考虑植株氮垂直分布的夏玉米营养诊断敏感位点筛选

来源：农业工程学报杂志2020年第6期北京时间：

作者：李岚涛,盛开,尹焕丽,郭娅,王丹丹,王宜伦,

摘要：探明夏玉米氮素营养生化指标 （叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素、叶片氮含量和叶片氮积累量） 与叶片SPAD值垂直分布特征及两者间定量回归关系，确立基于叶绿素仪的夏玉米氮营养无损诊断敏感叶位和叶片部位，以实现氮营养时空变化的快捷和精准监测。利用2018—2019年连续2季不同氮营养水平下夏玉米关键生育期主茎各叶位 （顶1叶~顶12叶，TL1~TL12） 和叶片部位 （每张叶片从叶片基部开始根据叶片长度每20%分为1个测试区间） SPAD值及氮营养指标数据，研究基于偏最小二乘 （partial least square, PLS） 回归模型的夏玉米不同位点SPAD值与氮营养指标间关系，确定可稳定指示夏玉米氮营养空间异质性变化的敏感叶位及叶片部位。结果表明，不同叶位间夏玉米叶片SPAD值和氮营养指标于植株间分布均呈典型的“钟型”特征，至 TL5 或 TL6 时达至峰值。同一叶位不同部位间 SPAD 值由20% 至 100% 位点时则逐步升高，且 80%~100% 位点间无显著差异 （P>0.05）。PLS 分析结果显示，夏玉米不同叶位SPAD 值 与 氮 营 养 指 标 间 模 型 精 度 决 定 系 数 （coefficient of determination， R2） 和 相 对 分 析 误 差 （relative percentdeviation，RPD） 范围分别为0.693~0.821和1.425~2.744。不同测试位点R2和RPD值范围则分别为0.660~0.847和1.607~2.451，满足模型精确诊断需求。此后，基于PLS模型中各叶位和叶片部位无量纲评价指标变量重要性投影值 （variableimportance for projection，VIP），确定顶4叶 （TL4） 完展叶60%~80%区间为夏玉米氮营养诊断的敏感区域，VIP值均高于临界值1.40，预测效果较为理想。研究可为实现氮营养的高效、快捷诊断和精准施氮提供参考。

关键词：氮, 叶绿素, 仪器, 偏最小二乘回归, 夏玉米, 垂向分布, 敏感叶位