观测位点和样本数对棉花氮素诊断中SPAD值准确性影响

应用叶绿素仪对新疆大田棉花施氮准确诊断所选择功能叶测定位点和样本数还不明确。在不同施氮水平下，以棉花的生长量、产量为标准，来判断功能叶适合的测定位点及准确诊断所需样本数，为准确有效的诊断棉花功能叶氮素营养具有重要的科学意义。本课题拟通过大田小区和水培试验，研究：（1）棉花功能叶片不同观测位点的SPAD值对氮肥用量变化的敏感性；（2）棉花功能叶片不同观测位点的SPAD值对棉株氮水平的代表性；（3）棉花测定的叶片样本数与SPAD值精度的关系；（4）棉花叶片SPAD值与土壤氮的相关性。本研究为叶绿素仪诊断棉花氮素营养中，如何选择新疆棉花功能叶适宜测定位点和确定所需样本数提供借鉴，对棉花氮素营养状况与叶片各部位叶绿素分布规律的关系的研究是本课题的创新之处。

【研究背景及方向】应用叶绿素仪SPAD无损诊断技术（Soil and Plant Analyzer Development）诊断作物氮素营养及推荐施肥，因快速、无损等技术特点，倍受国内外学者青睐。但应用SPAD仪对新疆膜下滴灌棉花施氮准确诊断所选择功能叶测定位点和样本数还不明确。所以，本研究在不同施氮水平下，以棉花的养分吸收利用为标准，来判断功能叶适宜的测定位点及准确诊断所需样本数，对有效利用SPAD仪诊断棉花氮素营养及推荐施肥具有重要的实用价值。【研究内容】本研究通过水培和大田小区试验，研究：（1）棉花功能叶片不同观测位点的SPAD 值对氮肥用量变化的敏感性；（2）棉花功能叶片不同观测位点的SPAD 值对棉株和土壤氮水平的代表性；（3）棉花测定的叶片样本数与SPAD值精度的关系。【研究结果】（1）相同的施氮量下，不同的氮肥追施策略对植株地上部、叶片吸氮量与SPAD值的相关性有不同程度的影响。施氮量与棉花生长量、氮吸收量、叶片氮含量及叶片SPAD值的相关系数很高，分别为0.785、0.876、0.984和0.878，均达到了极显著水平。SPAD值反映叶片氮素水平的敏感性要低于反映棉株氮素水平的敏感性；（2）棉花功能叶上不同位置测定的SPAD值存在较为明显的区域性差异，不同测定位点的SPAD值与棉花功能叶和棉株地上部含氮量的相关性也不同，其中叶尖位置的SPAD值同时与功能叶及地上部氮含量之间有显著相关性（0.4597**，n=63），所以，棉花功能叶中远离叶柄而靠近叶缘的位点适宜作为SPAD仪的测定区域；（3）棉花各个生育时期用SPAD仪诊断氮素营养时，测定样本数对SPAD 值准确性有影响，测定样本数为26—60 时，样本数越大，SPAD值准确性越高，SPAD值与叶片含氮量的相关性就越好，SPAD 值测定样本数与标准偏差呈乘幂函数关系。在中、低肥力棉田，SPAD仪适宜测定的最佳样本数在17—30之间，在中高肥力棉田，适宜测定的最佳样本数在30—50之间。【研究意义】本研究为SPAD仪诊断棉花氮素营养中，如何选择棉花功能叶适宜测定位点和确定所需样本数提供借鉴，为进一步利用SPAD仪掌握棉花氮素状况，进而实现对棉田氮肥的科学管理提供理论依据。