使用葉綠素儀測定玉米氮營養的實驗過程和結論
使用葉綠素儀測定玉米氮營養的實驗
實驗過程
1 材料與方法
1·1 試驗方法
玉米不同氮用量試驗于1998年在北京市大興、昌平和通州區7個點進行。供試品種為唐抗5。昌平澗頭點氮肥試驗設5個氮肥用量處理: 0,112·5,225,337·5,450 kg/hm2;其它6個點均為6個氮水平的處理為: 0,90,180,270,360,450 kg/hm2。基、追肥各占50%,追肥在玉米大喇叭口期進行。試驗點各處理磷鉀用量相同,磷肥用量為45 kg/hm2(P2O5),鉀肥用量為120 kg/hm2(K2O)。各個點所用氮肥為尿素(N,46%),磷肥為重過磷酸鈣(P2O5,46%),鉀肥為硫酸鉀(K2O,50%)。供試土壤為潮土和潮褐土,試驗地基本情況見表1。所有試驗均采用隨機區組設計,3次重復,小區面積為60 m2。
1·2 測試項目
在夏玉米9~10葉期,每小區隨機選30株玉米,用葉綠素儀測定最新完全展開葉片讀數。測定時采用最上部完全展開葉中部,在葉緣和葉脈中間部位測定,同時注意避開葉脈和有損傷的葉片。每小區取5株玉米和10片測定過的葉片,烘干后測干重,用開氏法測定全氮含量。在施肥充足的小區(昌平澗頭點為225kg/hm2,其它點為270kg/hm2)選取長勢一致,無外表損傷的最上部完全展開葉,從葉片基部開始,用葉綠素儀每隔2cm測定一次葉片的讀數。將片從基部開始根據葉片長度每10%分成一個區間,同一區間測定結果取平均值。
實驗結論
玉米最新展開葉測定部位的研究在供氮充足的小區隨機取30株玉米,從葉基部分段測定葉綠素的結果表明(圖1),在同一葉片不同位置測定結果有明顯差異。由葉基部到葉尖不同位置葉綠素儀測定結果符合二次曲線變化,從葉基部開始40%~70%的區域測定值變異最小,平均測卻存在差異。Smeal等用玉米葉片中脈和葉緣中間,距葉尖8cm處進行測定;而Blackmer等采用玉米葉片中脈和葉緣之間,葉尖和葉鞘中部進行測定。還有的研究者選用距葉鞘20 cm處作為測定點。由于葉綠素儀最初是為水稻推薦施肥設計,水稻葉片比較窄,其測定面積只有2~3 mm2。而一片健壯的玉米葉片有較多的葉脈,當從葉緣向中脈進行連續測定時,SPAD值可能會相差5個單位(10%~15%的誤差)。要克服這個缺陷除加大測定的樣本量之外,還需要固定專門的測定點。本試驗表明,從葉基部開始,按葉片長度計算測定點距葉基部的百分比,每10%內的SPAD值取平均值。在距離葉基部55%的位置測定值較大且偏差最小,而在40%~70%的范圍內測定結果的標準差比較小(n=30)。產生這種現象首先是由玉米葉片的長相決定的。玉米葉片中部受陽光直接照射,因此,葉綠素和含氮的酶在此處含量較高。以單位葉面積含氮量為例,在靠近葉基部為0·95 g/m2,而在葉片中部60%(距基部)處增加到1·54 g/m2,在葉尖處為1·20 g/m2。其次是在葉片中部測定結果比較穩定與葉片的解剖結構有關。玉米葉片除有較為粗大的中脈以外,還有許多平行的較小的葉脈,當葉綠素儀的測定窗口直接置于葉脈上時,測定結果會減小。因此,在葉片基部單位面積上葉脈數量較多,葉綠素儀檢測窗口壓在葉脈上的機率也大大增加,導致在葉基部測定結果偏低,變異較大。定值為50,變異系數僅1·3%。因此用葉綠素儀測定葉片葉綠素含量時應從葉基部開始40%~70%的區域為宜。
應用葉綠素儀進行氮營養診斷時,多數研究者選用的測定部位大體相同。在作物生長前期,一般選取最上部完全展開葉作為測定部位;而在生長后期,通常采用旗葉(小麥)和穗葉(玉米)作為測定部位。然而不同研究者同一葉片上采用的測定位點。
