叶绿素仪在东北春播玉米营养诊断施肥中的应用

焦颖

摘要[目的]研究叶绿素仪在东北春播玉米营养诊断施肥中的应用。[方法]测定了叶片SPAD值，叶片全氮、全磷和全钾，及玉米相对产量。 [结果]玉米SPAD值与玉米叶片全氮含量、施氮肥数量、玉米产量之间存在极显著的线性相关性。[结论]通过测量玉米SPAD来分析玉米氮素营养、预测东北春播玉米产量具有可行性。

关键词叶绿素仪；玉米；营养诊断；施肥

中图分类号S513文献标识码

A文章编号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

植物的叶片叶绿素含量与叶片含氮量密切相关，因此可通过测定叶绿素含量来监测植物氮素状况[1]。据此原理，日本的MINOLTA公司先后设计推出了SPAD-501葉绿素仪与SPAD-502叶绿素仪，用来进行田间作物氮素诊断及施肥推荐。

我国已经广泛开展采用叶绿素仪进行玉米的氮素诊断和氮肥推荐的研究。李志宏研究叶绿素仪在夏玉米氮营养诊断中的应用时发现，应用叶绿素仪（SPAD-502）监测夏玉米氮营养状况的最佳测定部位为叶基部开始40%～70%区域，该部位叶绿素仪测定值与玉米全氮、施氮量及产量间均有较好的相关性[2]。为消除品种和生长环境的不同对SPAD值的影响，李占成等[3]均采用相对叶绿素仪测定值校正法，提高叶绿素仪对玉米追肥推荐中氮营养状况的预测精度，但无法完全消除外部因素对叶绿素值的影响，甚至会影响叶绿素仪发挥其快速、简便的特点。而不同的玉米品种在不同的生长阶段，SPAD值差异较大，需要针对不同玉米品种建立不同的SPAD值的诊断标准。该研究在东北地区通过3414试验设计，研究玉米叶绿素仪测定值在东北春播玉米营养诊断施肥中的作用，旨在提高玉米营养诊断准确度和肥料利用效率。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2015年在辽宁职业学院农艺学院实训基地进行。供试土壤为壤土，试验地基础肥力为有机质21.05 g/kg、全氮1.59 g/kg、全磷0.56 g/kg、全钾24.73 g/kg、碱解氮108.49 mg/kg、有效磷29.00 mg/kg、有效钾137.90 mg/kg、pH 6.17。

1.2材料供试肥料分别为尿素（含氮46.4%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含K2O 62%）。供试玉米品种为中农大369。

1.3试验设计

采用3414方案处理，3个因素分别是氮、磷、钾，共4个水平，14个处理。其中4个水平分别为0水平即不施肥，2水平指当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。具体设计方案见表1。该试验设有3次重复，14个处理随机排列。小区长10 m，6条垄一个小区，垄宽0.60 m，小区面积39.6 m2。

磷、钾肥作为底肥一次性施入，氮肥的40%作为底肥，60%作为追肥在大喇叭口期施入。施肥量见表2。

1.4测定项目及方法

1.4.1叶片SPAD值的测定。

用SPAD分析仪（SPAD-502，日本）测定玉米叶片的叶绿素读数值。拔节期测定最上部完全展开叶的中间部位，抽雄期测定穗位叶，在叶缘和叶脉之间，叶尖和叶鞘中部进行测定。每个小区随机抽取无损伤且长势均匀的20株进行测定。

1.4.2叶片全氮、全磷和全钾的测定。

分别在拔节期、抽雄期与测SPAD值的同一天每个小区随机抽取3株全株玉米和10片测定过叶片，烘干后粉碎。样品粉碎后，采用H2 SO4-H2O2消煮，采用凯氏定氮法测定全氮，用钒钼黄比色法测定全磷，用火焰光度计测定全钾。

1.4.3相对产量的测定。每个小区除去两侧边行后称取所有玉米穗总重，再从每个小区随机选取5穗玉米，烘干称重测定含水量。

1.5数据处理

试验数据用Excel 2003和SPSS 11.5进行分析。

2结果与分析

2.1叶绿素仪测定值与叶片全氮的相关性

由图1、2可知，在玉米拔节期、抽雄期玉米叶片全氮含量随SPAD值增加而升高，二者的相关系数分别为0.8973、0.7273，均在0.01水平呈极显著线性关系。

该结果与Smeal和Zhang[3]的报道相近。Smeal和Zhang的研究表明，除生长早期叶绿素仪读数和叶片全氮相关性不显著外，生长中期开始，二者相关性达到极显著水平。这说明用田间条件下的叶绿素仪读数反映玉米氮素营养状况有一定的准确性。

2.2施氮肥水平与叶绿素仪测定值的相关性

施氮可以提高玉米叶片的SPAD值[5]，由图3可知，无论是拔节期还是抽雄期，玉米叶片的SPAD值均随施氮量的增加而升高，二者之间相关性达到了极显著水平。但抽雄期叶片SPAD值随施氮量增加而升高的幅度小于拔节期，说明拔节期SPAD值对供氮响应更敏感。这与夏文豪等[6]研究结果一致。

3.3叶绿素仪测定值与玉米产量的相关性

玉米叶片叶绿素能够提高玉米的光合作用，增加干物质积累，提高玉米产量。因此，叶绿素仪测定值在一定生育期与玉米相对产量呈正相关。由图4、5可知，14个处理在玉米拔节期与灌浆期玉米产量与SPAD相关性。在这2个时期，二者相关性均达到了极显著相关水平，说明在该时期用SPAD值预测玉米产量具有代表意义。

3小结

该研究表明，玉米SPAD与玉米叶片全氮含量、施氮肥数量、玉米产量之间存在极显著的线性相关性。通过测量玉米SPAD来分析玉米氮素营养，预测玉米产量具有可行性。

参考文献

[1]

李志宏，刘宏斌，张云贵.叶绿素仪在氮肥推荐中的应用研究进展[J]. 植物营养与肥料学报，2006，12（1）：125-132.

[2] 李志宏，张云贵，刘宏斌，等.叶绿素仪在夏玉米氮营养诊断中的应用[J].植物营养与肥料学报，2005，11（6）：764-768.

[3] 李占成，李玮，梁秀枝，等.绿素仪在玉米氮营养诊断及推荐施肥中的研究与应用[J].作物杂志，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值在玉米氮素营养诊断及推荐施肥中的应用[J].农业系统科学与综合研究，2009，25（2）：233-238.

[6] 夏文豪，刘涛，关钰，等.硝酸盐反射仪和SPAD法对玉米氮素营养诊断的比较[J].中国生态农业学报，2016，24（10）：1339-1345.