南平烟区主栽烟草品种适宜氮素营养水平研究

为探究适宜南平烟区主栽烟草品种的氮素营养供应水平,以南平主栽品种CB-1、K326和云烟87为供试材料,针对各品种,以常规生产氮肥用量为对照,设置3个氮素供应水平,从生育期、农艺性状、病害发生率、经济性状、化学成分等方面分析烟草对氮素供应水平的响应。结果表明:较低氮供应可使烟草部分生育时期提前,并导致田间生育期缩短;氮素营养水平可导致烟草农艺性状的差异,施氮量增加对烟株生长发育的促进作用主要体现在旺长期;氮肥处理对发病率的影响因品种而异,较高或较低供应水平下的病害发生率可能较高,而处于中间水平的对照处理往往表现出最低的病害发生率;适当增加氮素营养供应有利于收益提升,但用量增加程度因品种而异。

基于模型剪枝的棉花氮素营养水平诊断

确定棉花的氮素营养水平是实施精准施肥的先决条件和基础。近年来,深度学习逐渐应用于氮素营养水平诊断中,但该方法对高性能设备的依赖性较高,限制了其在资源受限边缘设备上的部署应用。针对这一问题,该研究提出一种基于树莓派4B的棉花氮素营养水平诊断方法。研究采用ResNet101网络构建诊断模型,并通过网络瘦身算法对模型进行剪枝优化,最终将剪枝比例为87%的模型部署在资源受限的树莓派4B上。试验结果表明:当剪枝比例达到87%时,模型精度损失2.55个百分点,同时剪枝后模型参数量、计算量和存储体积分别为4.37 M、1.05 G和16.65 MB,明显提高模型在计算能力有限设备上的推理速度,有助于快速、准确地评估田间棉花的氮素营养状况,从而实现对棉花的精准施肥,提高产量和质量。该研究不仅为实现棉花氮素营养水平的大面积快速诊断提供了技术参考,同时对于作物营养水平诊断的智能终端装备研发具有参考价值。

基于叶片SPAD值的微型盆栽月季氮素营养诊断研究

氮素是微型盆栽月季生长发育的必需元素,实时监测植株生长过程中氮素的变化,精准估测氮素含量尤为重要。设置4个施氮水平(包含高氮处理),分析施氮量对微型盆栽月季生长发育的影响,测定不同施氮水平下4种微型盆栽月季在不同生长时期、不同叶片层位的SPAD值,利用线性及非线性回归分析等方法,构建基于叶片SPAD值的单一品种和混合品种叶片氮含量估测模型,并对此模型进行检验和通用性评价,利用SPAD氮饱和指数评估临界氮含量。结果显示,4个不同微型月季品种在整个生长发育时期的营养生长趋势相似,且在不同施氮水平下性状指标具有差异。随着施氮量的增加,叶片氮含量和叶片SPAD值均呈先上升后平稳的趋势。叶片SPAD值与叶片氮含量之间存在显著相关性,且不同层位的叶片SPAD值与叶片氮含量的相关性存在差异。多品种混合构建的综合模型在通用性上优于单一品种模型,S1和S2时期的下层叶片、S3和S4时期的上层叶片SPAD值与叶片氮含量回归决定系数较高,构建的模型分别为y=0.0009x^(2)+0.6115x+0.8047、y=0.002x2+0.7118x+2.3382、y=0.1279x^(1.4938)、y=-0.0015x^(2)+0.5204x+3.7738。氮饱和指数利用多项式模型估测较为可靠。综上所述,施氮水平、生育期、叶片层位均会影响SPAD值与叶片氮含量的相关性,可利用混合品种建立的叶片氮含量估测综合模型作为通用模型,利用氮饱和指数多项式方程进行氮素诊断较为准确,为微型盆栽月季氮素营养实时诊断提供理论数据。

基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断

为了快速准确地对水稻进行氮素营养诊断,提出一种基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断方法。该方法通过对杂交稻两优培九进行田间试验,设置4组不同的氮肥梯度(施氮量分别为0、210、300、390 kg/hm^(2)),扫描获取水稻叶片图像并进行数据预处理,构建基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断模型ResNet34-AFF-SE。使用构建的ResNet34-AFF-SE模型对水稻叶片进行氮素营养诊断,结果表明,在水稻生长的幼穗分化期、齐穗期,ResNet34-AFF-SE的识别准确率为97.5%、97.2%,模型大小为87.9 MB。ResNet34-AFF-SE模型在准确率和训练时间上优于AlexNet、VGG16、MobilNet v3-small等网络模型。基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断方法所建立的ResNet34-AFF-SE模型具有较高的识别准确率,可以精准地识别水稻叶片的氮素营养状况,为水稻作物的氮素营养诊断提供了新的思路。

干旱胁迫下氮素营养对烤烟光合特性的影响

研究了干旱胁迫下不同氮素营养水平对烤烟叶片光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫下,烤烟叶片的相对含水量(RWC)降低,叶绿素(Chl)含量减少,净光合速率(Pn)减弱,硝酸还原酶(NR)活性下降,干物质积累减少,但施氮处理的上述各指标明显高于不施氮处理,表明氮素营养的施用在干旱胁迫下对烤烟的光合作用有促进作用。

高温胁迫下番茄临界氮模型的建立及氮素营养诊断

临界氮浓度(Nc)是在一定生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度,对实时了解作物氮素营养状况,提高作物品质与产量,避免肥料浪费具有重要意义。为了研究高温胁迫下设施番茄植株氮素运营规律,确定番茄临界氮浓度,以番茄品种“金粉一号”(Jinfen 1)为试材,在南京信息工程大学Venlo型温室开展高温和施氮量双因素全面试验。设置昼温/夜温4个温度水平,即T1(25℃/15℃,CK)、T2(30℃/20℃)、T3(35℃/25℃)和T4(40℃/30℃),5个施氮量水平,即不施用氮肥N1、0.5倍推荐施肥N2(1.3g·株^-1)、0.75倍推荐施肥N3(1.95g·株^-1)、正常推荐施肥N4(2.6g·株^-1,CK)、1.25倍推荐施肥N5(3.75g·株^-1)。在盆栽番茄植株开始吸收肥料后于不同温度处理的气候箱内进行高温试验,高温处理7d后,移至常温下Venlo型试验温室内继续培养,第2日开始,通过定期破坏性取样,系统测定植株生物量和各器官含氮量。结果表明:各高温氮素处理下番茄植株的干物质量(DM)均随着生育期的发展而逐渐增大,设施番茄临界氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系,即Nc=a·DM-b,其中,T1:Nc=4.167DM-0.252;T2:Nc=4.689DM-0.375;T3:Nc=3.287DM-0.353;T4:Nc=3.812DM-0.403。随着高温胁迫程度加重,番茄临界氮浓度呈现先增大后减小的趋势,低氮处理下的干物质积累量高于高氮处理;随着施氮量的增加,各温度处理下的植株营养指数(NNI)增大,且随着处理时间延长植株营养指数大体呈现降低趋势。

棉花主茎叶SPAD值与氮素营养诊断研究

选用美棉33B和泗棉3号两个叶色深浅差异明显的品种,设置氮素水平(0、120、240、360和480 kg hm-2纯氮)试验,研究棉花主茎叶SPAD值的叶位分布,对棉花进行氮素营养诊断。结果表明,棉花主茎顶部4张定型叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异,随施氮量增加,棉花主茎顶1、2、3、4定型叶SPAD值的大小位次发生明显变化,其中以顶1定型叶对施氮量增加的响应最为敏感,顶4定型叶最为迟钝。利用顶1定型叶与顶4定型叶SPAD值的相对差值,可较精确地诊断棉花的氮素营养水平,并能克服品种和生育时期不同的影响,是一种具有普适性的棉花氮素营养诊断指标。

水稻叶色分布特点与氮素营养诊断

选用叶色不同的粳稻和籼稻品种 ,测定了植株不同含氮水平下主茎各叶的叶色和氮含量。发现顶 4叶在稻株氮素营养丰缺演变过程中表现较活跃 ,植株含氮量较低时 ,顶 4叶的叶色和氮含量明显低于上部各叶 ;随植株含氮量提高 ,顶 4叶的叶色和氮含量迅速提高 ,与其上位各叶的差距缩小。顶 4叶是反映水稻氮素营养状况的理想指示叶。同时还发现顶 4叶与顶 3叶的叶色差与稻株含氮量关系密切 ,且不受品种和生育进程影响 ,因此 ,用顶 4叶与顶 3叶的叶色差诊断水稻氮素营养状况具有普适性。研究提出在有效分蘖临界叶龄期、倒 2叶出生期和抽穗期顶 4叶与顶 3叶叶色相近为高产水稻的标志 ,粳稻植株含氮量 2 7g·kg-1DW和籼稻植株含氮量 2 5g·kg-1DW可作为水稻氮素丰缺的临界指标。

氮素营养水平对小麦开花后碳素同化、运转和产量的影响

在大田高产条件下 ,研究了氮素营养水平对二个小麦品种开花后碳素同化、运转和产量的影响。结果表明 ,提高氮素营养水平可以提高开花后旗叶叶绿素含量和光合速率 ,延长光合速率高值持续时间。适量增施氮肥能够促进开花后营养器官贮存的光合产物向籽粒中的运转 ,提高籽粒可溶性糖含量 ,促进淀粉积累 ,进而提高粒重 。

基于光谱信息的作物氮素营养无损监测技术

氮素是作物生长发育和产量品质形成所必需的营养元素。快速、无损、准确地监测作物氮素状况,对于诊断作物生长特征、提高氮肥运筹水平和利用效率、降低过量施氮带来的农田环境污染,深入开展精确农业和数字农业的研究与应用具有重要意义。本文围绕作物氮素特征光谱产生的机制、反射光谱对氮素营养的响应及光谱指数的生理意义等解析了作物氮素营养光谱无损监测的技术机理,阐明了作物氮素监测的光谱学和生理生态学基础,进而概述了国内外有关作物反射光谱获取及叶片、冠层和空间水平上氮素营养光谱监测的研究进展。针对作物氮素营养监测亟待解决的问题和作物生产需求,提出今后进一步研究的领域应重点围绕氮素生化组分的监测方法、氮素监测模型的普适性、氮素监测仪的开发、地空遥感信息的融合、遥感与其他技术的集成等方面。

氮素营养水平对冬小麦氮代谢关键酶活性变化和籽粒蛋白质含量的影响

通过氮素营养水平对籽粒蛋白质含量差异较大的 3个小麦品种的氮素代谢关键酶活性变化及籽粒蛋白质含量影响的研究表明 :增加施氮量能够提高氮素同化关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性 ,降低旗叶蛋白质水解酶的活性。增加施氮量提高籽粒蛋白质含量主要与促进开花后氮素吸收同化能力有关。不同品种间籽粒蛋白质含量的差异是开花后氮素吸收同化和再运转综合作用的结果。认为选择开花后氮素吸收同化和再运转能力强的品种 ,既有利于提高籽粒产量 。

氮素营养水平对不同类型小麦品种品质性状的影响

为了给不同类型专用小麦大面积生产提供科学的施肥依据,利用不同氮素水平进行处理,分析了氮素施用量对强筋、中筋和弱筋三种类型品种品质性状的影响。结果表明,施氮量在0～300kg/hm2范围内,氮素与强筋和中筋品种的蛋白质含量呈显著正相关,与弱筋品种呈二次曲线关系;增施氮素能显著提高沉降值,降低弱化度,延长面团的形成时间和稳定时间,对增加面筋含量也具有一定的作用;粉质评价值随施氮量的增加而逐渐提高,公顷施氮量达到225kg后,氮素的调节效应减弱,中强筋品种出现负效应。

小麦氮素营养与后期衰老关系的研究

本文研究了不同生育时期追施氮肥与超高产小麦后期衰老的关系。结果表明 ,在不同处理中 ,中后期适量追肥可明显抑制叶绿素的降解 ,并使植株体内保持高水平的保护酶活性 ,降低后期细胞膜脂过氧化水平 ,从而在一定程度上延缓功能叶片的衰老 ,有利于籽粒灌浆 。

施肥结构对茶园土壤氮素营养及茶叶产量品质的影响

通过设置施氮水平、有机肥与化肥配施比双因素田间试验,研究了不同施肥结构对茶园土壤有机质和氮素营养、春茶产量和品质的影响。结果表明,与不施肥处理相比,各种施肥处理均能有效提高茶园土壤有机质和全氮含量,且均在900 kg·hm-2的施氮水平下75%有机肥+25%化肥处理效果最为显著;施肥可以显著提高春茶芽叶密度、百芽重等产量指标;有机肥比例高于25%的氮素处理能显著提高春茶的品质指标,有机肥比例50%以上时效果更好。

模拟水分胁迫条件下水稻的氮素营养特征

在正常及PEG模拟水分胁迫条件下研究水稻对不同质量比例 (10 0 /0 ,75 /2 5 ,5 0 /5 0 ,2 5 /75和 0 /10 0 )铵态氮 /硝态氮处理的响应特征。结果表明 ,两种培养条件下 ,水稻均在NH4+ N和NO3 - N混合营养时生长更好 ,氮素养分吸收更多 ;正常培养的水稻幼苗在NH4+ N/NO3 - N为 75 /2 5时生长最好 ,而模拟水分胁迫培养则以 2 5 /75处理生长最好 ;模拟水分胁迫处理显著促进水稻对NO3 - N的吸收并抑制NH4+ N的吸收 ;正常培养条件下 ,NH4+ N/NO3 - N为75 /2 5时水稻幼苗可获得最高的水分生产效率 ,而模拟水分胁迫培养的幼苗水分生产效率随NO3 - N施用比例增加而提高。

氮素营养对烤烟叶片淀粉积累及SPS、淀粉酶活性的影响

在大田条件下研究了烤烟红花大金元 (HD)和K 32 6叶片淀粉积累动态 ,分析比较了不同施氮量和氮素形态对叶片淀粉含量和蔗糖磷酸酯合成酶 (SPS)、淀粉酶活性的影响。烟株生长进入成熟期后 ,叶片开始快速积累淀粉 ,接近成熟时达到最高 ;中部叶片淀粉含量HD为 4 0 %左右、K 32 6为 2 5 %左右。成熟期叶片淀粉含量、SPS活性与施氮量呈负相关 ,HD淀粉酶活性随施氮量增加呈下降趋势 ,K32 6淀粉酶活性与施氮量的关系在刚封顶后为负相关 ,叶片接近成熟时为正相关。施氮不足或过量会增加原烟淀粉含量。氮素形态对HD淀粉代谢的影响不如K 32 6明显 ;在N -NH+ 4 ∶N -NO- 3 为 1∶1时 ,K 32 6淀粉含量。

不同氮素营养水平的水稻冠层光谱红边参数及其应用研究

通过对不同氮素营养水平水稻冠层光谱特性的田间试验研究 ,发现红边位移现象 :在孕穗期之前 ,红边随施氮量增加向长波方向“红移”;孕穗期后“红移”现象基本消失 ,而发生“蓝移”.红边参数 (红边、红边振幅、红边振幅与最小振幅的比值、红边峰值面积 )与上层叶片的叶绿素含量、L AI、累积施氮量有着密切的关系 ,而与叶片中的叶绿素 b、类胡萝卜素、蛋白氮和非蛋白氮之间的相关性不明显 .一些红边参数可作为水稻叶绿素含量。

落叶果树氮素营养研究进展

氮素作为养分与信号对果树的生长发育及产量品质的形成有重要影响。近年来有关果树的施氮效应、需氮特性、诊断技术、精准施氮技术的研究取得了许多进展,在保证果树优质丰产的前提下,为降低氮肥施用量,提高氮肥利用率,减少环境污染提供了施氮的原理与技术。

水稻叶氮量等生理参数的叶位分布特点及其与氮素营养诊断的关系

以氮素营养特性差异较大的 3个品种为材料 ,研究了水稻不同生育时期顶部 4片展开叶中叶片总氮、叶绿素和游离氨基酸及叶鞘总氮含量的叶位分布特点。各生育期叶片和叶鞘总氮含量均以顶 1叶最高 ,而游离氨基酸和叶绿素的最高含量叶位随品种和生育期而异。抽穗前游离氨基酸的最高含量叶位随品种和生育期变化较大 ,而抽穗后以顶 1叶含量最高。叶绿素含量抽穗前以顶 2或顶 3叶最高 ,抽穗后以顶 2或顶 1叶最高。叶片和叶鞘氮素含量与植株总氮含量呈极显著或显著正相关 ,均可较好地反映水稻植株氮素营养状况。顶 1叶氮素含量的变异系数最小 ,顶 2叶氮素含量与植株氮素含量的相关性最差 ,顶 3叶和顶 4叶氮素含量变异系数大 ,但因顶 4叶个体间差异太大 ,不利取样 ,因此提出顶 3叶作为水稻氮素营养诊断的最适宜叶位。

利用叶绿素计(SPAD-502)诊断水稻氮素营养和推荐追肥的研究进展

叶绿素计(SPAD-502)在监测水稻氮素营养水平和及时提供追肥所需的信息方面有快速、简便、无损的特点,但其精度常受多种因素的影响。本文分析了影响利用SPAD-502叶绿素计诊断水稻氮素营养和推荐追肥精度的水稻品种、生育时期、测定叶位、测定叶片的位点、生态环境等因素。并综述了通过量化SPAD读数与氮的关系,提高诊断水稻氮素营养精度;通过量化SPAD读数与追肥关系,提高SPAD-502叶绿素计诊断法推荐施肥精度的研究现状;提出进一步提高利用SPAD-502叶绿素计诊断水稻氮素营养状况与推荐追肥精度尚需解决的几个问题。