、除草、中耕、培土、病蟲害防治，收獲等；播種前兩試驗(yàn)地均一次性施入基肥，基肥不施氮肥，磷鉀肥的施用量參照大田生產(chǎn)，分別為100kg P2O5/公頃和100kg K2O/公頃；大喇叭口期(即從拔節(jié)到抽雄所經(jīng)歷的時(shí)期)，正常氮區(qū)試驗(yàn)地追施尿素，施用量為純氮225kg/公頃，低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地不追施尿素。
(3)需記錄的性狀：
散粉期：全區(qū)50％以上的植株雄穗散粉的日期；
吐絲期：全區(qū)50％以上的植株雌穗花絲露出苞葉的日期。
(4)產(chǎn)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：種植區(qū)籽粒收獲時(shí)，將收獲的全部果穗風(fēng)干后脫粒稱重，即為籽粒產(chǎn)量，以籽粒產(chǎn)量除以收獲株數(shù)，計(jì)算得到單株平均產(chǎn)量，以單株平均產(chǎn)量代表玉米品種的產(chǎn)量。
(三)、正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)
由對(duì)比種植試驗(yàn)結(jié)果即兩試驗(yàn)地的種植產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)性狀，得到正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)；
所述正常氮條件指標(biāo)為在正常氮區(qū)試驗(yàn)地種植得到的指標(biāo)，包括待檢測(cè)玉米品種在正常氮條件下的產(chǎn)量GYN，所有測(cè)試玉米品種在正常氮條件下的平均產(chǎn)量待檢測(cè)玉米品種在正常氮條件下散粉期與吐絲期的時(shí)間間隔天數(shù)ASIN；
所述低氮脅迫條件指標(biāo)為在低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地種植得到的指標(biāo)，包括待檢測(cè)玉米品種在低氮脅迫條件下的產(chǎn)量GYL，所有測(cè)試品種在低氮脅迫條件下的平均產(chǎn)量待檢測(cè)玉米品種在低氮脅迫條件下的散粉期與吐絲期的時(shí)間間隔天數(shù)ASIL。
B、由正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)得出待檢測(cè)玉米品種的氮效率指標(biāo)：
所述氮效率指標(biāo)包括低氮脅迫強(qiáng)度、耐低氮系數(shù)、氮敏感系數(shù)、相對(duì)氮效率指數(shù)、相對(duì)耐低氮指數(shù)、雌雄間隔天數(shù)差值；各指標(biāo)的定義如下：
(1)低氮脅迫強(qiáng)度：
低氮脅迫強(qiáng)度，即所有檢測(cè)玉米品種在低氮脅迫條件下與在正常條件下的平均減產(chǎn)幅度，數(shù)值處于0～1之間，越接近1，脅迫強(qiáng)度越大；越接近0，脅迫強(qiáng)度越??；同時(shí)，參考常規(guī)對(duì)照品種的正常氮條件產(chǎn)量和氮脅迫條件產(chǎn)量的變異幅度，以檢測(cè)試驗(yàn)地土壤肥力的均一性和試驗(yàn)處理的一致性，判斷檢測(cè)結(jié)果的有效性；所述常規(guī)對(duì)照品種一般為優(yōu)良的雜交種或自交系，產(chǎn)量高、相對(duì)穩(wěn)定；若在同一條件下，產(chǎn)量變異幅度大，說(shuō)明土壤肥力不均或處理不一致，此情況下種植結(jié)果無(wú)效；
(2)耐低氮系數(shù)：
NLC＝GYL/GYN，即低氮脅迫條件下與正常條件下產(chǎn)量比值，數(shù)值處于0～1之間，越接近1，耐低氮能力越強(qiáng)；越接近0，耐低氮能力越弱。
所有玉米品種的平均耐低氮能力。
(3)氮敏感系數(shù)
NSI＝1-GYL/GYN，即低氮脅迫條件下與正常條件下產(chǎn)量減產(chǎn)比例，數(shù)值處于0～1之間，越接近1，對(duì)氮越敏感；越接近0，對(duì)氮越不敏感。
(4)相對(duì)氮效率指數(shù)
低氮生產(chǎn)力，即低氮脅迫條件下的產(chǎn)量與低氮脅迫條件下平均產(chǎn)量的比值，體現(xiàn)玉米品種低氮條件下的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，數(shù)值越大，產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)越強(qiáng)；數(shù)值越小，產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)越差；
產(chǎn)量潛力，即以1為基準(zhǔn)，加上正常和低氮脅迫條件下的產(chǎn)量差值與正常條件下平均產(chǎn)量的比值，體現(xiàn)氮充分相對(duì)于氮不足下的優(yōu)勢(shì)，數(shù)值越大，優(yōu)勢(shì)越強(qiáng)；數(shù)值越小，優(yōu)勢(shì)越弱；
氮效率指數(shù)，即低氮生產(chǎn)力與產(chǎn)量潛力的乘積，體現(xiàn)氮不足和氮充分條件下的產(chǎn)量的綜合效應(yīng)；
所有玉米品種的平均氮效率指數(shù)；
相對(duì)氮效率指數(shù)
(5)相對(duì)耐低氮指數(shù)
NRI＝NEI*NLC，耐低氮指數(shù)，即氮效率指數(shù)與耐低氮強(qiáng)度的乘積，體現(xiàn)綜合氮效率下的抗低氮風(fēng)險(xiǎn)的能力；
所有玉米品種的平均耐低氮指數(shù)；
相對(duì)耐低氮指數(shù)
(6)雌雄間隔天數(shù)差值
ASID＝ASIL-ASIN，即散粉期與吐絲期的時(shí)間間隔天數(shù)，數(shù)值越大，表示低氮脅迫對(duì)雌雄器官影響的差異越大，雌雄花期不育可能性越大。
按照上述氮效率指標(biāo)的定義，根據(jù)步驟A獲得的正常氮條件指標(biāo)和低氮脅迫條件指標(biāo)，計(jì)算得到氮效率指標(biāo)的數(shù)值。
C、將氮效率指標(biāo)按照如下表所示的評(píng)價(jià)規(guī)則確定待檢測(cè)玉米品種的耐低氮能力和氮效率結(jié)果；
根據(jù)上表制定的評(píng)價(jià)規(guī)則，由通過(guò)對(duì)比種植試驗(yàn)獲得的氮效率指標(biāo)，確定待檢測(cè)玉米品種的耐低氮能力等級(jí)和氮效率等級(jí)，用于該玉米品種的后續(xù)指導(dǎo)種植等應(yīng)用，以利于提高玉米作物高產(chǎn)的同時(shí)降低土壤、水源的氮污染，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
實(shí)施例二
本實(shí)施例涉及經(jīng)由本發(fā)明的檢測(cè)方法檢測(cè)得到的一些自交系玉米品種的氮效率評(píng)價(jià)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
由上表結(jié)果可見，低氮脅迫強(qiáng)度表示所有檢測(cè)的玉米自交系品種在低氮脅迫條件下平均減產(chǎn)39％。
兩種氮條件下，產(chǎn)量越高，氮敏感性系數(shù)越小，氮效率或耐低氮等級(jí)越強(qiáng)。對(duì)照Z(yǔ)58是優(yōu)良的玉米自交系品種，多方研究表明Z58屬于氮高效耐低氮自交系，本發(fā)明的檢測(cè)方法得出的Z58的氮效率或耐低氮等級(jí)為極強(qiáng)(HR)，可見檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
自交系BD13-0727的相對(duì)耐低氮指數(shù)為2.06，但ASID為4，說(shuō)明低氮脅迫導(dǎo)致雌雄花期不協(xié)調(diào)，故氮效率或耐低氮等級(jí)降一級(jí)，由極強(qiáng)(HR)降為強(qiáng)(R)。
綜上所述，本發(fā)明的檢測(cè)方法，只需將待檢測(cè)的玉米品種在正常氮區(qū)試驗(yàn)地和低氮脅迫區(qū)試驗(yàn)地進(jìn)行對(duì)比種植試驗(yàn)，獲得種植產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀，由種植產(chǎn)量得到常規(guī)氮效率，并結(jié)合農(nóng)藝性狀A(yù)SID(雌雄間隔天數(shù)差值)，按照特定的評(píng)價(jià)規(guī)則，獲得準(zhǔn)確的氮效率相關(guān)檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)方法不需涉及復(fù)雜的生理生化指標(biāo)測(cè)定分析，極大簡(jiǎn)化了工作流程，能夠顯著提高檢測(cè)效率，具有積極的應(yīng)用意義。