第 34 卷   第 17 期                        農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào)                             Vol.34  No.17 116    2018 年     9 月          Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering        Sep. 2018        基于葉片 SPAD 估算不同水氮處理下溫室番茄氮營養(yǎng)指數(shù)石小虎1,2，蔡煥杰2（1.  太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030024；  2. 西北農(nóng)林科技大學(xué)中國旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院，楊凌 712100） 摘  要：為了探討臨界氮稀釋曲線模型在西北地區(qū)溫室番茄不同水分處理下的適用性以及采用 SPAD 儀快速準(zhǔn)確診斷氮營養(yǎng)狀況，該研究以“麗娜”番茄為材料，20132015 年在陜西省楊凌區(qū)溫室內(nèi)進(jìn)行水分和氮素處理試驗(yàn)，水分處理設(shè)置 4 個(gè)水平，分別為全生育期充分灌水處理、僅苗期虧水 50%、苗期開花期連續(xù)虧水 50%和全生育期虧水 50%；氮素處理設(shè)置 3 個(gè)水平，施氮量分別為 0、150 和 300 kg/hm2，通過 20132015 年試驗(yàn)數(shù)據(jù)對臨界氮濃度稀釋曲線模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證，并將該模型參數(shù)與番茄全生育期平均日耗水量建立相關(guān)關(guān)系，提高了臨界氮濃度稀釋模型在不同水分條件下的適用性。結(jié)果表明通過番茄全生育期平均日耗水量和臨界氮濃度稀釋曲線模型估算得到的臨界氮濃度估算值和實(shí)際計(jì)算值有較好的一致性，其絕對誤差為 0.130.34 g/(100 g) ，標(biāo)準(zhǔn)誤差為 0.140.39 g/(100 g) ，決定系數(shù)為 0.940.99，因此采用該方法可以對西北地區(qū)溫室番茄不同水分處理下臨界氮濃度稀釋進(jìn)行準(zhǔn)確估算。通過 20132015 年試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析番茄不同葉位葉片 SPAD 值和氮營養(yǎng)指數(shù)（nitrogen nutrition index ，NNI ）之間相關(guān)性，結(jié)果表明番茄中位葉片 SPAD 值與氮營養(yǎng)指數(shù)（NNI ）有良好的線性相關(guān)性（決定系數(shù)為 0.770.98），且該相關(guān)系數(shù)值與番茄日耗水量呈極顯著相關(guān)關(guān)系，因此通過番茄日耗水量可以估算出 NNI 與中位葉片 SPAD 值之間的線性關(guān)系，估算出 NNI=1 時(shí)的中位葉片 SPAD 值，并以此 SPAD 值進(jìn)行氮營養(yǎng)診斷。該研究可為西北地區(qū)溫室番茄實(shí)時(shí)氮營養(yǎng)診斷和優(yōu)化氮素管理提供了較好的理論參考。  關(guān)鍵詞：葉綠素；水分；溫室；番茄；水分處理；臨界氮濃度；氮營養(yǎng)指數(shù) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.016 中圖分類號：S152.7           文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A           文章編號：1002-6819(2018) -17-0116-11 石小虎，蔡煥杰. 基于葉片 SPAD 估算不同水氮處理下溫室番茄氮營養(yǎng)指數(shù)J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(17)：116126.    doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.016    http:/www.tcsae.org  Shi Xiaohu, Cai Huanjie. Estimation of nitrogen nutrition index of greenhouse tomato under different water and nitrogen fertilizer treatments based on leaf SPADJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(17): 116 126. (in Chinese with English abstract)    doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.016    http:/www.tcsae.org 0  引  言溫室蔬菜栽培在中國西北地區(qū)種植規(guī)模發(fā)展迅速，番茄作為溫室蔬菜的主要品種，生育期短，在反季節(jié)蔬菜中占有很大比例。傳統(tǒng)的肥大水勤仍然是當(dāng)?shù)刂饕乃使芾矸绞?，氮肥過量施用的現(xiàn)象比較普遍，過量施氮不僅能使蔬菜產(chǎn)量降低，還能導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮積累，引發(fā)土壤次生鹽漬化1-2。臨界氮濃度是一定的生長時(shí)期內(nèi)獲得最大生物量時(shí)的最小氮濃度值3。因此明確番茄干物質(zhì)形成過程中不同生育階段的臨界氮濃度是科學(xué)診斷植株氮營養(yǎng)狀況，是實(shí)現(xiàn)番茄各生育階段氮肥合理施用的基礎(chǔ)。為了準(zhǔn)確地計(jì)算出作物不同生育期階段的臨界氮濃度， Greenwood 等4在 1990 年提出了關(guān)于 C3、 C4作物臨界氮濃度與地上部生物量關(guān)系的通用模型，后經(jīng)Lemaire 和 Gastal 等5大量試驗(yàn)，修正了其中的參數(shù) a6和參數(shù) b7，提出了關(guān)于 C3、 C4作物的新模型，由于模型收稿日期：2018-03-24    修訂日期：2018-07-27 基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃（2011BAD29B01）；國家自然基金（51179162）；2011 年度高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助課題（20110204130004 ） 作者簡介：石小虎，博士，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水理論研究。 Email：shixiaohu2006126.com 通信作者：蔡煥杰，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源高效利用研究。Email ：caih jnwsuaf.edu.cn 是基于多個(gè)試驗(yàn)平均得到的結(jié)果，且供試作物不能代表所有作物。近些年國內(nèi)外學(xué)者對不同作物進(jìn)行臨界氮濃度稀釋模型的研究，主要集中在棉花8、小麥9-10、番茄11-13、高粱14、玉米15-16等作物，研究均表明臨界氮濃度稀釋曲線模型可較好的描述地上部生物量與氮濃度的關(guān)系，但由于試驗(yàn)地、供試作物及試驗(yàn)處理等因素不同，導(dǎo)致了氮濃度稀釋模型參數(shù) a 和 b 也有較大的差異，因此需要根據(jù)實(shí)際情況對模型參數(shù)進(jìn)行校正。根據(jù)臨界氮濃度稀釋曲線， Lemaire17等定義了氮素營養(yǎng)指數(shù)（ nitrogen nutrition index， NNI），即地上部實(shí)測氮濃度和臨界氮濃度的比值。當(dāng) NNI=1 時(shí)，表明作物體內(nèi)氮素營養(yǎng)合適，NNI>1 表明氮營養(yǎng)過剩， NNI1，表現(xiàn)為氮素營養(yǎng)過剩；當(dāng) NNI<1，表現(xiàn)為氮素營養(yǎng)虧缺。圖 4為根據(jù)公式（ 4）計(jì)算所得的不同水分和氮素處理下番茄氮營養(yǎng)指數(shù)（ NNI）的動(dòng)態(tài)變化。由圖 4 可以看出不同灌水量時(shí)， NNI 隨施氮量的增加而增加，其值范圍為 0.661.19。定植后 70 d 后番茄開始開花，此時(shí)營養(yǎng)生長和生殖生長旺盛，植株對氮素的需求量較大，不同處理 NNI的差距增大，此時(shí)開始追施氮肥來滿足植株氮素的需求，充分灌水處理（ W1）和僅苗期虧水（ W2）時(shí)， N0和 N150處理全生育期 NNI 始終小于 1，不能滿足植株對氮素的需求， N300處理 NNI 在 1 附近波動(dòng)，因此充分灌水和僅苗期虧水適宜的施氮量為 N300；苗期開花期連續(xù)虧水（ W3）和全生育期虧水（ W4）時(shí)，N0處理全生育期 NNI均小于 1，隨著追施氮素的增加， N150和 N300在定植 90 d后 NNI 均大于 1，且 N150處理的 NNI 較為接近 1，表明苗期開花期連續(xù)虧水和全生育期虧水處理時(shí)，N0和 N300處理因?yàn)榈夭蛔慊蛘叩靥鄷种浦仓甑纳L，最適宜的施氮量為 N150。  第 17 期  石小虎等：基于葉片 SPAD 估算不同水氮處理下溫室番茄氮營養(yǎng)指數(shù) 121 圖 4  20132015 年不同水氮處理番茄氮素營養(yǎng)指標(biāo)（NNI ）動(dòng)態(tài)變化 Fig.4  Dynamic change of nitrogen nutrition index (NNI) of tomato under different water and nitrogen treatments in 20132015 2.4  不同水氮處理番茄葉 片 SPAD 值動(dòng)態(tài)變化 不同水氮處理下番茄不同葉位 SPAD 值隨定植后天數(shù)變化如表 4 所示。由表 4 可以得知，番茄不同葉位 SPAD 均值隨定植天數(shù)表現(xiàn)出先增加后減小的變化趨勢，在 DAT=110 d 時(shí)各處理不同葉位 SPAD 值均達(dá)到最大值，分別為 42.8 70.3，隨后番茄葉片開始老化，不同葉位 SPAD 值開始下降。  表 4  20132015 年不同水氮處理番茄不同葉位 SPAD 值  Table 4  SPAD values of different leaf positions of tomato under different water and nitrogen in 2013-2015 葉位 Leaf position 年份 Year 定植后天數(shù) DAT/d W1W2W3W4N0N150N300N0N150N300N0N150N300N0N150N300上位葉 Upper leaf 2013 2014 30 23.7c 26.7b 29.1a 23.6c 24.0c 25.0c 23.8c 23.7c 24.2c 23.1c 23.5c 24.4c50 32.5c 35.6b 37.6a 29.1d 32.1c 31.3c 29.1d 31.7c 31.3c 29.6d 31.8c 31.4c70 40.4c 44.0b 46.7a 35.0d 39.9c 40.9c 34.0d 40.0c 39.8c 38.5d 41.5c 41.4c90 50.5c 56.3b 59.7a 47.0d 52.7c 56.4b 42.0e 49.5c 50.3c 45.0e 50.1c 51.6c110 54.8c 59.7b 62.9a 51.9c 57.9b 61.3a 48.1d 54.2c 56.9c 49.2d 55.7c 56.2c130 48.6c 56.7b 60.6a 49.9c 54.5b 59.5a 47.3d 53.5b 55.2b 36.6e 48.0c 48.6c150 41.6c 47.3b 50.3a 41.7c 47.0b 51.6a 40.8c 40.5c 41.5c 36.7d 37.7d 38.7d2014 2015 32 23.7c 26.8b 28.9a 23.3c 24.7c 24.8c 23.0c 23.9c 23.8c 23.1c 23.4c 24.0c51 32.3c 35.6b 36.9a 29.3d 32.4c 31.2c 28.8d 31.7c 31.3c 29.9d 31.3c 31.5c70 39.7c 44.0b 46.6a 35.4d 39.7c 41.0c 34.4d 39.7c 39.5c 37.7d 41.3c 41.4c91 50.1c 56.3b 58.6a 46.5d 52.7c 56.2b 42.41e 49.1c 51.4c 44.7e 49.8c 51.2c112 53.7c 60.1b 62.1a 52.7c 59.4b 62.9a 48.1d 54.8c 56.9c 48.4d 55.0c 56.5c132 47.9c 57.1b 59.8a 48.6c 56.2b 58.6a 46.4d 55.8b 56.2b 36.3e 47.8c 48.5c150 42.0c 47.3b 50.4a 43.0c 47.6b 50.6a 40.1c 40.6c 41.4c 36.2d 37.9d 38.2d中位葉 Median leaf 2013 2014 30 26.4c 29.4b 32.4a 26.2c 26.1c 27.8c 25.6c 25.6c 27.1c 25.8c 26.0c 27.1c50 35.8c 39.3b 42.0a 33.7d 35.4c 35.3c 32.8d 35.0c 35.4c 32.7d 35.0c 34.9c70 45.4c 48.7b 52.4a 40.1d 42.8d 48.6b 43.0d 46.6c 45.8c 43.1d 45.9c 46.3c90 56.7c 62.9b 67.0a 52.6d 57.8c 64.5b 49.3e 55.9c 56.2c 50.3e 55.5c 57.0c110 61.1c 66.9b 69.8a 61.2c 68.0b 68.5b 55.5d 60.7c 63.7c 55.2d 61.9c 64.2c130 58.9c 66.2b 69.6a 60.4c 66.1b 68.3a 54.1d 58.3c 60.3c 46.4e 55.0d 56.3d150 47.2c 56.9b 61.0a 48.1c 57.8b 61.7a 43.6d 44.2d 45.1d 40.4e 41.9e 42.3e2014 2015 32 26.2c 29.1b 32.5a 25.9c 26.3c 27.9c 25.7c 26.1c 27.7c 25.7c 25.7c 27.3c51 35.7c 39.2b 41.3a 34.2d 35.6c 35.6c 33.5d 34.9c 35.8c 32.4d 35.3c 34.9c70 44.9c 48.7b 52.2a 40.5d 43.2d 47.6b 43.0d 45.8c 45.9c 42.7d 46.1c 45.5c91 56.7c 62.8b 66.8a 52.4d 58.1c 63.9b 50.2e 57.0c 57.6c 49.6e 54.8c 56.3c112 60.0c 67.5b 70.3a 61.3c 67.1b 70.4a 54.5d 61.0c 64.3c 55.3d 60.8c 63.1c132 58.0c 66.6b 68.7a 60.2c 67.1b 69.1a 54.4d 59.0c 61.6c 45.8e 54.2d 56.3d150 46.6c 57.3b 60.4a 47.3c 59.2b 60.5a 43.6d 44.7d 45.3d 39.8e 40.2e 41.9e下位葉 Lower leaf 2013 2014 30 21.3c 23.3b 26.2a 21.0c 21.1c 21.6c 20.6c 21.3c 21.5c 20.7c 20.7c 21.4c50 28.6c 31.2b 33.3a 26.2d 27.5c 28.9c 26.2d 28.3c 28.6c 26.2d 27.6c 28.1c70 36.0c 39.0b 41.9a 31.7d 34.1d 38.2b 34.3d 37.7c 36.7c 34.4d 36.9c 37.3c90 45.9c 50.2b 54.0a 40.2d 46.7c 50.5b 40.2d 45.8c 46.4c 40.6d 44.9c 45.9c110 48.8c 53.2b 56.4a 50.0c 54.1b 57.3a 43.4d 49.8c 51.3c 44.1d 49.0c 51.2c130 38.2c 45.5b 48.2a 38.5c 45.7b 47.4a 37.6c 44.3b 46.8b 32.3d 37.9c 38.1c150 36.9c 42.4b 45.6a 36.4c 42.7b 45.3a 34.9d 35.4d 34.9d 26.6e 26.6e 27.8e2014 2015 32 21.0c 23.2b 26.3a 21.1c 21.6c 21.7c 20.2c 21.8c 21.4c 20.7c 20.4c 21.3c51 28.6c 31.4b 33.6a 26.0d 27.0c 29.57c 26.6d 28.2c 29.3c 26.4d 27.4c 27.7c70 36.2c 39.3b 41.5a 32.3d 33.8d 39.1b 34.0d 38.6c 37.8c 34.3d 36.3c 37.4c91 45.1c 49.4b 53.3a 41.1d 47.0c 49.4b 41.3d 44.4c 47.0c 39.8d 43.5c 46.2c112 47.8c 52.5b 56.4a 50.1c 53.3b 58.1a 42.8d 49.3c 51.8c 43.4d 49.5c 50.4c132 37.7c 45.6b 47.6a 38.3c 46.0b 47.2a 38.3c 44.7b 44.1b 31.8d 38.1c 37.9c150 36.4c 42.6b 44.8a 36.0c 43.8b 45.3a 35.1c 36.3c 37.2c 26.5d 28.6d 27.8d農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http:/www.tcsae.org ）                                2018 年   122充分灌水（ W1）時(shí)，番茄不同葉位葉 SPAD 值變化范圍為 21.0 70.3， 番茄不同葉位 SPAD 值隨施氮量的增加呈顯著增加的趨勢；苗期虧水（ W2）、苗期開花期虧水（ W3）和全生育期虧水（ W4）時(shí)，虧水時(shí)間內(nèi)番茄不同葉位 SPAD 值隨施氮量的增加呈顯著增加的趨勢，且N150和 N300處理之間不同葉位 SPAD 值無顯著性差異；與充分灌水處理相比，僅苗期虧水（ W2）時(shí)不會顯著影響復(fù)水后番茄不同葉位 SPAD 值，隨著虧水天數(shù)的增加，苗期開花期連續(xù)虧水成熟期復(fù)水后（ W3）不同葉位 SPAD值仍顯著低于充分灌水處理（ W1）；全生育期虧水（ W4）時(shí)，不同生育期葉片不同葉位 SPAD 值均顯著低于充分灌水處理。表明充分灌水時(shí)，增加施氮量有顯著的增加不同葉位 SPAD 值的效應(yīng)，而非充分灌水時(shí)，施氮量增加到一定量（150 kg/hm2）繼續(xù)增加施氮時(shí)不會顯著增加番茄不同葉位 SPAD 值。施氮量相同時(shí)，充分灌水處理番茄不同葉位 SPAD 值顯著高于非充分灌水處理番茄不同葉位 SPAD 值，表明增加灌水量可以增加番茄 SPAD 值，且各處理中位葉 SPAD 值高于上位葉和下位葉 SPAD 值。  2.5 不同葉位 SPAD 和氮營養(yǎng)指數(shù)（NNI）之間的關(guān)系 圖 5 為 20132015 年不同水氮處理不同葉位（上、中、下葉位） SPAD 值與對應(yīng)處理的 NNI 之間的相關(guān)關(guān)系。 由圖 5可以看出，不同水氮處理上位葉和下位葉 SPAD值和 NNI 之間決定系數(shù)（ R2）為 0.05 0.93，上位葉和下位葉 SPAD 值和 NNI 之間的回歸關(guān)系受不同處理影響較大，除 W3處理 DAT=90d 外，SPAD 值與 NNI 之間無顯著線性關(guān)系；而中位葉 SPAD 值和 NNI 之間有良好的相關(guān)性，決定系數(shù) （ R2）為 0.77 0.98，除 W3和 W4處理 DAT=30 d外，其他均達(dá)到顯著水平以上，表明番茄中位葉 SPAD 值和 NNI 之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，NNI 隨著 SPAD 的增加而增加，且擬合關(guān)系表現(xiàn)比較穩(wěn)定、密切，因此在不同水分處理時(shí)可以利用中位葉 SPAD 值對 NNI 進(jìn)行估算，這樣結(jié)合 SPAD 值監(jiān)測方便、快捷和 NNI 預(yù)測精度高的優(yōu)點(diǎn)可以對番茄植株氮含量進(jìn)行更加快捷精準(zhǔn)的估算。  圖 5  20132015 年番茄不同葉位 SPAD 值與 NNI 之間的關(guān)系 Fig.5  Relationship between SPAD and NNI of different tomato leaf position in 20132015 第 17 期  石小虎等：基于葉片 SPAD 估算不同水氮處理下溫室番茄氮營養(yǎng)指數(shù) 123 將 2013 2015 年不同水分處理不同定植后天數(shù)番茄NNI 和中位葉 SPAD 值進(jìn)行擬合（圖 5），由圖 5 可以看出不同水分處理番茄 NNI 和中位葉 SPAD 值的相關(guān)關(guān)系不同，其擬合的形式為  NNI=kSPAD+m          （ 5）  式中 NNI 為不同處理氮素營養(yǎng)指數(shù)；SPAD 為不同處理中位葉 SPAD 值； k、 m 為擬合公式參數(shù)，不同水分處理擬合得到的參數(shù) k、 m 如圖 5 所示。 不同水分處理番茄中位葉 SPAD 與 NNI 之間的關(guān)系不同，因此采用 20132015 年試驗(yàn)數(shù)據(jù)對不同水分處理不同定植后天數(shù)番茄平均日耗水量與參數(shù) k、 m進(jìn)行擬合，得到參數(shù) k、 m 與番茄日耗水量（表 3）的擬合關(guān)系，如圖 6 所示。由圖 6 可以看出番茄中位葉 SPAD 與 NNI 之間擬合關(guān)系參數(shù) k、 m與對應(yīng)番茄日耗水量有顯著的關(guān)系，因此可以采用不同處理日耗水量得到參數(shù) k、m ，進(jìn)而得到番茄中位葉 SPAD 與 NNI 的線性關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)番茄中位葉 SPAD 值估算得到番茄 NNI 進(jìn)行氮營養(yǎng)診斷。將NNI=1 作為適宜施氮量的標(biāo)準(zhǔn)， NNI 1 或 NNI1 ，表明氮素施加過量或不足營養(yǎng)，因此運(yùn)用該方法模擬得到不同水分處理的 NNI，進(jìn)一步為氮營養(yǎng)診斷提供指導(dǎo)。  注：m 和 k 為不同水分處理經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；ETi為不同水分處理番茄 i 天內(nèi)平均日耗水量。 Note: m and k are empirical coefficient of different water treatments; ETiis average daily water consumption of tomato within i days under different water treatments, respectively. 圖 6  番茄日耗水量與系數(shù) k、m 的關(guān)系  Fig.6  Relationship between Daily tomato water consumption and coefficient k and m 3  討  論  3.1  臨界氮濃度稀釋曲線模型在西北地區(qū)溫室番茄的適用性 水分和氮素作為影響植株生長的重要因素，不同水分和氮素處理影響作物發(fā)育和干物質(zhì)累計(jì)27，進(jìn)而影響植株對氮素的吸收28。楊慧等12在研究盆栽番茄表明不同水分處理下臨界施氮量有所不同，高水處理下植株的臨界氮濃度較大，灌水可以促進(jìn)植株對氮素的吸收。本研究也表明增加灌水量和施氮量可以增加番茄植株的臨界氮濃度，通過擬合臨界氮稀釋曲線得到不同水分處理番茄臨界氮稀釋曲線參數(shù) a 和參數(shù) b。不同因素對臨界氮稀釋曲線參數(shù) a 和參數(shù) b 的影響有所不同，趙犇等33研究表明由于品種不同植株吸收和同化氮的能力不同，參數(shù) a 與品種蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系；向友珍等34研究氮濃度稀釋模型在溫室辣椒的適用性，得到臨界氮稀釋曲線參數(shù) a 與灌水量呈先增加后降低的趨勢，參數(shù) b 不隨灌水量的變化而顯著變化；強(qiáng)生才等16在研究大田作物時(shí)表明，參數(shù) a 具有較好的穩(wěn)定性，不會隨降雨年型的改變而改變，且降水量較多時(shí)可以增加植株對土壤氮素的利用，從而減緩了植株氮含量的稀釋過程，最終導(dǎo)致參數(shù) b 明顯偏小。不同作物品種對水分和氮素的敏感性不同，溫室番茄和辣椒對水分和氮素的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大田玉米，水分和氮素影響著植株對氮素的吸收和植株地上部的生長，進(jìn)而影響植株氮素的吸收和稀釋。本研究表明臨界氮稀釋曲線參數(shù) a 和參數(shù) b 均隨番茄全生育期平均日耗水量增加呈現(xiàn)出先降低后增加，番茄全生育期耗水量較低時(shí)植株吸收氮素的速率高于植株生長的速率，減緩了植株氮含量的稀釋速率，降低了植株臨界氮濃度值；當(dāng)耗水量高于某一值時(shí)，繼續(xù)增加耗水量時(shí)，植株吸收氮素的速率低于植株生長的速率，加快了植株氮含量的稀釋速率，增大植株臨界氮濃度值，提高番茄植株對氮素營養(yǎng)的容納能力，促進(jìn)植株生長。本文建立的基于全生育期平均日耗水量的不同水分處理臨界氮稀釋模型可以較為有效的估算出不同水分處理下植株臨界氮濃度，與計(jì)算值相比，其絕對誤差（MAE ）為 0.130.34 g/(100 g)，標(biāo)準(zhǔn)誤差（RMSE）為 0.140.39 g/(100 g) ，絕對系數(shù)（R2）為 0.94 0.99，因此可以通過該方法準(zhǔn)確估算不同水分處理的植株臨界氮濃度，提高了臨界氮稀釋曲線在溫室番茄不同水分處理的適用性。 3.2  基于不同葉位 SPAD 值的氮營養(yǎng)指數(shù)估算方法 SPAD 儀具有攜帶方便、可實(shí)時(shí)實(shí)地進(jìn)行測定等優(yōu)點(diǎn)，被普遍用于監(jiān)測棉花35、小麥36和玉米37等多種作物的施氮水平。葉片 SPAD 值與 NNI 之間的相關(guān)關(guān)系在玉米38和小麥39等植物上被證實(shí)，且 Ziadi 等38和 Prost and Jeuffroy39研究表明玉米和小麥葉片相對 SPAD 值與NNI 之間的非線性關(guān)系， Debaeke 等36研究表明小麥葉片相對 SPAD 值與 NNI 之間的非線性關(guān)系受年份、品種和生育時(shí)期影響不顯著。 Yang 等23研究表明作物不同葉位SPAD 值和 NNI 表現(xiàn)出不同的線性關(guān)系，且不同葉位的穩(wěn)定性不同，其中某一葉位葉片 SPAD 值和 NNI 擬合度較高，穩(wěn)定性較好，可以作為診斷氮素的理想葉位。本研究也表明番茄不同水分處理不同葉位葉片 SPAD 和NNI 之間呈線性相關(guān)關(guān)系，其中上位葉片和下位葉片SPAD 值與 NNI 之間擬合度較差，擬合度受年份和處理的影響較大，穩(wěn)定性較差，而中位葉片 SPAD 值和 NNI之間呈顯著線性正相關(guān)關(guān)系，穩(wěn)定性較好，因此可以將番茄中位葉片作為適宜的診斷葉片進(jìn)行氮素診斷。且番茄中位葉片 SPAD 值和 NNI 之間擬合參數(shù)與番茄平均耗水量呈顯著非線性相關(guān)關(guān)系，因此通過不同水分處理日耗水量得到番茄中位葉片 SPAD 值與 NNI 之間的線性關(guān)系，并以 NNI=1 作為理想施氮營養(yǎng)狀態(tài)指標(biāo)，根據(jù)番茄不同耗水量得到 NNI=1 時(shí)的 SPAD 值，并以此 SPAD 值作為適宜值進(jìn)行氮素營養(yǎng)診斷。當(dāng)試驗(yàn)處理中位葉片農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http:/www.tcsae.org ）                                2018 年   124SPAD 值大于適宜 SPAD 值時(shí)， 表明該處理氮素施加過量應(yīng)該適當(dāng)減少，當(dāng)試驗(yàn)處理中位葉片 SPAD 值小于適宜SPAD 值時(shí)，表明該處理氮素施加較少應(yīng)該適當(dāng)增加施氮量。因此可以通過比較不同處理 SPAD 值與適宜 SPAD值來準(zhǔn)確判斷氮營養(yǎng)狀況，來及時(shí)調(diào)整施氮量。  4  結(jié)  論 本研究依據(jù) 2 a溫室番茄不同水分處理下 3 個(gè)氮素水平的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，率定和驗(yàn)證臨界氮濃度稀釋曲線模型在西北地區(qū)溫室番茄不同水分處理下的適用性，并利用不同葉位葉片 SPAD 值對溫室番茄氮營養(yǎng)指數(shù)進(jìn)行估算，并進(jìn)一步進(jìn)行氮營養(yǎng)診斷，結(jié)果表明：  1）番茄臨界氮濃度與采樣日地上部最大生物量之間符合冪指數(shù)關(guān)系（Nc=aDW-b），其中參數(shù) a 為 2.84 3.44，參數(shù) b 為 0.220.35，參數(shù) a、 b 與番茄全生育期平均日耗水量之間存在顯著的非線性相關(guān)關(guān)系，因此可以通過不同水分處理全生育期平均日耗水量估算參數(shù) a 和參數(shù)b，進(jìn)而準(zhǔn)確估算不同水分處理的植株臨界氮濃度，提高了臨界氮稀釋曲線在西北地區(qū)溫室番茄不同水分處理的適用性。  2）利用不同葉片 SPAD 值進(jìn)行番茄氮營養(yǎng)診斷表明，氮營養(yǎng)診斷理想葉位是中位葉片。番茄中位葉片 SPAD值與氮素營養(yǎng)指數(shù) NNI 有良好的線性關(guān)系（NNI= kSPAD+m），且參數(shù) k、m 與番茄日耗水量有顯著的非線性相關(guān)關(guān)系，因此可以通過不同水分處理日耗水量估算出參數(shù) k、 m，進(jìn)而模擬出不同定植后天數(shù) NNI=1時(shí)的 SPAD 值，并以此 SPAD 值作為判斷氮素營養(yǎng)狀況的標(biāo)準(zhǔn)來及時(shí)精準(zhǔn)診斷植株氮營養(yǎng)狀態(tài)。  參  考  文  獻(xiàn) 1 高兵，任濤，李俊良，等. 灌溉策略及氮肥施用對設(shè)施番茄產(chǎn)量及氮素利用的影響J. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2008，14(6)：11041109.  Gao Bing, Ren Tao, Li Junliang, et al. 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