应用多酚-叶绿素仪监测棉花氮素营养状况研究

【目的】通过田间试验,研究使用多酚-叶绿素仪对棉花进行快速无损氮素营养诊断适宜的指标。【方法】田间试验在新疆石河子市进行,设3个施氮处理,分别为施纯N 0、180和240 kg/hm^(2),分别用N0、N180和N240表示。所有氮肥分5次随滴灌施入,每次施肥后3天,利用多酚-叶绿素仪(Dualex-4)和SPAD叶绿素仪分别测定20株棉花叶片的氮平衡指数(NBI)、Chl值和SPAD值,同步采样测定棉花叶片全氮含量,及0—20 cm、0—40 cm和0—60 cm土层硝态氮含量。【结果】随着施氮量的增加棉花叶片全氮含量和土壤硝态氮含量均显著增加。其中,0—40 cm土层硝态氮含量与棉花叶片全氮含量关系最密切。增加氮肥施用量,棉花叶片氮素营养诊断指标NBI、Chl值和SPAD值均显著增加。棉花叶片NBI、Chl和SPAD与叶片全氮含量均呈极显著正相关关系,且相关系数(r)均达到0.8以上。相关性模型校验结果表明,棉花叶片全氮含量实测值与预测值的平均相对误差(RE)分别为-4.0%(NBI)、-3.1%(Chl)和-5.7%(SAPD)。其中,氮平衡指数(NBI)模型对棉花叶片全氮含量的预测精度最高,与实测值的相关系数达到了0.9143,平均绝对百分比误差(MAPE)为6.91%;标准均方根误差(nRMSE)为8.21%。棉花叶片NBI、Chl和SPAD与土壤硝态氮的模型决定系数表现为NBI>Chl>SPAD。模型校验分析表明,NBI模型与0—40 cm土层硝态氮实测含量的相关性最高,相关系数为0.9116,预测值与实测值的MAPE和nRMSE分别为14.11%和17.88%。【结论】应用多酚-叶绿素仪监测棉花氮素营养,氮平衡指数(NBI)与棉花叶片氮含量和0—40 cm土层硝态氮含量的相关性最高,预测值与实测值的误差仅为6.91%和14.11%,可以满足膜下滴灌条件下棉花氮素营养的快速诊断需求。