[科普中國]-[原創(chuàng)]關(guān)于作物氮素營養(yǎng)診斷方法的研究

幾種常見的氮素營養(yǎng)診斷方法傳統(tǒng)診斷法：傳統(tǒng)的氮素營養(yǎng)診斷法，多用于對小區(qū)域內(nèi)的土壤氮素成分進行分析，該診斷法的優(yōu)點是簡單易操作，而且取樣簡單，通過對試驗田內(nèi)部的少量土壤進行隨機抽樣，在實驗室內(nèi)借助簡單檢測儀器就可以完成。缺點是測試周期長，即使對微小區(qū)域內(nèi)的土壤進行檢測分析，通常也需要花費數(shù)周時間才能得出結(jié)論。另外如果需要進行深度分析，受限于使用儀器和檢測條件，也會使使用結(jié)果不甚明顯。隨著科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，傳統(tǒng)的氮素營養(yǎng)診斷法已經(jīng)逐步被新興的診斷法取代，目前只有在相對簡陋的條件下才會使用。肥料窗口法：此種方法的操作流程是：首先選取一大面積的被測試驗田，在試驗田中央或隨機抽樣部位，畫出一小片的“微區(qū)”，通過對“微區(qū)”內(nèi)作物的氮元素吸收程度和氮素含量進行跟蹤監(jiān)測。如果“微區(qū)”內(nèi)實驗對象出現(xiàn)缺氮現(xiàn)象，則表明整個試驗田初中缺氮的邊緣，需要及時補充氮肥。肥料窗口診斷法操作也相對簡單，而且適用性更加廣闊，尤其是在我國的平原地帶，常常用該方法做初步的氮素檢測。缺點是如果試驗田內(nèi)缺氮地區(qū)分布不均勻，而選取的“微區(qū)”避開了缺氮區(qū)域，就會造成檢測的誤判，從而影響后續(xù)的改善措施。作物癥狀診斷法：大量實驗表明，植物缺少氮素就會表現(xiàn)出枝葉枯萎的癥狀，缺鉀就會是葉子變黃，所以經(jīng)驗豐富的科學(xué)工作者，可以根據(jù)植株表現(xiàn)出的癥狀對作物進行大致的病情診斷。但是該方法只能診斷元素的單一缺少，如果三種以上元素的同時缺少，通過肉眼觀察很難分辨出缺失的元素種類。葉綠素計法：通過對植物體內(nèi)葉綠素的分析，發(fā)現(xiàn)可以通過利用葉綠素在光照條件下的流動性特征，進行對作物體內(nèi)氮素的營養(yǎng)診斷，該方法相對操作比較困難，但是可以借助相關(guān)儀器，能夠把檢測結(jié)果誤差減到最小，是國際上最常用的方法之一。此法通過借助現(xiàn)代高科技手段，能夠方便快速的進行氮素的檢測，并且能夠直觀的觀察葉綠素的分布情況。但是由于葉綠素受光照和水分等外界因素影響較大，具有流動性，因此在SPAD計讀數(shù)時會產(chǎn)生較大波動，給測量帶來不便。鑒于目前國內(nèi)各項氮素檢測技術(shù)存在的各種缺點，尋找一種簡單快速而又準確的診斷方法就變得尤為重要。高光譜遙感測定國際遙感界將光譜分辨率達納米(nm)數(shù)量級范圍內(nèi)的遙感技術(shù)稱之為高光譜(Hyperspectral)遙感。其工作原理是利用對作物各組成部分的元素含量進行準確劃分，通過光譜的高分辨率進行反復(fù)掃描，將元素含量信息導(dǎo)入終端計算機，對信息進行統(tǒng)一分析。該方法可以做到對農(nóng)作物氮素含量有效跟蹤監(jiān)控，靈敏度較高，便于及時發(fā)現(xiàn)氮素的存在情況。衛(wèi)星高光譜遙感診斷：該診斷方法比普通的高光測定法更加準確，而且能夠通過收集大量的信息數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)進行綜合對比分析，預(yù)測檢測區(qū)域的作物長勢。但是衛(wèi)星數(shù)據(jù)的獲取需要較多的花費，因此多應(yīng)用于對大片作物的統(tǒng)一信息采集。檢測過程可能會受到云霧雨雪天氣的干擾。便攜式高光譜儀診斷：便攜式高廣譜儀診斷法是一種簡便快速、非損傷性的測定葉綠素的方法,它是通過測定綠色植物葉片的反射率、透射率和吸收率來測定葉綠素含量的。通?？蓱?yīng)用在野外作業(yè)過程中，具有操作方便、檢查過程簡單的特性。便攜式高光譜儀診斷又分主動式診斷與被動式診斷。被動式診斷受限于外界光源的影響，使用具有局限性。目前國際上大規(guī)模使用的是主動式高光診斷，它能夠保持采集數(shù)據(jù)的高度一致性和保真性，是很好的氮素檢測法。國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景就目前來看，國外的關(guān)于作物氮素營養(yǎng)診斷研究工作已經(jīng)進行較長時間，技術(shù)和相關(guān)設(shè)備發(fā)展比較先進，美國在氮素的研究設(shè)備方面具有較大優(yōu)勢。我國的氮素診斷技術(shù)起步較晚，設(shè)備方面相對落后，近年來通過對外國先進設(shè)備的引進，加上人才的出國深造，目前發(fā)展情況較為迅速。相關(guān)研究已經(jīng)進行，雖然尚未發(fā)表突破性的文章，但是該技術(shù)已經(jīng)處于試驗階段，在我國部分地區(qū)都取得了很好的成效。編輯：禹燕