大白菜氮素營養(yǎng)診斷技術(shù)體系的研究.pdf

1、本文通過大白菜田間氮肥試驗，探討了大白菜(BrassicacampestrisL.ssp.pekinensis(Lour)Olsson)的氮素生理特性；提出了大白菜主要需肥時期利用土壤無機(jī)氮、葉柄硝酸鹽濃度和SPAD值進(jìn)行氮素營養(yǎng)診斷的最適值和臨界值，并建立相應(yīng)的施肥模型；同時采用數(shù)碼相機(jī)獲取冠層數(shù)字圖像，利用Photoshop圖像處理軟件對冠層圖像色彩信息進(jìn)行處理，結(jié)合葉綠素儀及常規(guī)土壤—植株測試技術(shù)，探討將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用在大白

2、菜氮素營養(yǎng)診斷和氮肥推薦上的可行性，確立了表征氮素營養(yǎng)供應(yīng)狀況的圖像數(shù)字化指標(biāo)，建立了大白菜冠層圖像獲取的標(biāo)準(zhǔn)化方法，最終實(shí)現(xiàn)了利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行大白菜的氮肥推薦，為綜合應(yīng)用土壤植株測試技術(shù)和無損測試技術(shù)進(jìn)行大白菜氮素營養(yǎng)診斷提供了理論依據(jù)。主要研究成果如下：氮肥的施用顯著提高了大白菜的干物質(zhì)含量、氮素積累量以及產(chǎn)量，但當(dāng)施氮量超過一定值以后產(chǎn)量不再增加，同時增施氮肥改善了光合性能；試驗各施肥處理的VCR值都大于2，但以施氮量24

3、7.5kg/hm2和330kg/hm2處理的產(chǎn)量較高，VCR值也相對較大；采用線性加平臺模型進(jìn)行大白菜推薦施肥的施肥量較低。 土壤無機(jī)氮含量能夠反映土壤的供肥能力；大白菜的葉柄硝酸鹽濃度在整個生育期呈下降趨勢，植株最新完全展開葉葉柄硝酸鹽濃度與植株全氮含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這說明葉柄硝酸鹽濃度變化可以用來表征植株氮素營養(yǎng)的變化情況；試驗分別將土壤無機(jī)氮和葉柄硝酸鹽濃度與產(chǎn)量擬合，從而建立推薦施肥模型，并計算出主要需肥時期葉柄硝酸

4、鹽濃度的最適值和臨界值。 葉綠素儀的讀數(shù)與乙醇丙酮法測得的葉綠素含量呈極顯著的指數(shù)相關(guān)關(guān)系；大白菜的葉綠素儀讀數(shù)隨施氮量的增加而升高，并且與葉柄硝酸鹽濃度、葉片全氮和植株全氮含量呈顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，由此說明葉綠素儀讀數(shù)可以診斷大白菜的氮素營養(yǎng)狀況；試驗根據(jù)施肥模型提出大白菜主要需肥時期的葉綠素儀讀數(shù)的最適值和臨界值。 數(shù)字圖像技術(shù)可以作為大白菜氮營養(yǎng)診斷的方法。冠層綠光標(biāo)準(zhǔn)化值G/(R+G+B)與其它描述大白菜氮素營

5、養(yǎng)狀況的指標(biāo)(如SPAD讀數(shù)、葉片全氮含量及生物量等)有良好的線性相關(guān)關(guān)系。利用數(shù)碼相機(jī)獲取圖像時，可將相機(jī)與冠層成30°～60°角度進(jìn)行拍攝，以JPEG和1024×768的分辨率下存儲圖像；經(jīng)圖像處理之后土壤背景顏色對圖像處理結(jié)果沒有顯著影響；當(dāng)光強(qiáng)在37600～75200Lx變動時，對同一冠層攝Ⅰ影所獲得的20張圖像極差以G/L、G/(R+G+B)、L/(R+G+B)和R/(R+G+B)較低，其變異系數(shù)也均小于1﹪。 G/L

6、和G/(R+G+B)在苗期、蓮座初期以及結(jié)球初期與各生理參數(shù)的相關(guān)系數(shù)都非常高，且受光強(qiáng)的影響較小，因此在本試驗條件下，認(rèn)為G/L和G/(R+G+B)在蓮座初期和結(jié)球初期可以作為氮素營養(yǎng)診斷的指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上建立植株氮營養(yǎng)診斷的模型，從而計算出利用G/L和G/(R+G+B)的推薦施肥指標(biāo)。 大白菜兩個品種圖像特征值都與施肥水平、土壤及植株營養(yǎng)測試指標(biāo)之間具有顯著的相關(guān)性；相同的肥力梯度下，卵圓型大白菜“錦抗一號”的數(shù)字化指標(biāo)隨肥