植物营养测定仪在植物营养诊断的应用分析.doc

托普仪器致力于中国农业仪器的发展植物营养测定仪在植物营养诊断的应用分析一、 植物营养诊断的概念与意义植物营养诊断是评价、预测肥效和指导施肥的一项综合技术，它包括缺素症状诊断、土壤分析、叶片分析、盆栽和田间试验，其在发达国家已盛行多年。利用浙江托普仪器的TYS-3N植物营养测定仪可以很方便的检测植物的叶绿素含量、氮素含量和叶片温度等参数。诊断为对一所予状态给予一个客观且可靠的陈述，或藉研究其征候或历史以测定及证明一病态的性质。由作物所呈现之外表征候，利用植物营养测定仪判断其营养状态称为植物营养诊断。影响植物 (作物) 生长的因子可以归为两类，其一为遗传上的，另一为环境上的，两者具有相同之重要性。环境是指外界条件与影响一个生物生命与发展的总称。在所有环境因子中，已知对植物生长影响较重要的有温度、水分、光照、光周期、空气组成、土壤构造与土壤空气组成、土壤反应、生物因子、无机营养、限制生长的因子不存在、土壤空气中的毒物质。有许多因子是互相关联的，如土壤空气与水分、土壤中的氧气与二氧化碳浓度等。二、植物发生养分缺乏的原因1、土壤营养元素的缺乏 ：土壤贫瘠。有些由于受成土母质和有机质含量等的影响，土壤中某些种类营养元素的含量偏低。不适宜的pH。土壤pH是影响土壤中营养元素有效性的重要因素。在pH低的土壤中（酸性土壤），铁、锰、锌、铜、硼等元素的溶解度较大，有效性较高；但在中性或碱性土壤中，则因易发生沉淀作用或吸附作用而使其有效性降低。磷在中性(pH6.57.5)土壤中的有效性较高，但在酸性或石灰性土壤中，则易与铁、铝或钙发生化学变化而沉淀，有效性明显下降。通常是生长在偏酸性和偏碱性土壤的植物较易发生缺素症。营养元素比例失调。如大量施用会使植物的生长量急剧增加，对其他营养元素的需要量也相应提高。如不能同时提高其他营养元素的供应量，就导致营养元素比例失调，发生生理障碍。土壤中由于某种营养元素的过量存在而引起的元素间拮抗作用，也会促使另一种元素的吸收、利用被抑制而促发缺素症。如大量施用钾肥会诱发缺镁症，大量施用会诱发缺锌症等等。不良的土壤性质。主要是阻碍根系发育和为害根系呼吸的性质，如土体的坚实、僵韧程度，硬盘层、漂白层出现的高度，母岩的存在等，均可限制根系的纵深发展，使根的养分吸收面过狭而导致缺素症。在氧化还原电位较低的水田中产生较多的 HS和有机酸等有毒物质，也能抑制水稻根系对养分的吸收，使属于主动吸收的元素（磷、钾、硅）吸收不足，而引起缺素症。恶劣的气候条件。首先是低温。它一方面影响土壤养分的释放速度，另一方面又影响植物根系对大多数营养元素的吸收速度，尤以对磷、钾的吸收最为敏感。这是气温偏低年分早稻缺磷发僵现象往往更为普遍的原因。其次是。多雨常造成养分淋失，中国南方酸性土壤缺硼缺镁即与雨水过多有关。但严重干旱，也会促进某些养分的固定作用和抑制土壤微生物的分解作用，从而降低养分的有效性，导致缺素症发生。2、土壤反应不适 土壤本身的性质是耕作土壤能够保留多少有机碳的最重要因素。砂质土壤一般只含1%左右的有机碳，而在同样的气候和栽培管理措施下，粘质土壤可以保留5%左右的有机碳。粘粒含量与土壤有机碳含量成正相关。这是因为粘质土壤通气性交叉，水分运动滞缓，微生物活动较差，所以能够保留较高的 有机质。土壤有机碳含量还与粘粒矿物类型有关。2:1型膨胀性粘粒矿物如蒙脱石之类与有机质复合的牢固程度大于高岭石等1:1型粘粒矿物，更能抵抗微生物对有机质的分解。3、营养成分不平衡 如果是对于植物本身，一般是种子里面营养成分最多，植物一生的生理活动都是在制造养分储存于种子里面以传续后代，微小的种子里面所含的养分可以使植物发芽时在没有光合作用能力的情况下发育出根、茎、叶，为以后的生长发育打下基础。也有少数植物（如马铃薯、番薯等）是块根里面储存的营养物质最多，因为那是它们的主要繁殖器官。如果是对于人类或其他素食性或杂食性动物，那么在植物生长过程中，其根、茎、叶、花和果实也都可能含有各种各样的养分，特别是果实，往往里面的营养成分最多，因为植物为了要吸引动物为它们传播种子，结出了富有营养的果实，但是那里面的营养是为动物们准备而不是为植物自身预备的。4、土壤理化性质不良 土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等。土温是太阳辐射和地理活动的共同结果。不同类型土壤有不同的热容量和导热率，因而表现出相对太阳辐射变化的不同滞后现象。这种土温对地面气温的滞后现象对植物有利，影响植物种子萌发与出苗，制约土壤盐分的溶解、气体交换与水分蒸发、有机物分解与转化。较高的土温有利于土壤微生物活动，促进土壤营养分解和植物生长，动物利用土温避开不利环境、进行冬眠等。土壤水分直接影响各种盐类溶解、物质转化、有机物分解。土壤水分不足不能满足植物代谢需要，会产生旱灾，同时好气性微生物氧化作用加强，有机质消耗加剧。水分过多使营养物流失，还引起嫌气性微生物缺氧分解，产生大量还原物和有机酸，抑制植物根系生长。土壤中空气含量和成分也影响土壤生物的生长状况，土壤结构决定其通气度，其中CO2含量与土壤有机物含量直接相关，土壤CO2直接参与植物地上部分的光合作用。土壤的质地、结构和土壤的水分空气和温度状况密切相关，并直接或间接的影响着植物和土壤动物的生活。沙土类土壤黏性小，气孔多，通气透水性强，蓄水和保肥能力差，土壤温度变化剧烈；黏土类土壤的质地黏重，结构紧密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性差，湿时黏干时硬；壤土类土壤的质地比较均匀，土壤既不太松又不太黏，通气透水性能良好且有一定的保水保肥能力。5、不良的气候条件 影响物候期变化的因子主要有生物因素和环境因素，后者对物候期影响更显著，其中气温、光照。物候是指植物为了适应气候条件的节律性变化而形成与此相应的植物发育节律，。掌握物候变化规律在预报农时，监测、保护生态环境，预测、鉴定气候变化趋势等方面具有重要的理论和现实意义。在指导农事活动方面，全国各地都以当地的物候作为预报农时的指标，如华北地区有农谚：“枣芽发，种棉花”、贵阳一带有“穷人不听富人哄，阎王刺(云实)开花播谷种；在指示病虫害方面，通过物候变化与病虫害的发生期的对应关系，可以指示病虫害的发生期；在生态环境保护方面，通过了解由于环境污染造成的物候变化及植物的损坏情况，找到污染源，掌握污染的程度，从而成为环境监测和保护的参考；在气候的物候鉴定及预测方面，利用物候与气候的关系模式，通过物候变化情况，鉴定地方气候的变化，在缺乏气候资料的地方，对气候变化趋势作预测；在引种、选种等方面，植物物候资料也有参考作用，如美国通过我国的省志、县志把东北的大豆，四川的桐油，浙江黄岩的柑橘引进到美国气候相似的地区，获得了成功。另外，植物物候也能为自然地理区划，农、林、牧、渔业区划，确定放蜂时间、旅游高峰期等提供参考。三、 植物营养化学诊断法叶片分析诊断 叶分析是确定作物营养状态的有效技术。在营养可给性低的土壤上，叶分析特别有用；在营养可给性较高的土壤上则不很灵敏。叶分析应用在多年生植物如果树、茶及林木上比在一年生植物上容易确定临界水平。诱导硝酸还原酶活性的方法可用来诊断植物的缺氮情况。用硝酸根来诱导缺氮植物根部或叶片中硝酸还原酶后做酶活性比较，诱导后酶活性较内源酶活性增高愈多，则表明植物缺氮愈严重。缺磷的植物，组织中的酸性磷酸酶活性高。磷酸酶的活性也可用于判断磷的缺乏程度。叶片分析常用植物营养测定仪来检测叶片营养成分。如浙江托普仪器的TYS-3N型植物营养测定仪。植物营养测定仪原理是通过测量叶片在两种波长范围内的透光系数来确定叶片当前叶绿素的相对数量，也就是在叶绿素选择吸收待定波长长光的两个波长区域，根据叶片透折射光的量来计算测量值 。1、三种参数（氮素、叶绿素、水分），同事保存，便于植物养分、水分等信息的分布图型的绘制，为植物精确灌溉和施肥提供依据。2、快速无损植物活体检测，不影响植物的生长。3、多参数快速一次测定：一次可同时检测出植物的氮素、叶绿素、水分。以叶片的常规(全量)分析结果为依据判断营养元素的丰缺，这种方法已比较成熟。主要应用于果树栽培，目前世界各国都广泛采用，获得显著成效。有资料指出：美国 由于普及叶片分析技术，现在很难找到由于施肥不合理、致树体营养失调而引起的低产劣质果园。叶分析之所以比较成熟，主要原因在于果树为多年生作物，叶子寿命长，叶片中各种成分浓度有一个相对稳定的时期等。 作为叶分析的样本，一般是以当年生枝的中部生理成熟的叶片为合适，生理年龄幼小的本身处于生长充实当中，成分含量变化很快，进入衰老阶段功能衰退也会引起养分含量的变化，均非所宜。四、 植物营养缺乏症的防治1、品种选择 选择需冷量和需热量低、耐弱光、果实发育期短的早熟或特早熟品种，以用于促早栽培；选择果实发育期长的晚熟或极晚熟品种或容易多次结果的品种，以用于延迟栽培；选择需冷量低、耐弱光且耐高温高湿的品种，以用于南方避雨栽培；选择耐弱光品种，以用于北方避雨栽培。选择花芽容易形成、坐果率高且连续结果能力强的早实丰产品种，以利于提高产量和连年丰产。选择生长势中庸的品种或利用矮化砧木，以易于调控，适于密植。选择个大、果实整齐度好、质优、色艳和耐贮的品种，并且注意增加花色品种，克服品种单一化问题，以提高市场竞争力。在促早栽培和避雨栽培中，着色品种需选择对直射光依赖性不强、散射光着色良好的品种，以克服设施内直射光减少、不利于果实着色的弱光条件。选择生态适应性广，并且抗病性和抗逆性强的品种或利用抗逆砧木，以利于生产无公害果品。在同一棚室定植品种时，应选择同一品种或成熟期基本一致的同一品种群的品种，以便统一管理，需配置授粉树的应严格搭配；而不同棚室在选择品种时，可适当搭配，做到早、中、晚熟配套，花色齐全。 2、因土种植 土壤质地：粗质地土壤之阳离子交换能量小，因此，一般之养分均较少。容易发生缺乏症。土壤酸碱度：土壤酸碱度影响化合物之溶解度及微生物活性，因此，也影响养分之有效性。土壤呈酸性，也是风化程度深之现象，风化程度深则使盐基性养分，钾、钙与镁被洗出，容易发生钾、钙与镁缺乏；酸性不利于细菌之活性，使土壤有机物之矿化作用不易进行而造成氮与硫之缺乏。一般而言，在矿质土壤，pH 6.5-7.0时大部分养分之有效性较高，酸性时，硼、铜、铁、锰与锌之浓度高而可能对作物造成毒害之现象，尤其是锰，常成为酸性土壤障碍之一原因；钼则在酸性之条件下有效性低而可能呈缺乏之现象。在有机质土壤之情形则与矿质土壤不同，各种养分之有效性最高时之pH为5.0-6.0。土壤有机物：有机物除了是氮、磷与硫之重要来源之外，也是其它所有植物无机营养元素之重要来源，因此，有机质少之土壤容易发生元素之缺乏症。土壤水与空气：水与空气在土壤中之相对量是互补的，当土壤水多时，空气则相对的较少。当通气不良时，容易造成还原条件，使铁与锰在土壤中之有效性提高而造成对作物之毒害。3、合理耕作 作物与环境是统一的。环境条件愈能满足作物的要求，则作物的生长发育愈好，产量就愈高。因此，在农业生产上必须为农作物的全面持续增产，创造良好的生活条件，特别是作物赖以生存的土壤条件，要使土壤越种越肥，产量越来越高。建立合理的耕作制度，就是要达到这个目的。植物的全部生长发育过程，就是同化外界环境条件合成有机物质的过程。光、热、水分、养料、空气是植物的基本生活因素。只有在这些基本生活因素同时具备的条件下，植物才能正常地生长发育。光就是太阳辐射能的简称，是植物不可缺少的能量来源。没有光，植物就不能产生叶绿素，也就不能进行光合作用，地球上就没有生命。光不足或太强，对一般作物来说都会降低光合作用的效果，不能获得高产。只有在一定的光照强度下，而其他生活条件又配合得好，植物才能充分利用光能，获得高产。热是绿色植物生活的动能，只有在温度适宜的范围内，植物才能顺利地进行一切生命活动。温度过高、过低，都不利于植物的正常生长发育和充分利用各种生活条件，因而不能获得高产。水是绿色植物的主要组成部分，是一切生命活动的媒介，如光合作用、酶的活动、养料的吸收与运转、营养物质的转化等等都要靠水的作用。水又是植物体温的调节者。绿色植物吸收的光能有95-99%变成了热能，没有蒸腾作用，植物就不能维持正常体温，甚至会被高温烧伤。植物用于散发热的水量比用于生产的水量多四、五百倍，有时甚至上千倍。养料是构成有机物质的基础，包括碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾、钙、镁、铁等十大营养元素和锰、锌、铜、硼、钼、钴等微量元素。它们是构成蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等不可缺少的万分。没有丰富的营养物质，不可能获得高产，而且品质也会降低。空气主要指大气中的氧气、二氧化碳和氮气。它们也都是植物生活所必需的养料。氧气是一切生物赖以生存的条件。植物的每个细胞为了呼吸都需要吸进氧气，没有氧气，植物就不能进行各种生命活动。氧气不足（包括进入土壤中的氧气），植物就长不好，不能获得高产。二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，它的浓度高低，直接影响光合作用的效率。光合作用实际上就是二氧化碳的还原作用，碳的氧化和还原，能量的一吸一放，就是生物界生殖繁衍的能量的依靠，也就是植物与环境间的物质交换。土壤中大量的固氮细菌、根瘤细菌等都能固定空气中的氮，从而丰富土壤中的氮素含量。由此可见，光、热、水分、养料和空气是植物不可缺少的基本生活因素，都各有独特的作用。它们在植物生理上的功能都是同等重要的。作物吸收养料又必须通过水分和具备一定的温度条件。植物吸收养分的数量又取决于光合作用进行的速度和其他生活条件的配合等等。因此，各种生