采用SPAD仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究_王秋红

关键词：甜菜；SPAD 值；氮素；营养诊断
中图分类号：S566.3
文献标志码：A
论文编号：casb15090014
Diagnostic Technique of Sugarbeet Nitrogen Nutrient Status Using SPAD-502 Chlorophyll Meter Wang Qiuhong1,2, Zhou Jianchao1,2, Wang Xiaochun1,2
王秋红等：采用 SPAD 仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究
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the highest leaf tip of sugarbeet should be taken as the measured position of SPAD value. With high nitrogen application rates, the SPAD value increased. The SPAD values of different cultivars varied under each treatment. The linear equations were built respectively between SPAD values and chlorophyll concentration and plant total nitrogen content. After fitting the linear equations, the authors found that the SPAD value of leaf and total chlorophyll content of plant in different developmental stages (seedling, cluster rapid growth period and root sugar accumulation period) had a very significant correlation, the relationship between SPAD value of leaf and nitrogen content of plant was significant. So the development and photosynthetic efficiency of sugarbeet could be constantly monitored by SPAD value, and SPAD values of sugarbeet were suitable for rapid diagnosis of nitrogen nutrition. Key words: sugarbeet; SPAD value; nitrogen; nutrient diagnosis
量成正相关，进而推测植株的氮素营养状况，并进行氮
肥推荐。传统的氮素营养诊断以实验室化学分析为
主，而且在样品的采集、测定及数据分析等方面周期较
长 ，操作复杂 ，且费用较高 ，对作物不同生长季的氮素
营养状况难以实现实时监测。采用 SPAD 仪这种快速
测定植物叶片叶绿素的方法 ，具有携带方便 、操作简
捷、无损实时监测植物氮素营养水平等优点[3-6]，近年来
摘 要：为研究甜菜大田栽培及生产过程中氮素的营养状态，以便及时补充氮素亏缺，使用 SPAD-502 仪
(soil plant analysis development)测定了甜菜叶片不同叶位和叶序的 SPAD 值，发现 SPAD 值的分布特点及
其规律性，建立了基于 SPAD 值的氮素营养快速诊断方法。试验设计了室内盆栽及田间试验，对不同基
N0, even they varied among different cultivars under each treatment. After 4- 6 euphylla period of sugarbeet, the SPAD value of the highest leaf had a significant correlation with that of other leaves in the same plant, so
因型、不同发育阶段甜菜叶片不同叶位叶序的 SPAD 值进行测定，统计并分析 SPAD 值与叶片的叶绿素
含量及植株全氮含量的相关性。结果表明：甜菜叶片 SPAD 值在不同叶位及叶序上有差异，其中叶片尖
部 SPAD 最大值出现的次数与叶片侧缘部和叶片基部相比较有较明显优势，施氮及不施氮处理均达到
50%以上；4~6 片真叶期后最高叶片 SPAD 值与测得的同株叶片的 SPAD 值有较显著的相关性，所以最高
叶片的叶片尖部可作为甜菜叶片 SPAD 值的最适测定部位；增加施氮量能提高叶片 SPAD 值；不同品种
间叶片 SPAD 值也有差异；SPAD 值与不同发育阶段甜菜叶片的叶绿素含量以及植株全氮含量分别建立
线性方程，拟合后发现叶片 SPAD 值和总叶绿素含量之间为极显著相关，与植株含氮量之间为相关性显
著。因此，利用叶片 SPAD 值可实时监测甜菜生长与光合效应，进行氮素营养的快速诊断。
（叶序）之间也都有所不同[13,20-21,26]，除此之外 ，SPAD 值
与叶片叶绿素含量及氮素含量都显著相关[6-7,9,13,17-19,25]。
田间条件下科学准确地进行氮营养诊断一直是作
物合理施肥和栽培调控的基础。甜菜(Beta vulgaris L.) 是中国及世界的主要糖料作物之一[27]，作为主要经济 作物 ，种植于中国东北 、华北和西北地区[28] ，其生长发 育、形态建成以及产量和品质的形成等均受氮素(N)的 影响[29]。利用 SPAD 值与叶绿素相对含量之间的相关 性 ，可实时监测甜菜生长及其光合效应 ；建立基于 SPAD 值的甜菜氮素营养诊断方法，为甜菜生产中的氮 素合理运筹提供依据，进一步为甜菜的高效栽培和增 产提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 材料
SPAD-502 chlorophyll meter so that the rapid diagnostic technique of sugarbeet nitrogen nutrient status could be built on the SPAD value. Both pot and field experiment with different sugarbeet genotypes were conducted in order to measure the leaf SPAD value of different development stages in different genotypes of sugarbeet. Then, the authors counted and analyzed the correlations between the leaves’SPAD value and its chlorophyll
0 引言
SPAD-502(soil plant analysis development)手持叶
绿素仪[1]使用双波长（波长为 650 nm 的红光和波长为
940 nm 的近红外光）LED 光源，通过计算这 2 种波长光
的光密度比值 ，并对比有无待测样品时光密度的差异
来计算得到 SPAD 值[2]，这个值和供测样品中叶绿素含
表 1 不同基因型Байду номын сангаас菜品种明细表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
品种名称 KWS0113 KWS1237 KWS3148 KWS3418 KWS0120 KWS8138 KWS9149 ACERO ADV0413 CH0612
中国农学通报 2015,31(36):92-98 Chinese Agricultural Science Bulletin
采用 SPAD 仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究
王秋红 1,2，周建朝 1,2，王孝纯 1,2
（1黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨 150080；2中国农业科学院甜菜研究所，哈尔滨 150080）
(1Crop Academy of Heilongjiang University, Harbin 150080; 2Sugarbeet Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150080)
Abstract: In field planting and production of sugarbeet, nitrogen nutrient should be supplied in time. The distribution feature of SPAD value on different leaf positions and leaf orders of sugarbeet was analyzed using
content or the plant nitrogen content in different genotypes of sugarbeet. The results were as follows: the leaves’SPAD values of sugarbeet were different among different leaf positions and leaf orders. The repeated times of the biggest SPAD value of leaf tip were obviously more than that of the margin and lower part of the leaf, both treatments (N150 and N0) were all mixed up to 50%. The SPAD values of N150 were higher than those of
逐
步被
科研工
作者
所采用
，已
在小麦
、水稻 、玉 [7-10]
[11- 14]
米[15-18]、马铃薯 、棉 [19-20] 花 、油 [21-22] 菜[23]、油茶[24]、苎麻 、 [25]
胡椒[26]等作物上进行应用研究。用 SPAD 仪测定的数
值（SPAD 值）在叶片的不同部位，同一作物的不同叶片
根据对近几年来在生产上有较大面积推广种植的 品种及国外甜菜品种综合评价结果[30-33]，选择了高产 性、高糖性和稳定性评价综合表现较好的 20 个品种， 其中德国 KWS 公司 7 个、法国 SESvanderhave 公司 6 个 ，美国 Beta 公司 5 个、瑞士先正达公司 2 个（表 1）。 其中二倍体 17 个，三倍体 3 个；单粒 14 个，多粒 6 个。 1.2 试验设计及方法 1.2.1 盆栽试验 于 2013 年 10 月在黑龙江大学主校区 植物培养室进行盆栽试验。模拟田间习惯施肥量 ，设
基金项目：农业部现代农业产业技术体系建设项目“国家甜菜现代农业产业技术体系土壤肥料岗位”(CARS-210306)；国家自然科学基金项目“不同 基因型甜菜根际土壤有机氮矿化特征及影响机理”(31371686)。 第一作者简介：王秋红，女，1972 年出生，河北定县人，助理研究员，博士，研究方向为植物营养与施肥技术。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南 岗区学府路 74 号 黑龙江大学农作物研究院，Tel：0451-86609405，E-mail：wangqiuhong119@126.com。 通讯作者：周建朝，男，1959 年出生，辽宁大连人，研究员，博士，研究方向为植物营养与施肥技术。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府 路 74 号 黑龙江大学农作物研究院，Tel：0451-86609405，E-mail：zhou88767@126.com。 收稿日期：2015-09-06，修回日期：2015-10-20。