利用SPAD值诊断赣花7号氮素营养研究

邱才飞，彭春瑞，钱银飞，邵彩虹，谢育平

(1江西省农科院土壤肥料与资源环境研究所，南昌330200;2江西惠多利农资有限公司，南昌330077)

赣花7号是由江西省农业科学院从东乡县农家品种变异单株系统选育而成的多粒小籽型花生品种。该品种具有食用口感细腻、脂肪含量低的特点，食用价值较高，但存在株型较高，对氮肥较敏感，栽培过程中经常由于氮肥施用不当，出现徒长倒伏的现象，产量相对较低。为挖掘该品种的产量潜力，加快赣花7号的推广应用，进行氮肥的精确施用是该品种高产栽培的关键。作物对氮肥的需求，不仅受作物种类和品种的影响［1～3］，同时还受土壤供氮能力的影响［4～6］，作为豆科作物的花生还受到自身固氮能力的影响［7，8］，因此，进行花生氮肥需求的精确定量施用难度较大。传统的方法是通过叶色和测定植株含氮量来判定作物的氮肥需求［9，10］，但该方法受栽培人员的经验和检测测定滞后性及费用高的制约，不易进行大面积应用。由于叶片叶绿素含量受含氮量的影响［11～13］，因此，可通过叶绿素含量来诊断花生氮素丰缺。SPAD仪是快速测定植物叶片叶绿素含量的便携装置，具有操作简便、快速、无损的特点。生产上利用SPAD值来指导氮肥施用在水稻［14］、小麦［15］、玉米［16］、棉花［17］等作物上取得了较好的效果，但对叶片SPAD值与含氮量之间的关系较少报道，且这种关系受作物种类和品种的影响而表现不同［13，18，19］。笔者以赣花 7 号为材料，量化花生叶片含氮量和SAPD值之间的对应关系，并从叶片的含氮量来判定花生不同生育时期的需氮情况，以为通过叶片SPAD值来判断该花生品种氮肥丰缺提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验于2011年在江西省南昌县银三角管委会敷林村进行。供试土壤为红壤土，养分含量为有机质10.8 g/kg，碱解氮77.6 mg/kg，速效磷28.1 mg/kg，速效钾83.0 mg/kg。供试品种为多粒小籽食用型花生品种赣花7号。

1.2 试验设计

试验设置施纯氮 0、75、150、225、300、375 kg/hm2共 6 个处理，分别用 N0、N75、N150、N225、N300、N375表示，重复4次，各处理均设取样区1个，完全随机排列。各处理均施P2O5150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。氮肥为尿素，磷肥为钙镁磷肥，钾肥为氯化钾，其中磷肥在播种开沟时一次性施入，氮肥和钾肥则按基肥∶苗肥∶花针肥∶饱果肥=4∶3∶2∶1施用。试验小区面积32 m2，起垄种植，每小区起2垄，垄宽1.8 m，垄沟0.4 m，垄内种植5行花生，每小区共种植10行，每穴2粒，穴距20 cm，每公顷15万穴。4月6日播种，8月10日收获。

1.3 测定项目和方法

花生田土壤养分测定。翻耕前2 d，按5点法取0～20 cm耕层混合土样测定全氮、碱解氮。测定方法:土壤全氮用凯氏定氮法，土壤碱解氮含量用碱解扩散法。

花生叶片SPAD值及氮素含量测定。花生分别于出苗后30、45、60、75和90 d，每小区选择20蔸，用SPAD－502仪测定主茎倒3叶、倒2叶和倒1叶全展叶的SPAD值。

将测定SPAD值的花生叶片采下，按不同施氮处理和不同部位分别进行叶片全氮的测定。测定采用凯氏定氮法。

1.4 数据处理及分析

试验数据用DPS 7.0软件进行单因素统计分析，显著性分析采用Tukey法多重比较，用Excell 2003程序进行数据的相关统计。

2 结果与分析

2.1 不同施氮水平对花生主茎叶片SPAD值的影响

由表1的结果可以发现，花生主茎上3叶叶片的SPAD值表现为从上到下增加的趋势，且这种趋势不受施氮量的影响，但随着施氮量的增加，花生主茎各叶位叶片的SPAD值均有所提高，且不同叶位叶片的SPAD值提高幅度并不一致，说明，施氮量对不同叶位叶片SPAD值的影响不同。以施肥量中等的 N225 为例，在花生出苗后30、45、60、75 和 90 d，其倒一完全叶(D1)的 SPAD值较 N0分别增加23.96%、14.91%、10.01%、15.61%和10.03%，平均增加14.91%，倒二完全叶(D2)较N0分别增加12.66%、10.82%、9.53%、10.83% 和 9.53%，平均增加10.67%，倒三完全叶(D3)较N0分别增加10.05%、9.97%、9.94%、8.39%和 9.94%，平均增加9.66%，表明花生上3叶SPAD值对施氮量的响应强弱为D1＞D2＞D3，其它施氮水平也表现出相同的结果(数据未列出)。花生不同主茎叶位叶片 SPAD 值在 N0、N75、N150、N225、N300、N375六种施氮水平的变异系数则更能反映出这种规律，无论在哪一个时间段，D1的变异系数均最大，其次为D2，D3最小。

表1 不同施氮水平的花生主茎不同叶位叶片SPAD值Table 1 Effect of different nitrogen levels on the SPAD value of peanut leaves on main stem

2.2 不同施氮水平对花生主茎叶片含氮量的影响

从表2的结果可以看出，花生主茎上3叶叶片含氮量表现为从上到下逐渐减少的趋势，且这种趋势不受施氮量和时间的影响，但在不同时期，施氮水平对花生同一叶位的叶片含氮量具有显著的影响，且均表现为随施氮水平的提高，叶片含氮量相应增加。以生长中期(出苗后60 d)为例，从N75～N375倒一完全叶的含氮量分别较N0增加19.14%、37.35%、53.40%、66.98%和70.68%，但增加相同量的氮肥，花生主茎叶片含氮量的增加幅度并不相同，而是呈加速下降趋势。从主茎倒一完全叶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别为 19.14%、18.21%、16.05%、13.58%和3.70%，幅度的下降趋势非常明显，特别是从N300到N375，下降了近10个百分点，这在不同叶位和各个时间段均有相同的表现(数据未列出)。各处理的变异系数在相同时期不同叶位间的结果比较接近，但各处理花生叶片的变异系数也随着生育进程逐渐增大，说明增施氮肥可以有效提高花生叶片的含氮量，但随着施氮水平的增加，叶片含氮量的增加幅度则呈下降趋势，且这种规律不受叶位的影响。

表2 不同施氮水平的花生主茎叶片含氮量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)与花生叶片SPAD值(y)、含氮量(z)之间的拟合关系

对施氮水平与花生叶片的SPAD值以及施氮量与叶片含氮量之间的关系分别进行了方程的拟合。从表3的结果可以看出，不同时期不同叶位的拟合方程均不相同，且均具有比较好的拟合性，但各时期的叶片均表现为施氮水平与花生叶片含氮量的方程拟合度要大于施氮量与花生叶片的SPAD值，说明，施氮水平与花生叶片含氮量的相关性更好。对不同叶位的拟合度的比较则可以发现，无论在哪个测定时间，施氮水平与花生叶片的SPAD值以及施氮水平与叶片含氮量之间的拟合度均表现为D3＞D2＞D1，说明D3的SPAD值与含氮量受施氮水平的影响较D2和D1更大。

表3 施氮水平(x)与花生叶片SPAD值(y)、含氮量(z)之间的方程拟合Table 3 Equation fitted between the Nitrogen leves and SPAD value and nitrogen content of peanut leaf

2.4 花生叶片含氮量与SPAD值之间的量化关系

通过SPAD值来直接判断叶片含氮量是花生施肥的关键。从表4的结果可以看出，SPAD值与花生上3叶均表现出较好的线性关系，但在不同时期的回归方程和决定系数均不同。从叶位的线性关系来看，R2在各个测定时间均表现为D3＞D2＞D1，5个时间段D1、D2和D3的R2平均值分别为0.8480、0.9219和0.9522。从不同生长时间段的线性关系来看，R2随着花生生长期的延长出现相关性先升高后降低的趋势，且D1和D2的相关性最好的时间均在花生出苗后的60 d，D3在花生出苗后的75 d，花生不同生长时间段的上3叶 R2平均值分别为0.8955、0.9212、0.9496、0.9140 和 0.8564。说明利用SPAD值作为判断花生叶片氮肥丰缺的指标是可行的，且上3叶均可作为判定叶片，但以D3为理想叶位。

表4 SPAD值(y)与含氮量(z)之间的方程拟合Table 4 Equation fitted between SPAD value and nitrogen content of peanut leaf

3 结论

从各施氮水平与叶绿素含量以及与叶片含氮量的结果显示，花生不同主茎叶位叶片SPAD值、含氮量与施氮水平之间均具有极显著的正相关性，且不同叶位的变异系数差异不大，对其进行二次方程拟合的结果也均表现出较高的拟合度，各时期和各叶位之间差异较小，表现为D3＞D2＞D1。叶片SPAD值与含氮量之间也表现出显著的线性正相关，且相关性的大小随生育时期表现为低—高—低的抛物线型，相关性最好的时间是在花生出苗后60 d，而不同叶位之间的线性关系也有差异，且以D3的线性最好。综合考虑，以花生倒三完全叶的SPAD值的大小衡量花生氮素营养丰缺是可行的。

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