基于SPAD值的水稻施氮叶值模型构建及应用效果

摘要：

[目的]研究分析不同地力条件、施氮量、SPAD 值衍生指标、产量之间的关系,实现简便、快速、无损地推荐水稻施氮量,构建基于SPAD值的水稻施氮叶值模型.[方法]2015年和2016年以杂交籼稻Q优6号为试验材料,设4种施氮水平(0、75、150、225 kg·hm-2),探讨产量、SPAD值衍生指标与田块表观供氮量之间的关系,并对初步构建的叶值模型进行变量施氮应用效果研究.[结果]产量与抽穗期田块表观供氮量之间具有极显著的曲线关系,两年拟合度R2分别为0.5523,0.7148.在其拟合关系下2年度最高产量分别为9264.93 kg·hm-2、11167.97 kg·hm-2,相差1903.14 kg·hm-2,2016年产量相比2015年增加20.54%;达到最高产量的表观总吸氮量较为接近,分别为575.27 kg·hm-2,546.71 kg·hm-2,仅相差28.56 kg·hm-2,2016年表观总吸氮量相比2015年减少4.96%.不同年度的拔节期和抽穗期,SPAD值衍生指标中SPADL3(顶3叶SPAD值)、SPADL4(顶4叶SPAD值)、SPADmean(顶部4张叶片的平均SPAD值)、SPADL3×L4/mean(顶3叶SPAD值×顶4叶SPAD值/顶部4张叶片的平均SPAD值)与田块表观供氮量之间具有显著或极显著的线性关系.单张叶片中,SPADL3与拔节期田块表观供氮量,SPADL1与抽穗期田块表观供氮量线性拟合的系数在年份间变化均较小,分别为0.0156,0.0154;0.0172,0.0173.年份间, 2016年SPADL3×L4/mean与田块表观供氮量线性拟合的系数和b值比2015年的拔节期依次增加了-28.70%,17.41%;抽穗期依次增加了-15.34%,56.11%.叶值模型施氮总量为表观总吸氮量与土壤表观供氮量之差,通过SPAD值衍生指标可以估测土壤表观供氮量,且抽穗期时SPAD值衍生指标与田块表观供氮量的线性拟合度较拔节期时的高.拔节期时,SPADL4与SPADL3×L4/mean,SPADL3与SPADmean之间估测推荐的施氮总量较为接近,且SPADL4、SPADL3×L4/mean估测的施氮量高出 SPADL3、SPADmean50%左右.基于叶值模型的变量施氮效果表明,变量区产量高出对照区产量820.68 kg·hm-2,变量区的氮素偏生产力、农学利用率和贡献率均明显高于对照区,分别高出13.74%,103.45%,104.12%.确定叶值模型的一般表达式为:Nw=Nz-[(Ys-b)/k-Ng],式中 Nw表示施氮总量(kg·hm-2),Nz表示水稻品种表观总吸氮量(kg·hm-2),Ys表示叶片SPAD值衍生指标,Ng表示追肥之前已经施入的氮量(kg·hm-2),k、b是田块表观供氮量(Nx)与叶片SPAD值衍生指标线性关系中的斜率和截距,而田块表观供氮量等于土壤表观供氮量(Nt)与人工已施氮量(Ng)之和.[结论]应用叶值模型的变量施氮减少了产量差,提高了产量以及氮素农学利用率、偏生产力和贡献率.

关键词：水稻、产量、SPAD值衍生指标、田块表观供氮量、叶值模型、变量施氮

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分类号：S5 ;S51

资助基金：国家自然科学基金31360311;国家公益性行业农业科研专项经费201503118-03;贵州省农业科技攻关项目黔科合NY [2013]3005;贵州省作物学省级重点学科建设计划黔学位合字ZDXK[2014]8;贵州省普通高等学校粮油作物遗传改良与生理生态特色重点实验室项目黔教合KY字[2015]333

在线出版日期：2018-01-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4714-4724