利用SPAD值診斷贛花7號氮素營養(yǎng)研究

邱才飛，彭春瑞，錢銀飛，邵彩虹，謝育平

(1江西省農(nóng)科院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌330200;2江西惠多利農(nóng)資有限公司，南昌330077)

贛花7號是由江西省農(nóng)業(yè)科學院從東鄉(xiāng)縣農(nóng)家品種變異單株系統(tǒng)選育而成的多粒小籽型花生品種。該品種具有食用口感細膩、脂肪含量低的特點，食用價值較高，但存在株型較高，對氮肥較敏感，栽培過程中經(jīng)常由于氮肥施用不當，出現(xiàn)徒長倒伏的現(xiàn)象，產(chǎn)量相對較低。為挖掘該品種的產(chǎn)量潛力，加快贛花7號的推廣應用，進行氮肥的精確施用是該品種高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵。作物對氮肥的需求，不僅受作物種類和品種的影響［1～3］，同時還受土壤供氮能力的影響［4～6］，作為豆科作物的花生還受到自身固氮能力的影響［7，8］，因此，進行花生氮肥需求的精確定量施用難度較大。傳統(tǒng)的方法是通過葉色和測定植株含氮量來判定作物的氮肥需求［9，10］，但該方法受栽培人員的經(jīng)驗和檢測測定滯后性及費用高的制約，不易進行大面積應用。由于葉片葉綠素含量受含氮量的影響［11～13］，因此，可通過葉綠素含量來診斷花生氮素豐缺。SPAD儀是快速測定植物葉片葉綠素含量的便攜裝置，具有操作簡便、快速、無損的特點。生產(chǎn)上利用SPAD值來指導氮肥施用在水稻［14］、小麥［15］、玉米［16］、棉花［17］等作物上取得了較好的效果，但對葉片SPAD值與含氮量之間的關(guān)系較少報道，且這種關(guān)系受作物種類和品種的影響而表現(xiàn)不同［13，18，19］。筆者以贛花 7 號為材料，量化花生葉片含氮量和SAPD值之間的對應關(guān)系，并從葉片的含氮量來判定花生不同生育時期的需氮情況，以為通過葉片SPAD值來判斷該花生品種氮肥豐缺提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2011年在江西省南昌縣銀三角管委會敷林村進行。供試土壤為紅壤土，養(yǎng)分含量為有機質(zhì)10.8 g/kg，堿解氮77.6 mg/kg，速效磷28.1 mg/kg，速效鉀83.0 mg/kg。供試品種為多粒小籽食用型花生品種贛花7號。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置施純氮 0、75、150、225、300、375 kg/hm2共 6 個處理，分別用 N0、N75、N150、N225、N300、N375表示，重復4次，各處理均設(shè)取樣區(qū)1個，完全隨機排列。各處理均施P2O5150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。氮肥為尿素，磷肥為鈣鎂磷肥，鉀肥為氯化鉀，其中磷肥在播種開溝時一次性施入，氮肥和鉀肥則按基肥∶苗肥∶花針肥∶飽果肥=4∶3∶2∶1施用。試驗小區(qū)面積32 m2，起壟種植，每小區(qū)起2壟，壟寬1.8 m，壟溝0.4 m，壟內(nèi)種植5行花生，每小區(qū)共種植10行，每穴2粒，穴距20 cm，每公頃15萬穴。4月6日播種，8月10日收獲。

1.3 測定項目和方法

花生田土壤養(yǎng)分測定。翻耕前2 d，按5點法取0～20 cm耕層混合土樣測定全氮、堿解氮。測定方法:土壤全氮用凱氏定氮法，土壤堿解氮含量用堿解擴散法。

花生葉片SPAD值及氮素含量測定。花生分別于出苗后30、45、60、75和90 d，每小區(qū)選擇20蔸，用SPAD－502儀測定主莖倒3葉、倒2葉和倒1葉全展葉的SPAD值。

將測定SPAD值的花生葉片采下，按不同施氮處理和不同部位分別進行葉片全氮的測定。測定采用凱氏定氮法。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

試驗數(shù)據(jù)用DPS 7.0軟件進行單因素統(tǒng)計分析，顯著性分析采用Tukey法多重比較，用Excell 2003程序進行數(shù)據(jù)的相關(guān)統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平對花生主莖葉片SPAD值的影響

由表1的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，花生主莖上3葉葉片的SPAD值表現(xiàn)為從上到下增加的趨勢，且這種趨勢不受施氮量的影響，但隨著施氮量的增加，花生主莖各葉位葉片的SPAD值均有所提高，且不同葉位葉片的SPAD值提高幅度并不一致，說明，施氮量對不同葉位葉片SPAD值的影響不同。以施肥量中等的 N225 為例，在花生出苗后30、45、60、75 和 90 d，其倒一完全葉(D1)的 SPAD值較 N0分別增加23.96%、14.91%、10.01%、15.61%和10.03%，平均增加14.91%，倒二完全葉(D2)較N0分別增加12.66%、10.82%、9.53%、10.83% 和 9.53%，平均增加10.67%，倒三完全葉(D3)較N0分別增加10.05%、9.97%、9.94%、8.39%和 9.94%，平均增加9.66%，表明花生上3葉SPAD值對施氮量的響應強弱為D1＞D2＞D3，其它施氮水平也表現(xiàn)出相同的結(jié)果(數(shù)據(jù)未列出)?；ㄉ煌髑o葉位葉片 SPAD 值在 N0、N75、N150、N225、N300、N375六種施氮水平的變異系數(shù)則更能反映出這種規(guī)律，無論在哪一個時間段，D1的變異系數(shù)均最大，其次為D2，D3最小。

表1 不同施氮水平的花生主莖不同葉位葉片SPAD值Table 1 Effect of different nitrogen levels on the SPAD value of peanut leaves on main stem

2.2 不同施氮水平對花生主莖葉片含氮量的影響

從表2的結(jié)果可以看出，花生主莖上3葉葉片含氮量表現(xiàn)為從上到下逐漸減少的趨勢，且這種趨勢不受施氮量和時間的影響，但在不同時期，施氮水平對花生同一葉位的葉片含氮量具有顯著的影響，且均表現(xiàn)為隨施氮水平的提高，葉片含氮量相應增加。以生長中期(出苗后60 d)為例，從N75～N375倒一完全葉的含氮量分別較N0增加19.14%、37.35%、53.40%、66.98%和70.68%，但增加相同量的氮肥，花生主莖葉片含氮量的增加幅度并不相同，而是呈加速下降趨勢。從主莖倒一完全葉含氮量的增加量可以看出，每增加75 kg/hm2的氮肥，含氮量的增加幅度分別為 19.14%、18.21%、16.05%、13.58%和3.70%，幅度的下降趨勢非常明顯，特別是從N300到N375，下降了近10個百分點，這在不同葉位和各個時間段均有相同的表現(xiàn)(數(shù)據(jù)未列出)。各處理的變異系數(shù)在相同時期不同葉位間的結(jié)果比較接近，但各處理花生葉片的變異系數(shù)也隨著生育進程逐漸增大，說明增施氮肥可以有效提高花生葉片的含氮量，但隨著施氮水平的增加，葉片含氮量的增加幅度則呈下降趨勢，且這種規(guī)律不受葉位的影響。

表2 不同施氮水平的花生主莖葉片含氮量Table 2 Effect of different nitrogen levels on the nitrogen content of peanut leaves on main stem(mg/g·DW)

2.3 施氮量(x)與花生葉片SPAD值(y)、含氮量(z)之間的擬合關(guān)系

對施氮水平與花生葉片的SPAD值以及施氮量與葉片含氮量之間的關(guān)系分別進行了方程的擬合。從表3的結(jié)果可以看出，不同時期不同葉位的擬合方程均不相同，且均具有比較好的擬合性，但各時期的葉片均表現(xiàn)為施氮水平與花生葉片含氮量的方程擬合度要大于施氮量與花生葉片的SPAD值，說明，施氮水平與花生葉片含氮量的相關(guān)性更好。對不同葉位的擬合度的比較則可以發(fā)現(xiàn)，無論在哪個測定時間，施氮水平與花生葉片的SPAD值以及施氮水平與葉片含氮量之間的擬合度均表現(xiàn)為D3＞D2＞D1，說明D3的SPAD值與含氮量受施氮水平的影響較D2和D1更大。

表3 施氮水平(x)與花生葉片SPAD值(y)、含氮量(z)之間的方程擬合Table 3 Equation fitted between the Nitrogen leves and SPAD value and nitrogen content of peanut leaf

2.4 花生葉片含氮量與SPAD值之間的量化關(guān)系

通過SPAD值來直接判斷葉片含氮量是花生施肥的關(guān)鍵。從表4的結(jié)果可以看出，SPAD值與花生上3葉均表現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，但在不同時期的回歸方程和決定系數(shù)均不同。從葉位的線性關(guān)系來看，R2在各個測定時間均表現(xiàn)為D3＞D2＞D1，5個時間段D1、D2和D3的R2平均值分別為0.8480、0.9219和0.9522。從不同生長時間段的線性關(guān)系來看，R2隨著花生生長期的延長出現(xiàn)相關(guān)性先升高后降低的趨勢，且D1和D2的相關(guān)性最好的時間均在花生出苗后的60 d，D3在花生出苗后的75 d，花生不同生長時間段的上3葉 R2平均值分別為0.8955、0.9212、0.9496、0.9140 和 0.8564。說明利用SPAD值作為判斷花生葉片氮肥豐缺的指標是可行的，且上3葉均可作為判定葉片，但以D3為理想葉位。

表4 SPAD值(y)與含氮量(z)之間的方程擬合Table 4 Equation fitted between SPAD value and nitrogen content of peanut leaf

3 結(jié)論

從各施氮水平與葉綠素含量以及與葉片含氮量的結(jié)果顯示，花生不同主莖葉位葉片SPAD值、含氮量與施氮水平之間均具有極顯著的正相關(guān)性，且不同葉位的變異系數(shù)差異不大，對其進行二次方程擬合的結(jié)果也均表現(xiàn)出較高的擬合度，各時期和各葉位之間差異較小，表現(xiàn)為D3＞D2＞D1。葉片SPAD值與含氮量之間也表現(xiàn)出顯著的線性正相關(guān)，且相關(guān)性的大小隨生育時期表現(xiàn)為低—高—低的拋物線型，相關(guān)性最好的時間是在花生出苗后60 d，而不同葉位之間的線性關(guān)系也有差異，且以D3的線性最好。綜合考慮，以花生倒三完全葉的SPAD值的大小衡量花生氮素營養(yǎng)豐缺是可行的。

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