基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法

技术领域

本发明属于种植技术领域，涉及一种基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法。

背景技术

目前，甜菜是中国第二大糖料作物，广泛种植于我国华北、西北和东北地区。氮肥是对甜菜产质量影响最大的营养元素，甜菜的生长发育、形态建成、产量及品质的形成等均受氮素的影响。生产中农户追求高产量而盲目的施用氮肥，造成氮肥利用率降低、含糖率下降、土地和水体污染等问题。因此，如何利用高效简便的氮素营养诊断技术指导科学合理施用氮肥，促进甜菜增产提质是当前甜菜生产面临的问题之一。

氮素营养是影响甜菜产量和含糖率提高的关键因素，氮素是细胞原生质中核酸、磷脂、蛋白质的主要成分，氮素也是甜菜参与新陈代谢酶中不可缺少的元素，同时又是叶绿素组成之一。大量研究表明，过高或者过低的施氮量均会降低甜菜的产量和产糖量。因此，为了判断甜菜的氮素营养状况，尤其是找出甜菜对氮素营养亏缺量作为追肥依据，急需一种简便快捷、精确、非破坏性地监测氮素营养水平的检测仪器和方法。

利用SPAD仪作为无损氮素营养诊断技术之一，具有精度高、价格便宜，操作简单，经过培训所有人都可以掌握测量技巧的特点，在多种作物上推广应用。但目前利用SPAD仪对甜菜进行氮素营养诊断的研究报道较少，更没有建立推荐的氮肥追肥模型。利用SPAD仪对甜菜进行氮素营养诊断还没有应用到甜菜生产中。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前没有利用SPAD仪对甜菜各生育时期进行氮素营养诊断的方法，也没有建立推荐的适时氮肥追肥模型。

解决以上问题及缺陷的难度为：建立基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断参数需要进行大量的田间试验，同步获取试验小区内甜菜SPAD值、植株含氮量、产量、含糖率。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明构建基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断体系和追肥模型，为甜菜生产中合理进行氮素营养诊断和追施氮肥决策提供有效方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法。

本发明是这样实现的，一种基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法，所述基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法包括以下步骤：

步骤一，进行甜菜种植，并记录甜菜生育期的施氮肥量；

步骤二，在甜菜各生育时期获取甜菜样品；利用测糖仪对获取的甜菜根鲜样进行锤度值测定，同时利用电子秤对获取的甜菜样品进行称重；

步骤三，利用便携式叶绿素仪SPAD-502在试验田内测定活体甜菜叶片的SPAD值；

步骤四，甜菜收获时进行甜菜经济利润与边际收益的计算；基于甜菜的施氮量、含氮量、含糖率、产量、产糖量以及甜菜经济利润与边际收益确定甜菜的最佳施氮量和SAPD值；

步骤五，基于甜菜各生育时期的SPAD值和获取的施氮量数据，建立甜菜各生育时期的SPAD值和施氮量之间的二次曲线关系；基于甜菜各生育时期的SPAD值和施氮量之间的二次曲线关系建立基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥模型。

进一步，步骤一中，所述获取甜菜样品包括：

在甜菜的整个生育期内进行6次取样；

所述6次取样时间为：在甜菜苗龄40d即苗期时第一次取样，之后每间隔20天取样一次，即苗期1次、叶丛快速生长期2次、块根糖分增长期2次，糖分积累期1次；

所述取样方法包括：在甜菜试验小区选择长势均一的区域，随机选取5株，将整株甜菜按照根、叶柄、叶片分离，甜菜块根切成大小相同的小块；分为两部分，一部分放入无菌袋内，冷冻保鲜，一部分先阴干后再烘干粉碎。

进一步，步骤二中，所述含糖率计算公式为：含糖率(％)＝锤度值×0.85。

进一步，步骤三中，所述测定甜菜叶片的SPAD值包括：对甜菜倒三叶的叶尖、叶中、叶缘的SPAD值进行测定，每个区域测定5株，每株取1片叶，三次重复。

进一步，步骤四中，所述甜菜的最佳施氮量为最大利润和边际收益为0时对应的施氮量。

进一步，步骤五中，所述基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥模型包括：

式中，N

本发明的另一目的在于提供一种提高氮肥利用效率的方法，所述提高氮肥利用效率的方法是使用所述的甜菜氮素营养诊断和追肥模型。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明在大田试验条件下，构建基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法，为甜菜生产中合理进行氮素营养诊断和追施氮肥提供了技术参数和简便易行的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法流程图。

图2是本发明实施例提供的测定叶片SPAD值部位示意图。

图3是本发明实施例提供的不同施氮处理下3个甜菜品种的叶片SPAD值示意图。

图4是本发明实施例提供的不同施氮量下甜菜的叶丛含氮量和根含氮量示意图。

图5是本发明实施例提供的不同施氮量下3个甜菜品种的利润示意图。

图6是本发明实施例提供的不同施氮量下3个甜菜品种的边际收益示意图。

图7是本发明实施例提供的甜菜SPAD值和施氮量的关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥决策方法包括以下步骤：

S101，进行甜菜种植，并记录甜菜各生育期的施氮肥量；

S102，利用便携式叶绿素仪SPAD-502测定甜菜叶片的SPAD值；

S103，比较实测SPAD值与最佳SPAD值，进行甜菜氮素营养诊断；

S104，通过建立甜菜各生育时期的SPAD值和施氮量之间的二次回归方程，计算实际施肥量；

S105，通过最佳施肥量和基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥模型，确立推荐施肥量。

步骤S101中，本发明实施例提供的获取甜菜样品包括：叶丛快速生长期2次；

步骤S102中，本发明实施甜菜叶片SPAD值测定部位为：倒3叶的叶尖；

步骤S103中，本发明实施例提供的测定甜菜叶片的SPAD值包括：每个区域测定15株以上。

步骤S104中，本发明实施例提供的甜菜的最佳施氮量为最大利润和边际收益为0时对应的施氮量。

步骤S105中，本发明实施例提供的基于SPAD值的甜菜氮素营养诊断和追肥模型包括：

(1)高产高糖最佳施氮量范围：177-180kg/ha

(2)高产高糖最佳SPAD值范围：46.6-56.9

(3)SPAD值与施氮量二次回归方程：

苗龄60天Y＝43.7296+0.0406X-9.3874x10

苗龄80天Y＝53.8311+0.0270X-5.4838x10

(4)氮素追施模型：

式中，N

为了方便实际应用，又基于C语言编程得到了简便的模型算法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。