芜菁营养生长期叶片光谱特性及对氮的敏感性

庄红梅，王 强，韩 宏，刘会芳，王 浩

(新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】芜菁(Brassicarapavar.rapa)，新疆当地称为恰玛古[1]，又名蔓菁、圆根、盘菜等，属十字花科芸薹属二年生草本植物，被誉为长寿圣果[2]。南疆各地均有种植，仅柯坪县就常年种植533.33 hm2(8 000余亩)，除了鲜食之外，还被加工成口服液、胶囊、膏剂、精油等保健产品[3]。氮是作物生长发育所需的大量营养元素之一，氮元素的多少会引起植株体内相关生化成分的变化[4]。光谱分析技术具有速度快、效率高、重现性好、操作简单、成本低等优点，是探测和获取作物营养状况和长势信息的有效手段[5]。因此，研究新疆芜菁营养生长期叶片光谱特性及对N的敏感性，对探索新疆芜菁快速营养诊断体系的建立具有重要意义。【前人研究进展】前人利用光谱反射率来估测作物N元素营养状况的研究较多。如在玉米、小麦、水稻、棉花、黑麦草、紫叶稠李、番茄、甜椒、轮台白杏等作物上的氮元素实时检测与营养诊断[6-19]，通过研究筛选出了叶片光谱估测全N含量的敏感波段、特征波长等，利用作物叶片反射光谱率进行叶片叶绿素含量评价[20-26]。这些研究结果表明，光谱指数通过反应作物叶绿素含量，从而可以间接反映作物N素营养状况。有关芜菁(恰玛古)的研究主要集中在营养品质与杂交育种方面，营养机制研究甚少。该作物属于小宗作物，由于栽培面积小而分散，环境变异和遗传变异较大，新品种选育进程缓慢，品种改良落后，加之管理不善，造成品种种质混杂退化严重，产量和品质明显下降，制约了产业的发展。【本研究切入点】新疆芜菁营养生长期叶片光谱反射率对N的敏感性尚无文献报道。研究以新疆芜菁营养生长期叶片光谱反射率对N的敏感性分析为切入点。【拟解决的关键问题】分析不同芜菁营养生长期叶片光谱反射率对N的敏感性差异，研究采用叶片光谱指数诊断N的敏感期，为新疆芜菁快速、精准、非破坏性营养诊断提供最佳时间窗。

1 材料与方法

1.1 材 料

以安宁渠试验场种植的7个品种芜菁为取样对象，叶片样品于2017年8～10月进行采集。每个品种选5株，每株大小一致，在每株中部东、西、南、北方向随机选取生长健康的叶片。表1

试验设7个处理，21个小区，每小区面积为12.8 m2，3次重复。种植密度为5×104株/hm2，株距25 cm，行距80 cm。

表1 试验材料
Table 1 Test materials in the table

编号No.品种名称Varieties编号No.品种名称VarietiesK柯坪芜菁(圆锥形)Kepingturnip204新星圆蔓菁(二代)Xinxingroundturnip(secondgeneration)C长黄蔓菁Longandyellowturnip104新星圆蔓菁(一代)Xinxingroundturnip(firstgeneration)X新星圆蔓菁Xinxingroundturnip13美国小芜菁Americanturnip222天地禾芜菁Tiandiheturnip

1.2 方 法

1.2.1 光谱数据采集

光谱数据用美国PP Systems 公司生产的UniSpec-SC(单通道)便携式光谱分析仪采集。该光谱分析仪自带光源，可在可见光/近红外310～1 130 nm 波长范围内进行连续测量，光谱分辨率在λ/100，扫描波长3.3 nm。

光谱数据获取的同时采集恰玛古同一部位叶片，不同品种各取20株，5个重复，7个品种共700株，每株取2片叶，共1 400片叶。试验光谱数据测定地点是安宁渠试验场，选择营养生长期(幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期)进行首批光谱数据测定，并在3 d内完成该时期第二批光谱数据的采集。每次数据采集前光谱仪进行标准校正，活体健康叶片3次重复测定。叶片光谱测定选取叶片的中部较宽(避免探头直接对着叶脉)的部分进行光谱测定。选择晴朗无风或风力不大天气，时间为10:30～13:00太阳高度角变化量小的时间段进行。测定条件尽可能一致，确保数据可比性。可见光波段的叶片光谱反射率[27]，用于不同芜菁营养生长期叶片光谱特征及对N素的敏感性分析。

1.2.2 叶样采集

以安宁渠试验场种植的7个品种的芜菁为取样对象，叶片样品于2017年8～10月进行采集，营养生长关键发育期(幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期)，每个品种选5株，每株大小一致，在每株中部东、西、南、北方向随机选取生长健康的成熟叶片。取叶片(带叶柄)带回实验室内，于105℃恒温杀青30 min后70℃烘至恒重，用不锈钢料理机粉碎后装入自封袋备用。

1.2.3 全氮含量检测

仪器：自动凯氏定氮仪、高温消解炉。

试剂：硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、硼酸、氢氧化钠、盐酸标准溶液、混合指示液(甲基红乙醇溶液∶溴甲酚绿乙醇溶液=1∶5)。

处理：称取充分混匀的试样 0.2～2 g，约相当于30～40 mg氮，精确至0.001 g，移入干燥的100 mL定氮瓶中，加入0.2 g硫酸铜、6 g硫酸钾及20 mL硫酸，轻摇后于瓶口放一小漏斗，将瓶置于高温消解炉上。小心加热，待内容物全部炭化泡沫完全停止后，保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色并澄清透明后，再继续加热0.5～1 h。取下冷却，同时做试剂空白试验。

分析：向接收瓶内加入10.0 mL硼酸溶液及1～2滴混合指示液，并使冷凝管的下端插入液面下，将定氮瓶置于定氮仪上机检测。取下接收瓶以盐酸标准滴定溶液滴定至终点，颜色由酒红色变成绿色，pH 5.1。同时做试剂空白。

1.3 数据处理

叶片光谱指数的计算采用与叶绿素含量正相关性较好的公式：ND705= (R750-R705) /(R750+R705-2R445)[28]进行。

式中：R750、R705、R445，分别为测定叶片敏感波段750、705和445 nm的光谱反射率值。

数据分析采用DPS v9.5与Origin 9.0软件。叶片光谱指数的差异性分析采用单因素方差分析(One-way ANOVA)，多重比较采用最小显著方差法(LSD方法)。

2 结果与分析

2.1不同品种芜菁营养生长关键发育期叶片光谱特性

研究表明，幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期叶片光谱曲线起伏趋势相同。在310～350 nm短波段范围内，光谱反射率由于光谱曲线的首端噪声导致变异较大，但随着波长的增加，变异逐渐减小。430～700 nm反射率较低，并呈现“低-高-低”的趋势，即：蓝紫波段低-绿波段高-橙红波段低，在550 nm附近出现第一个强反射峰，不同果实生育期表现出反射强度不同。在670 nm附近出现强吸收谷，即：红谷。在可见光范围内呈现出“蓝边”、“绿峰”、“黄边”、“红谷”等独特的光谱特性。在700～780 nm波段，红光波段强烈地吸收与近红外波段强烈地反射造成曲线出现一个陡峭的爬升脊，反射率迅速抬升。在近红外780～1 000 nm波段，形成一个很强的反射平台，在此波段内，反射率较高且平稳。1 000～1 110 nm波段范围，叶片光谱反射率由于受大气吸收干扰和仪器噪声作用，导致变异也比较大，并随波长增加变异逐渐增大。在整个可见光波段，幼苗期，七个品种芜菁的光谱反射率光谱反射率变化趋势较为一致，新星圆蔓菁表现出较高的光谱反射率，其次为新星圆蔓菁二代，新星圆蔓菁一代，美国小芜菁，天地禾芜菁，长黄蔓菁，柯坪芜菁(圆锥形)。可见，不同品种的芜菁光谱反射率的变化趋势较为一致，但是不同波段对应的反射率的值有一定的差异。图1

图1 不同品种芜菁果实生育期叶片光谱反射率
Fig.1 The leaf spectral reflectance of different turnip cultivars at vegetative stage

2.2不同品种芜菁营养生长关键发育期可见光波段叶片光谱反射率

不同品种芜菁营养生长发育关键期(幼苗期，叶片生长旺盛期，肉质根生长盛期，成熟期)处理的叶片光谱反射率呈现基本一致的规律。在可见光波段(350～780 nm)，幼苗期，光谱反射率从高到低依次是：美国小芜菁、新星圆蔓菁、新星圆蔓菁(一代)、新星圆蔓菁(二代)、天地禾芜菁、长黄蔓菁、柯坪芜菁(圆锥)；叶片生长旺盛期，光谱反射率从高到低依次是：柯坪芜菁(圆锥)、长黄蔓菁、新星圆蔓菁(二代)、新星圆蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(一代)、天地禾芜菁；肉质根生长盛期，光谱反射率从高到低依次是：新星圆蔓菁(二代)、美国小芜菁、新星圆蔓菁(一代)、柯坪芜菁(圆锥)、新星圆蔓菁、长黄蔓菁、天地禾芜菁；成熟期，光谱反射率从高到低依次是：新星圆蔓菁、新星圆蔓菁(二代)、长黄蔓菁、柯坪芜菁(圆锥)、天地禾芜菁、新星圆蔓菁(一代)、美国小芜菁。由结果可以看出，在营养生长发育关键期，不同品种芜菁叶片光谱反射率相比较，新星圆蔓菁、新星圆蔓菁(二代)表现出较高的光谱反射率，天地禾芜菁表现出较低的光谱反射率。美国小芜菁在幼苗期与成熟期的光谱反射率较高，在叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期的光谱反射率较低；柯坪芜菁(圆锥)在幼苗期的光谱反射率较低，在叶片生长旺盛期的光谱反射率较高，不同品种的叶片光谱反射率均在成熟期较高，这有可能是由于成熟期，叶片内叶绿素含量降低导致的结果。

不同芜菁营养生长发育关键期(幼苗期，叶片生长旺盛期，肉质根生长盛期，成熟期)，相同品种的叶片光谱反射率呈现基本一致的规律。在可见光波段(350～780 nm)，美国小芜菁在营养生长发育关键期，光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期>叶片生长旺盛期；新星圆蔓菁(一代)在营养生长发育关键期，光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期>叶片生长旺盛期；新星圆蔓菁(二代)在营养生长发育关键期，光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期>叶片生长旺盛期；天地禾芜菁光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期>叶片生长旺盛期；长黄蔓菁光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>叶片生长旺盛期>肉质根生长盛期；柯坪芜菁(圆锥)光谱反射率呈现叶片生长旺盛期>幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期；新星圆蔓菁光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>叶片生长旺盛期>肉质根生长盛期；除了柯坪芜菁(圆锥)外，其余六个品种光谱反射率均呈现幼苗期与成熟期的光谱反射率较高，这有可能是由于幼苗期与成熟期，叶片内叶绿素含量较低导致的结果；而在叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期，叶片均表现出较低的反射率，可能是由于该时期N营养主要被叶片吸收，叶绿素含量升高所致。图2

2.3不同品种芜菁营养生长关键发育期氮含量的差异性

研究表明，新星圆蔓菁与美国小芜菁叶片氮含量呈现出叶片生长旺盛期>幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期；长黄蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(二代)、柯坪芜菁(圆锥)、天地禾芜菁、新星圆蔓菁(一代)幼苗期的含氮量较高，长黄蔓菁与天地禾芜菁的氮含量呈现出幼苗期>叶片生长旺盛期>成熟期>肉质根生长盛期；柯坪芜菁(圆锥)、新星圆蔓菁(二代)、新星圆蔓菁(一代)的氮含量呈现出幼苗期>叶片生长旺盛期>肉质根生长盛期>成熟期。由于N素能直接影响叶绿素，因此，可以通过可见光以及近红外波段特定波长区域的反射率的光谱指数，区分叶片N含量的高低。图3，表2

图2 不同芜菁营养生长关键发育期可见光波段叶片光谱反射率
Fig.2 The leaf spectral reflectance in visible spectrum of turnip at vegetative stage

图3 不同品种芜菁营养生长期不同发育阶段叶片氮含量差异
Fig.3 Differences in leaf nitrogen content in the different stages of the vegetative growth stage of different varieties of turnips表2 芜菁营养生长发育关键期氮含量差异性
Table 2 One-way ANOVA of leaf nitrogen content of turnip at different growing stages

品种Differentcultivars均值Mean标准误Std.Error95%置信下限区间95%LCL95%置信上限区间95%UCL幼苗期YoungfruitperiodC5.96Aa0.01732055.88547586.0345239X4.59Cc0.08660254.21737974.9626203K5.81Aa0.00577355.78515875.8348415135.4Bb0.01732055.32547595.4745241045.86Aa0.12124365.33833116.38166912045.26Bb0.04618815.06126875.45873152225.81Aa0.15011115.16412436.4558759叶片生长旺盛期EarlyfruitexpansionperiodC3.56Dd0.0577353.31158623.8084138X5.27ABa0.0230945.17063465.3693654K4.44Cc0.0692824.14190384.7380963135.47Aa0.04618815.27126855.66873141045Bb0.15275254.34275885.65724092044.44Cc0.00577354.41515854.46484132225Bb0.0577354.75158655.2484135肉质根生长盛期Mid-termoffruitexpansionperiodC2.94Dd0.01732052.8654763.0145241X3.98BCbc0.0577353.73158654.2284135K4.44Aa0.02081664.35043354.5295663134.46Aa0.0115474.41031734.50968271044.17ABb0.02886754.04579324.29420672044.04BCb0.02886763.9157934.16420712223.77Cc0.18475212.97507594.5649242成熟期MatureperiodC3.5De0.25166112.41718954.5828105X4.82Aa0.0346414.67095214.9690483K4.16BCbc0.05196153.93642784.3835722134.51ABab0.03785944.34710424.6728961043.92CDcd0.20784623.02571024.814292043.54Dde0.0115473.49031733.58968272224.38ABCb0.00577354.35515864.4048413

注：大写字母不同代表差异极显著(P<0.01)；小写字母不同代表差异显著(P<0.05)，下同

Note:Bars with different uppercase letters indicate extremely significant difference atP<0.01，according to LSD test;bars with different lowercase letters indicate significant difference atP<0.01，according to LSD test,the same as below

营养生长发育期不同发育阶段，不同品种叶片氮含量之间存在显著性差异。营养生长发育期不同发育阶段存在显著性差异。幼苗期，长黄蔓菁与新星圆蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(二代)之间的叶片氮含量存在显著或极显著性差异；新星圆蔓菁与其余6个品种芜菁的氮含量存在极显著性差异；柯坪芜菁(圆锥)与新星圆蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(二代)之间的叶片氮含量存在显著或极显著性差异；美国小芜菁与新星圆蔓菁(二代)之间无显著性差异，但与其余5个品种之前存在显著或者极显著性差异；新星圆蔓菁(一代)与新星圆蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(二代)之间的叶片氮含量存在极显著性差异；新星圆蔓菁(二代)与美国小芜菁之间无显著性差异，但与其余5个品种存在显著性或者极显著性差异；柯坪芜菁(圆锥)与新星圆蔓菁、美国小芜菁、新星圆蔓菁(二代)之间的叶片氮含量存在极显著性差异；叶片生长旺盛期，新星圆蔓菁(一代)与柯坪芜菁(圆锥)叶片氮含量无显著性差异，但与其余5个品种之间存在显著性差异；长黄蔓菁与其余6个品种的叶片氮含量存在极显著性差异；柯坪芜菁(圆锥)与新星圆蔓菁(二代)之间无显著性差异，但与其余5个品种之间存在显著性差异；肉质根生长盛期，柯坪芜菁(圆锥)与美国小芜菁之间的叶片氮含量无显著性差异，但与其余5个品种之间存在显著或者极显著性差异；成熟期，7个品种之间均存在显著或者极显著性差异。

营养生长发育关键期，相同品种之间的氮含量存在显著或者极显著性差异。长黄蔓菁幼苗期的氮含量与叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期间存在极显著性差异；肉质根生长盛期与叶片生长旺盛期、成熟期氮含量之间存在显著性差异；新星圆蔓菁营养生长发育关键期氮含量均存在显著性差异；柯坪芜菁(圆锥)叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期氮含量之间无显著性差异，其余各时期氮含量均存在显著或者极显著性差异；美国小芜菁的前两个发育时期无显著性差异，后两个时期无显著性差异，但幼苗期、叶片生长旺盛期均与肉质根生长盛期、成熟期之间存在显著或者极显著性差异；新星圆蔓菁(一代)的叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期的叶片氮含量不存在显著性差异，其余关键发育期存在显著或者极显著性差异；新星圆蔓菁(二代)与天地禾芜菁的叶片氮含量在幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期均存在显著或者极显著性差异。

2.4不同品种芜菁营养生长发育关键期叶片光谱指数(ND705)的差异性

营养生长发育关键期，不同品种叶片光谱指数(ND705)之间存在显著性差异。不同营养生长发育关键期存在显著性差异。幼苗期，新星圆蔓菁、柯坪芜菁(圆锥)、美国小芜菁的叶片光谱指数(ND705)之间不存在显著性差异，但其他品种间的叶片光谱指数(ND705)之间均存在显著或者极显著性差异；叶片生长旺盛期，新星圆蔓菁(二代)与其余6个品种之间均存在极显著性差异，其余6个品种之间不存在显著性差异；肉质根生长盛期，7个品种之间不存在显著性差异；成熟期，新星圆蔓菁、新星圆蔓菁(一代)、新星圆蔓菁(二代)3个品种之间无显著性差异；长黄蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁之间无显著性差异，其余各品种之间存在显著或者极显著性差异。因此，幼苗期和成熟期可以作为区分几个品种芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期。表3

不同营养生长发育关键期，相同品种叶片光谱指数(ND705)之间存在显著性差异。长黄蔓菁与新星圆蔓菁肉质根生长盛期与成熟期叶片光谱指数(ND705)之间无显著性差异，但与幼苗期、叶片生长旺盛期存在显著性差异；柯坪芜菁(圆锥)与新星圆蔓菁(一代)的叶片光谱指数(ND705)在各个时期不存在显著性差异；美国小芜菁的叶片光谱指数(ND705)在各个时期存在显著性差异；新星圆蔓菁(二代)的叶片光谱指数(ND705)在幼苗期与成熟期之间无显著性差异；天地禾芜菁的幼苗期与肉质根生长盛期无显著性差异，但与叶片生长旺盛期、成熟期之间存在显著性差异。因此，叶片生长旺盛期可以作为长黄蔓菁、新星圆蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期，叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期可以作为新星圆蔓菁(二代)氮素光谱营养诊断的敏感时期。表4

表3芜菁营养生长发育关键期叶片光谱指数ND705差异

Table3One-wayANOVAofleafspectralindexND705ofturnipinthedifferentstagesofthevegetativegrowthstage

品种Differentcultivars均值Mean标准误Std.Error95%置信下限区间95%LCL95%置信上限区间95%UCL幼苗期YoungfruitperiodC0.36Bb0.0230940.26063450.4593655X0.41ABab0.01732050.33547590.4845241K0.42ABab0.0346410.27095180.5690482130.41ABab0.0115470.36031720.45968281040.44ABa0.00577350.41515860.46484142040.46Aa0.00577350.43515860.48484142220.4033ABab0.02603420.29131740.5153493叶片生长旺盛期EarlyfruitexpansionperiodC0.45Aa0.01732050.37547590.5245241X0.47Aa0.0115470.42031720.5196828K0.46Aa0.01732050.38547590.5345241130.47Aa0.01732050.39547590.54452411040.44Aa0.01732050.36547590.51452412040.36Bb0.00577350.33515860.38484142220.48Aa0.01732050.40547590.5545241肉质根生长盛期Mid-termoffruitexpansionperiodC0.38Aa0.02886750.25579310.5042069X0.42Aa0.0230940.32063450.5193655K0.44Aa0.00577350.41515860.4648414130.4Aa0.02886750.27579310.52420691040.4Aa0.0577350.15158630.64841382040.42Aa0.0115470.37031730.46968272220.41Aa0.0115470.36031720.4596828成熟期MatureperiodC0.41Ab0.0115470.36031720.4596828X0.45Aab0.0115470.40031730.4996827K0.48Aa0.01732050.40547590.5545241130.42Ab0.01732050.34547590.49452411040.46Aab0.01732050.38547590.53452412040.44Aab0.0230940.34063450.53936552220.42Ab0.01732050.34547590.4945241

表4不同品种芜菁营养生长发育关键期叶片光谱指数ND705差异

Table4One-wayANOVAofleafspectralindexND705ofdifferentturnipcultivarsinthedifferentstagesofthevegetativegrowthstage

品种Differentcultivars发育时期Developingstages均值Mean标准误Std.Error95%置信下限区间95%LCL95%置信上限区间95%UCLC幼苗期0.36Ab0.0230940.26063450.4593655叶片生长旺盛期0.45Aa0.01732050.37547590.5245241肉质根生长盛期0.38Aab0.02886750.25579310.5042069成熟期0.41Aab0.0115470.36031720.4596828X幼苗期0.41Ab0.01732050.33547590.4845241叶片生长旺盛期0.47Aa0.0115470.42031720.5196828肉质根生长盛期0.42Aab0.0230940.32063450.5193655成熟期0.45Aab0.0115470.40031730.4996827K幼苗期0.42Aa0.03046410.27095180.5690482叶片生长旺盛期0.46Aa0.01732050.38547590.5345241肉质根生长盛期0.44Aa0.00577350.41515860.4648414成熟期0.48Aa0.01732050.40547590.554524113幼苗期0.41Aab0.0115470.36031720.4596828叶片生长旺盛期0.47Aa0.01732050.39547590.5445241肉质根生长盛期0.4Ab0.02886750.27579310.5242069成熟期0.42Aab0.01732050.34547590.4945241104幼苗期0.44Aa0.00577350.41515860.4648414叶片生长旺盛期0.44Aa0.01732050.36547590.5145241肉质根生长盛期0.4Aa0.0577350.15158630.6484138成熟期0.46Aa0.01732050.38547590.5345241204幼苗期0.46Aa0.00577350.43515860.4848414叶片生长旺盛期0.36Bb0.00577350.33515860.3848414肉质根生长盛期0.42ABa0.0115470.37031730.4696827成熟期0.44Aa0.0230940.34063450.5393655222幼苗期0.4033Ab0.02603420.29131740.5153493叶片生长旺盛期0.48Aa0.01732050.40547590.5545241肉质根生长盛期0.41Ab0.0115470.36031720.4596828成熟期0.42Aab0.01732050.34547590.4945241

3 讨 论

3.1 影响植物对可见光波段光质吸收和反射的重要因素包括叶片颜色、结构、水分状况与长势等。其中叶绿素对光的吸收作用最大。不同品种芜菁在幼苗期、叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期、成熟期叶片光谱曲线均呈现“蓝紫波段低-绿波段高-橙红波段低”的趋势，由于叶绿素在550 nm波段吸收很弱，引起在550 nm附近出现第一个强反射峰。叶绿素在红光与蓝紫光部分有两个强吸收区，在红光部分680 nm附近出现“红谷”，由于此波段是藻胆素中藻蓝蛋白的主要吸收带，“红谷”的出现是由于色素的强烈吸收形成的。由此可见，芜菁与扁桃、轮台白杏叶片类似，在可见光波段范围内，具有“蓝边”、“绿峰”、“黄边”、“红谷”的光谱特性[23，29]。在近红外780～1 050 nm波段，反射率较高，叶肉内海绵组织结构的反射表面空腔很大，并且细胞内叶绿素呈水溶胶状态，具有强烈的红外反射，较高的透射率，极低的吸收率。研究表明，550、680 nm波段为不同品种芜菁N素营养诊断的敏感波段，这与多数学者研究结果一致。Thomas等通过测定甜椒叶片的反射率来预测N元素含量，发现N素营养对甜椒叶片在550和670 nm波段反射率的影响较大[22]，这与轮台白杏、扁桃叶片光谱反射率在550 nm处差异显著的结果一致[23,29]。

3.2 幼苗期和成熟期可以作为区分几个品种芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期。叶片生长旺盛期可以作为长黄蔓菁、新星圆蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期，叶片生长旺盛期与肉质根生长盛期可以作为新星圆蔓菁(二代)氮素光谱营养诊断的敏感时期。有关作物对N、P、K光谱诊断敏感期的研究较多。不同植物叶片光谱特性对N、P、K素的敏感期也不同。缺N会导致叶片光谱反射率增加，在光谱特征曲线上表现为反射率上升[6]。有研究学者发现夏玉米叶片近红外波段处叶片反射率随N肥用量的增加而提高[30]；而在可见光波段，随着N肥施用量的增加，在绿光波段反射率明显降低[27]。

4 结 论

不同品种芜菁营养生长期不同发育阶段叶片光谱反射率变异依赖于波长，变异最小的波段位于可见光波段，柯坪芜菁(圆锥)的光谱反射率呈现叶片生长旺盛期>幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期，其余6个品种光谱反射率呈现幼苗期>成熟期>肉质根生长盛期>叶片生长旺盛期或幼苗期>成熟期>叶片生长旺盛期>肉质根生长盛期。不同品种相同生育期、相同品种不同生育期光谱指数(ND705)之间均存在显著差异(P<0.05)或者极显著差异(P<0.01)。利用叶片光谱指数能够估测叶片全氮含量，幼苗期和成熟期可以作为区分几个品种芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期。叶片生长旺盛期可以作为长黄蔓菁、新星圆蔓菁、美国小芜菁、天地禾芜菁氮素光谱营养诊断的敏感时期，叶片生长旺盛期、肉质根生长盛期可以作为新星圆蔓菁(二代)氮素光谱营养诊断的敏感时期。

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