关于作物氮素营养诊断方法的研究

 

传统诊断法：传统的氮素营养诊断法，多用于对小区域内的土壤氮素成分进行分析，该诊断法的优点是简单易操作，而且取样简单，通过对试验田内部的少量土壤进行随机抽样，在实验室内借助简单检测仪器就可以完成。缺点是测试周期长，即使对微小区域内的土壤进行检测分析，通常也需要花费数周时间才能得出结论。另外如果需要进行深度分析，受限于使用仪器和检测条件，也会使使用结果不甚明显。随着科学技术手段的发展，传统的氮素营养诊断法已经逐步被新兴的诊断法取代，目前只有在相对简陋的条件下才会使用。

肥料窗口法：此种方法的操作流程是：首先选取一大面积的被测试验田，在试验田中央或随机抽样部位，画出一小片的“微区”，通过对“微区”内作物的氮元素吸收程度和氮素含量进行跟踪监测。如果“微区”内实验对象出现缺氮现象，则表明整个试验田初中缺氮的边缘，需要及时补充氮肥。肥料窗口诊断法操作也相对简单，而且适用性更加广阔，尤其是在我国的平原地带，常常用该方法做初步的氮素检测。缺点是如果试验田内缺氮地区分布不均匀，而选取的“微区”避开了缺氮区域，就会造成检测的误判，从而影响后续的改善措施。

作物症状诊断法：大量实验表明，植物缺少氮素就会表现出枝叶枯萎的症状，缺钾就会是叶子变黄，所以经验丰富的科学工作者，可以根据植株表现出的症状对作物进行大致的病情诊断。但是该方法只能诊断元素的单一缺少，如果三种以上元素的同时缺少，通过肉眼观察很难分辨出缺失的元素种类。

叶绿素计法：通过对植物体内叶绿素的分析，发现可以通过利用叶绿素在光照条件下的流动性特征，进行对作物体内氮素的营养诊断，该方法相对操作比较困难，但是可以借助相关仪器，能够把检测结果误差减到最小，是国际上最常用的方法之一。此法通过借助现代高科技手段，能够方便快速的进行氮素的检测，并且能够直观的观察叶绿素的分布情况。但是由于叶绿素受光照和水分等外界因素影响较大，具有流动性，因此在SPAD计读数时会产生较大波动，给测量带来不便。

鉴于目前国内各项氮素检测技术存在的各种缺点，寻找一种简单快速而又准确的诊断方法就变得尤为重要。

高光谱遥感测定

国际遥感界将光谱分辨率达纳米(nm)数量级范围内的遥感技术称之为高光谱(Hyperspectral)遥感。其工作原理是利用对作物各组成部分的元素含量进行准确划分，通过光谱的高分辨率进行反复扫描，将元素含量信息导入终端计算机，对信息进行统一分析。该方法可以做到对农作物氮素含量有效跟踪监控，灵敏度较高，便于及时发现氮素的存在情况。

卫星高光谱遥感诊断：该诊断方法比普通的高光测定法更加准确，而且能够通过收集大量的信息数据，通过系统进行综合对比分析，预测检测区域的作物长势。但是卫星数据的获取需要较多的花费，因此多应用于对大片作物的统一信息采集。检测过程可能会受到云雾雨雪天气的干扰。

便携式高光谱仪诊断：便携式高广谱仪诊断法是一种简便快速、非损伤性的测定叶绿素的方法,它是通过测定绿色植物叶片的反射率、透射率和吸收率来测定叶绿素含量的。通常可应用在野外作业过程中，具有操作方便、检查过程简单的特性。便携式高光谱仪诊断又分主动式诊断与被动式诊断。被动式诊断受限于外界光源的影响，使用具有局限性。目前国际上大规模使用的是主动式高光诊断，它能够保持采集数据的高度一致性和保真性，是很好的氮素检测法。

国内外的应用现状及其前景

就目前来看，国外的关于作物氮素营养诊断研究工作已经进行较长时间，技术和相关设备发展比较先进，美国在氮素的研究设备方面具有较大优势。我国的氮素诊断技术起步较晚，设备方面相对落后，近年来通过对外国先进设备的引进，加上人才的出国深造，目前发展情况较为迅速。相关研究已经进行，虽然尚未发表突破性的文章，但是该技术已经处于试验阶段，在我国部分地区都取得了很好的成效。