CN109392398A - 一种土壤测试与植株诊断相结合的马铃薯氮肥推荐方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农作物施肥技术领域，具体涉及一种土壤测试与植株无损检测相结合的马铃薯氮肥推荐方法。本发明特征包括：选择播前土壤测试指标；确立基于播前土测试的马铃薯基肥N推荐数量；使用叶绿素仪进行马铃薯植株氮素营养诊断的方法；确定基于植株诊断的追肥N推荐数量等。本发明能将土壤测试与植株检测有机结合，能较准确地进行马铃薯氮肥推荐，而且将马铃薯全生育期的氮肥管理有机统一。与传统方法比较，本发明的方法准确、实时、简便。
Description
【技术领域】
本发明属于农作物施肥技术领域，具体涉及一种基于播前土壤测试和生育期植株诊断相结合的马铃薯氮肥推荐方法。
【背景技术】
氮素是马铃薯生长发育和产量形成的必需元素之一，随着我国氮肥用量的不断增加，其相对较低的养分利用率对环境产生了诸多不良影响，在马铃薯生产中，减肥增效势在必行。测土配方施肥方法着眼于确定施肥总量，而不涉及基追比例，而且测试指标(碱解氮和全氮)对全生育期马铃薯生长发育的指示性较差。而基于植物组织实验室分析的植株诊断，不仅耗费大量的时间、人力和物力，同时需要有经验的专业分析人员，专业分析设备，指导施肥的时效性差。因此，指示性强的土壤测试指标的使用，无损、快速、准确的马铃薯氮素营养评价方法，以及二者有机结合的推荐施肥方法急需建立。本发明使用对马铃薯生长发育指示性强的土壤NO3-N含量作为马铃薯基肥N推荐依据，使用植株上下叶位SPAD差值作为马铃薯植株氮素营养状况的快速评判指标并依此进行追肥N推荐，最终建立了马铃薯全生育期较精准的氮肥管理方法。
【发明内容】
本发明目的在于克服测土配方施肥技术以及植株实验室分析在指导马铃薯氮肥施用中存在的缺陷与不足，建立一种土壤测试与植株诊断相结合的马铃薯全生育期氮肥管理方法。为实现上述目标，有效解决技术背景中的问题，本发明采用的技术方案如下：
1、播前土壤测试指标的选择及依据土壤测试结果确定马铃薯基肥N推荐数量的方法。
选择0-40cm土壤NO3-N含量作为播前土壤测试指标。土壤取样样本数20-30 个/100亩，随机取样，混合样采用流动分析仪或分光光度计测定NO3-N含量。根据土壤0-40cmNO3-N含量范围，确定北方一作区马铃薯的基肥N推荐量N0范围如表1：
表1 依据土壤NO3-N含量进行的马铃薯基肥N推荐
2.马铃薯植株氮素营养诊断及基于植株诊断的追肥N推荐方法。
1)使用叶绿素仪SPAD-502进行马铃薯植株顶4叶和顶8叶得顶小叶进行相对叶绿素含量(SPAD值)测定，测定部位为小叶的顶端(图1)；每次诊断随机至少30株植物(即n≥30)；植株叶片SPAD值测定的时期为出苗后20天、50 天。
2)计算上下叶位的SPAD值差SL4-8＝SPAD4-SPAD8，即顶4叶叶绿素仪读数与顶8叶叶绿素仪读数之差。然后与临界SL4-8(图2，图3)进行比较，评判马铃薯植株的氮素营养状况。当实测SL4-8小于临界SL4-8(块茎形成期：-1.8637；块茎膨大期：-1.4031)，马铃薯植株氮素营养状况良好，反之，马铃薯应该补充氮肥。
3)按照N1(或N2)＝0.3(N0/0.4)计算出块茎形成期或块茎膨大期初步追氮量，然后根据叶片诊断进行进一步精细调整，即确定在这两个时期的实际施氮量 N1’、N2’。具体办法为，先计算出相应的追肥系数α(公式1)，并按如下模型 (公式2)确定实际施氮量N1’、N2’。
α1＝1-Nreal/34.7987；α2＝1-Nreal/32.8538……………(1)
N1’＝N1×(1+α1)；N2’＝N2×(1+α2)…………………(2)
Nreal是实测SL4-8下的吸氮量，通过SL4-8与吸氮量Y的关系方程(3)、(4) 计算获得。
块茎形成初期：Y＝-4.2205 SL4-8+26.932………(3)
块茎膨大初期：Y＝-9.3181 SL4-8+129.41………(4)
根据所述的氮肥追施模型，即对马铃薯进行实时精量追施氮肥。
本发明具有以下优点：1、本发明将马铃薯全生育期的氮肥管理通盘考虑，依据土壤NO3-N确定基肥N数量，依据叶片SL4-8确定追肥N数量，克服了测土配方施肥技术对马铃薯生育后期管控性差的缺点；2、依据叶绿素仪诊断进行的氮肥追肥推荐方法，与传统的植株氮素营养检测方法(通过田间取样、实验室化学分析和测试等)相比，具有成本低廉、测试快速、结果精准的优点，指导施肥实践的时效性好；3、本发明的植株诊断操作简便，是一种非破坏性的作物营养诊断和检测方法。与传统实验室化学分析方法相比，本发明简单易学，对农作物没有破坏性，不影响植株正常生长发育；4、与采用单一叶片的SPAD仪诊断相比，SL4-8排除了马铃薯品种和种植地点的影响，便于广泛使用；5、与碱解氮和全氮相比，本发明所使用的土壤NO3-N指标可以通过反射仪等速测设备测定，也可用流动分析仪大批量测定，具有容易获得、测定效率高、指示性好的优点。
【附图说明】
图1：用于马铃薯氮素营养叶绿素仪诊断的复叶、小叶以及小叶内测定点的分布
图2：马铃薯块茎形成期(DAE20)临界SL4-8值得确定(相对产量最大时的SL4-8)
图3、马铃薯块茎膨大期(DAE50)临界SL4-8值得确定(相对产量最大时的SL4-8)
【具体实施方式】
以下举例仅用于说明和解释本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
选择在生产上具有代表性推广品种例如“克新1号”为例(本发明的实施不限于该品种)说明本发明的检测方法与实施步骤。
(1)土壤测试及N0确定
于北方一作区的3月下旬～4月上旬，进行播前土壤取样测试，随机选取20-30 个点/100亩，取土深度0-40cm，土壤样品混合均匀后，测试土壤NO3-N含量，测定方法为流动分析仪或分光光度计法。假设土壤NO3-N含量测定结果为 15mg/kg，则该农田的基肥N推荐量NO依据下表确定为78kg/ha.
表1 依据土壤NO3-N含量进行的马铃薯基肥N推荐
(2)马铃薯植株氮素营养诊断及追肥N1’、N2’的确定。
①使用叶绿素仪SPAD-502，在马铃薯出苗后20天(DAE20)进行马铃薯植株快速、简便、无损氮素营养诊断，测定叶片为顶4叶和顶8叶两个复叶，每个复叶中检测的小叶为顶小叶，而且小叶的顶端是测定部位(图1)；随机测定植株数量至少30株(即n≥30)；出苗后50天测定方法相同。
②计算上下叶位的SPAD值差SL4-8＝SPAD4-SPAD8，即顶4叶叶绿素仪读数与顶8叶叶绿素仪读数之差。然后与临界SL4-8进行比较，假设在块茎形成期实测的SL4-8为1，其大于临界SL4-8(-1.8637)，因此判断马铃薯应该补充氮肥，补充的数量按照步骤③进行。
③依据【发明内容】公式(3)，先计算出SL4-8＝1时植株吸氮量为22.7115，然后根据公式(1)，计算出相应的追肥系数α＝1-22.7115/34.7987＝0.3474，并按如下模型N1’＝N1×(1+α1)(公式2)确定：
块茎形成初期，马铃薯追施氮肥数量应为79kg/ha。
同理，可以进行块茎膨大期马铃薯氮肥推荐。
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Claims (5)
1.一种土壤测试与植株诊断相结合的马铃薯氮肥推荐方法，其特征在于：包括以下步骤。
(1)播前土壤测试及基肥N的推荐
选择0-40cm土壤NO3-N含量作为播前土壤测试指标，采用流动分析仪或分光光度计进行测定。根据土壤NO3-N含量范围，确定北方一作区马铃薯的基肥N推荐量N0范围如表1：
表1 依据土壤NO3-N含量进行的马铃薯基肥N推荐
(2)马铃薯植株氮素营养诊断的方法
在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期，使用叶绿素仪SPAD-502对马铃薯顶4叶和顶8叶两个复叶进行SPAD值测定，每个复叶中检测的小叶为顶小叶，测定部位为小叶的顶端(图1)。每次测定植株数量至少30株(即n≥30)，然后分别计算顶4叶平均值SPAD4和顶8叶平均值SPAD8。
根据SL4-8＝SPAD4-SPAD8，计算出上下叶位的SPAD值差SL4-8(即顶4叶叶绿素仪读数与顶8叶叶绿素仪读数之差)，然后与临界SL4-8进行比较。块茎形成期(DAE20)临界SL4-8＝-1.8637，块茎膨大期(DAE50)临界SL4-8＝-1.4031.当实测值高于临界值时，判断马铃薯需要补充氮肥，而当实测值低于或等于临界值时，则诊断为马铃薯氮素营养状况良好。
(3)基于叶片诊断的追肥N推荐
当诊断为马铃薯需要追施氮肥时，追施数量按照如下程序确定。
按照N1(或N2)＝0.3(N0/0.4)计算出块茎形成期及块茎膨大期初步追氮量，然后根据叶片诊断进行进一步精细调整，即确定在这两个时期的实际施氮量N1’、N2’。具体办法为，先计算出相应的追肥系数α(公式1)，
α1＝1-Nreal/34.7987；α2＝1-Nreal/32.8538………(1)
并按如下模型(公式2)确定实际需要施肥数量N1’、N2’。
N1’＝N1×(1+α1)；N2’＝N2×(1+α2)………(2)
其中，Nreal是实测SL4-8条件下的马铃薯吸氮量，通过SL4-8与吸氮量Y的关系方程(3)、(4)计算获得。
块茎形成初期：
Y＝-4.2205SL4-8+26.932………(3)
块茎膨大初期：
Y＝-9.3181SL4-8+129.41………(4)
根据上述程序，即对马铃薯进行精准氮肥管理。
2.如权利要求1所述的马铃薯氮肥推荐方法，其特征在于，土壤测试与植株诊断相结合，二者不能分离，其中土壤测试必须在播种前进行。
3.如权利要求1所述的马铃薯氮肥推荐方法，其特征在于，植株诊断必须于马铃薯块茎形成期(DAE20)和块茎膨大期(DAE50)进行，选择天气晴朗上午9：00-11：00，测定植株必须随机选取。
4.如权利要求1所述的马铃薯氮肥推荐方法，其特征在于，每一时期实测SL4-8必须与对应时期临界SL4-8值进行比较。
5.如权利要求1所述的马铃薯氮肥推荐方法，其特征在于，是否追肥依据实测SL4-8与临界SL4-8值比较结果进行判断，追肥数量仍然依据实测SL4-8与临界SL4-8值相差程度进行确定。
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