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水稻冠层叶片SPAD数值变化特征及其在氮素营养诊断中的应用

作　者: 姜继萍
导　师: 杨京平
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: 水稻冠层 SPAD值叶片氮含量叶绿素含量氮素诊断
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

氮素是水稻生长发育的重要限制因子,施氮能有效提高水稻产量。而水稻种植中过度施用氮肥会导致氮素损失,不仅污染了环境,还增加了成本,减少了产量。为此,国内外学者开展了许多相关的研究,探寻提高水稻氮肥利用率的途径。实时、实地氮肥管理模式便是其中一种既保证水稻产量又提高氮肥利用率的田间管理技术,其主要手段是利用叶绿素计对水稻氮素营养状况进行诊断。本研究通过大田试验,主要研究了6个施氮水平和3种不同施肥方案下,水稻生育期内不同施氮量、不同叶位叶片的SPAD数值特征,及其在氮素营养诊断中的应用。研究主要得到以下结论：通过对水稻植株整个生长周期叶绿素计读数(SPAD值)的变化情况以及水稻分蘖、孕穗和抽穗3个重要时期主茎顶1叶至顶4叶的SPAD值分布变化特征的研究,结果表明,水稻整个生长期叶色呈现“黑黄”交替的变化规律,且主茎顶4叶对氮素供应丰缺的反应最为敏感,可作为诊断水稻N素营养状况的理想指示叶；此外,对水稻主茎上各个相邻叶位的SPAD差值与施氮水平之间的相关性进行比较,发现顶4叶和顶3叶的SPAD差值(SPADL4-L3)与施氮水平之间存在明显相关性,随着施氮水平的提高,顶4叶与顶3叶间的SPAD值差异逐渐缩小,且这一结果不受施肥条件和水稻生长时期的影响,因此,也可以利用SPADL4-L3值作为水稻整个生育期N营养状况实时诊断的指标。通过对水稻叶片SPAD值与单位质量氮含量(Nw)、单位面积氮含量(Na)之间的关系的研究,结果表明,无论在水稻生长的哪个阶段,叶片的SPAD值与Nw、Na之间均存在显著或极显著的线性相关,并且SPAD值与Nw的相关性要高于SPAD值与N。的相关性。此外,还研究了不同叶位叶片SPAD值与Nw的关系之间的差异,发现分蘖期以水稻主茎功能叶中的顶3叶的SPAD值与Nw的相关性最高,适宜作为该时期的氮营养诊断指示叶；而孕穗期和抽穗期则以顶4叶对N素的反应最为敏感,且SPAD值与Nw的相关性最高,因此在这两个时期可选取顶4叶作为水稻N营养诊断的指示叶。并在上述研究结果的基础上初步确定了水稻不同生育期,氮素营养诊断的SPAD标准值范围,也建立了SPAD值与追肥量之间的关系,为诊断水稻氮素营养状况、指导精确施肥提供了重要的应用依据。

全文目录

致谢  6-7
摘要  7-9
Abstract  9-13
1 文献综述  13-28
  1.1 引言  13
  1.2 稻田氮肥利用现状分析  13-17
    1.2.1 稻田氮肥施用量和氮肥利用率现状  13-14
    1.2.2 稻田氮肥利用率低的原因分析  14
    1.2.3 提高水稻氮肥利用率的新途径  14-17
  1.3 水稻氮素营养诊断的方法  17-22
    1.3.1 传统水稻氮营养诊断方法  18-20
    1.3.2 现代水稻氮营养诊断技术  20-22
  1.4 叶绿素计在作物氮营养诊断中的应用研究现状  22-26
    1.4.1 叶绿素计诊断氮素营养应用中的影响因素  23-24
    1.4.2 校正影响因素、提高叶绿素计诊断精确性的途径  24-26
  1.5 论文选题思路与主要研究内容  26-28
    1.5.1 研究目的和意义  26
    1.5.2 主要研究内容  26-28
2 材料与方法  28-33
  2.1 大田试验设计、材料及方法  28-29
    2.1.1 大田试验地点概况  28
    2.1.2 大田试验设计方案  28-29
    2.1.3 大田采样方法  29
  2.2 试验分析项目及测定方法  29-32
    2.2.1 水稻整个生长期生物量变化情况  29
    2.2.2 水稻产量分析  29-30
    2.2.3 水稻叶片SPAD值测定  30
    2.2.4 叶片面积的测定  30
    2.2.5 水稻叶片总氮含量分析  30-32
    2.2.6 叶片叶绿素(Chlorophyll)含量的测定  32
  2.3 数据处理分析工具  32-33
3 结果与讨论  33-64
  3.1 不同施氮条件下水稻生长期生物量变化规律及产量情况  33-36
    3.1.1 水稻生长周期中生物量变化情况  33-35
    3.1.2 不同氮素水平下水稻产量情况分析  35-36
    3.1.3 本节结论与讨论  36
  3.2 不同氮素水平下水稻冠层SPAD值分布变化特征及其与氮素营养诊断的关系  36-48
    3.2.1 水稻整个生长期植株SPAD值变化情况  36-39
    3.2.2 不同施氮处理下水稻不同叶位叶片的SPAD值分布特征  39-43
    3.2.3 水稻上、下叶位叶片SPAD差值与施氮水平的关系  43-47
    3.2.4 本节结论与讨论  47-48
  3.3 水稻叶片SPAD值与单位质量氮含量(N_w)、单位面积氮含量(N_a)之间的关系及其在氮素营养诊断用的应用  48-57
    3.3.1 不同时期水稻叶片SPAD值与N_w、N_a的关系  48-52
    3.3.2 水稻不同时期、不同叶位叶片的SPAD值与N_w的关系  52-54
    3.3.3 选定指示叶的SPAD值与N_w的关系在氮营养诊断中的应用  54-55
    3.3.4 以指示叶SPAD值与标准值之间的差值为指导推荐追肥量  55-56
    3.3.5 本节结论与讨论  56-57
  3.4 水稻冠层不同叶位叶片叶绿素a/b的特征  57-64
    3.4.1 水稻不同时期、不同叶位叶片叶绿素a/b的特征  57-61
    3.4.2 水稻冠层不同时期叶绿素a/b特征  61-63
    3.4.3 本节结论与讨论  63-64
4 研究总结与展望  64-67
  4.1 研究主要结论  64-65
    4.1.1 施氮对水稻生物量及产量的影响  64
    4.1.2 不同施氮处理下水稻不同叶位叶片的SPAD值分布特征  64
    4.1.3 水稻上、下叶位叶片SPAD差值与施氮水平的关系  64
    4.1.4 水稻叶片的SPAD值与单位质量氮含量(N_w)、单位面积氮含量(N_a)的关  64-65
    4.1.5 不同时期水稻不同叶位叶片SPAD值与N_w之间的关系  65
  4.2 本文创新点  65-66
    4.2.1 确定各个时期适宜的指示叶  65
    4.2.2 确定各个指标的具体判断标准  65
    4.2.3 根据判断标准初步确定氮肥追肥量  65-66
  4.3 研究展望  66-67
    4.3.1 关于SPAD值与Nw、N_a的相关性的验证  66
    4.3.2 利用上、下叶位的SPAD差值来诊断水稻氮素营养  66
    4.3.3 推荐施肥量的确定有待更进一步的研究  66-67
参考文献  67-72
附录  72

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