水稻冠层叶片氮素分布数值分析及氮营养诊断模式研究

氮素是作物生长发育重要的营养元素，对水稻氮素营养及氮素分布进行诊断，既利于水稻生长，又可降低氮素流失及水污染风险。本研究借助SPAD快速诊断、探讨水稻冠层N分布变化同N素供应、光照等外界因子的关系；水稻叶片N吸收、SPAD值的动态变化和叶片年龄、叶位等内在因子之间的关系，从而获得水稻冠层叶片N分布的特征，并利用Vensim模拟不同氮水平下冠层N的数值分布模式，以指导稻田水稻氮营养的诊断。四年的研究结果总结分析如下：.(1)水稻的SPAD值表现出两个较为显著的“升高-降低”的过程。在水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期的不同叶位4张完全展开叶的SPAD值与单位叶质量氮含量(Nw)相关性R2随生长时期推移而升高；在同一时期水稻冠层下位的顶三叶、顶四叶（L3、L4）的SPAD值与Nw的相关性要大于上位叶L1、L2。.（2）光照及施氮水平对叶片SPAD及氮素含量的影响表明，遮阴后使分蘖期、孕穗期、抽穗期的叶片SPAD值下降。遮阴导致水稻L1、L2叶的SPAD值相对下位叶更低，叶片的SPAD值与施氮量及叶片氮素含量的变化垂直分布规律较为一致，因此在弱光照下也可利用SPAD值进行氮素营养状况的诊断。.（3）水稻冠层叶片SPAD值和水稻氮素营养指数（NNI）动态分析结果表明，水稻临界氮浓度拟合的表达式为Nc=(4.29-5.38)W^(-0.5-0.6)。两个品种在225及300kg N/hm2施肥量下，NNI指数基本上在1.0（最适宜）甚至超过1.0，表明水稻的氮养分充足。水稻冠层不同叶位的SPAD值与NNI之间的线性回归关系虽受年际间的变化影响，但SPAD与NNI之间有良好的相关性。主茎L1、L2叶片的SPAD值与NNI的回归关系在年际间变化较大，而L3、L4则相对变化较小。可应用L3、L4的SPAD值对水稻的NNI进行实时评估。.（4）水稻三个品种在5种施肥量下的叶片氮素含量、叶绿素a/b、SPAD值的测定分析表明，随施氮量的增加水稻冠层叶片氮含量和SPAD值呈现逐渐递增的趋势，Chl a/b值则表现出下降的趋势。水稻冠层叶片SPAD值与Fv/Fm在不同施氮水平下，呈现显著的正相关关系。.（5）建立的以Vensim编写的系统动力学模型，初步的模拟结果表明在第二次施肥阶段的模拟结果与实际的误差为12.2%，而第一次施肥后的对应SPAD、叶片氮含量等模拟结果不够理想，误差为23.6%。