植株叶绿素无损诊断技术研究进展
详细信息    查看全文 | 推荐本文 |
  • 英文篇名:Research Progress of Nondestructive Diagnostic Technique of Chlorophyll in Plants
  • 作者:杨张青 ; 胡建东 ; 段铁城 ; 王顺 ; 吴建中 ; 苏伟波 ; 张玉民
  • 英文作者:Yang Zhangqing;Hu JiANDong;Duan Tiecheng;Wang Shun;Wu Jianzhong;Su Weibo;Zhang Yumin;Henan Agricultural University;Henan Nongda Xunjie Measurement and Testing Technology Co.,Ltd;
  • 关键词:植株 ; 氮素 ; 叶绿素 ; 无损诊断技术 ; 漫反射
  • 英文关键词:plant;;nitrogen;;chlorophyll;;nondestructive diagnostic technique;;optical diffuse reflectance
  • 中文刊名:ZNTB
  • 英文刊名:Chinese Agricultural Science Bulletin
  • 机构:河南农业大学;河南农大迅捷测试技术有限公司;
  • 出版日期:2019-03-05
  • 出版单位:中国农学通报
  • 年:2019
  • 期:v.35;No.514
  • 基金:国家重大专项“农业面源和重金属污染检测技术设备研发及标准研制”(2017YFD0801200);; 农业部948项目“远程激光诱导击穿光谱作物营养诊断技术引进及应用”(2015-Z45)
  • 语种:中文;
  • 页:ZNTB201907023
  • 页数:6
  • CN:07
  • ISSN:11-1984/S
  • 分类号:145-150
摘要
氮素是作物生长发育必不可少的营养元素之一,植物叶片中70%~80%的氮素存在于叶绿体内,所以叶绿素含量可以反映植物的氮素营养状况。本研究介绍了植株叶绿素的传统检测技术,指出其在推广应用中存在的问题;归纳总结了国内外植株叶绿素无损诊断技术方面的研究应用进展;分析了植株叶绿素无损诊断技术在作物氮素营养诊断及推荐施肥中的意义。最后得出叶绿素仪分析技术更适于推广应用,并指出基于光学漫反射理论的植株叶片叶绿素无损诊断技术极有发展前途。
        Nitrogen is one of the essential nutrient elements for crop growing and development,70%-80% of the nitrogen in plant leaves is found in chloroplast.So the chlorophyll content can reflect the nitrogen nutrition status in plants.The study introduced the traditional detection technology of chlorophyll in plants,pointed out the problems in the promotion and application,summarized the research progress on the nondestructive diagnostic technique of chlorophyll in plant at home and abroad,and analyzed the significance of nondestructive diagnostic technique of chlorophyll in diagnosing the nitrogen nutrition in plants and the fertilization recommendation.In conclusion,the chlorophyll analysis technology is more suitable for application,and the nondestructive diagnostic technique of chlorophyll based on optical diffuse reflectance theory is very promising.
引文
[1]田永超,朱艳,姚霞,等.基于光谱信息的作物氮素营养无损监测技术[J].生态学杂志,2007,26:1454-1463.
    [2] Abrol Y P, Chatterjee S R, Kumar P A, et al. Improvement innitrogen use effici-ency. Physiological and molecula approaches[J].Current Science,1999,76(10):1357-1364.
    [3] Broge N H, Mortensen J V. Deriving green croparea index andcanopy chlorophyll density of winter wheat from spectralreflectance data[J].Remote Sensing of Environment,2002,81(1):45-47.
    [4] Clifton K E, Bradbury J W, Vehrencamp S L. The finescalemapping of grassland protein densities[J].Grass and Forage Science,1994,49(1):1-8.
    [5] Gábor?ík N. Relationship between contents of chlorophyll(a+b)(SPAD values)and nitrogen of some temper-ate grasses[J].Photosynthetica,2003,41(2):285-287.
    [6]蔡瑞国,张敏,尹艳枰,等.小麦灌浆过程中旗叶光合及抗氧化代谢与氮素营养关系研究[J].中国农业科学,2008,41(1):53-62.
    [7] Ghasemi M, Arzani K, Yadollahi A, et al. Estimate of LeafChlorophyll and Nitrogen Content in Asian Pear(Pyrus serotinaRehd.)by CCM-200[J].Not Sci Biol,2011,3(1):91-94.
    [8]郭胜伟,高云东.比色法测定中华芦荟叶片中叶绿素含量方法的研究[J].中医药学刊,2004,21(1):53-76.
    [9]崔勤,李新丽,翟淑芝,等.小麦叶片叶绿素含量测定的分光光度计法[J].安徽农业科学,2006,34(10):2063.
    [10]王学奎.植物生理生化实验原理与技术[M].北京:高等教育出版社,2006:134-136.
    [11]段光明.叶绿素含量测定中Arnon公式的推导[J].植物生理学通讯,1992,28:221-222.
    [12]冯伟,王永华,谢迎新,等.作物氮素诊断技术的研究综述[J].中国农学通报,2008,24(11):179-185.
    [13]唐延林,王人潮,张金恒,等.高光谱与叶绿素计快速测定大麦氮素营养状况研究[J].麦类作物学报,2003,23(1):63-66.
    [14] Hansen P M, Schjoerring J K. Reflectance measurement of canopybiomass an nitrogen status in wheat crops using normalizeddifference vegetation indices and partial least squares regression[J].Remote Sensing of Environment,2003,86(4):542.
    [15]袁金国,牛铮.基于Hyperion高光谱图像的氮和叶绿素制图[J].农业工程学报,2007,23(4):172-178.
    [16]冯伟,姚霞,朱燕,等.基于高光谱遥感的小麦叶片含氮量监测模型研究[J].麦类作物学报,2008,28(5):851-860.
    [17]黄慧,王伟,彭彦昆,等.利用高光谱扫描技术检测小麦叶片叶绿素含量[J].光谱学与光谱分析,2010,30(7):1811-1814.
    [18]房贤一,朱西存,王凌,等.基于高光谱的苹果盛果期冠层叶绿素含量监测研究[J].中国农业科学,2013,46(16):3504-3513.
    [19]刘燕德,邓清.基于高光谱成像技术的脐橙叶片的叶绿素含量及其分布测量[J].发光学报,2015(36)8:957-961.
    [20]马文勇,王训明.基于高光谱分析的草地叶绿素含量估算研究进展[J].地理科学进展,2016,35(1):25-34.
    [21]吕杰,汪康宁,李崇贵,等.基于高光谱遥感的玉米叶绿素含量估测模型[J].中国矿业大学学报,2016,45(2):405-410.
    [22]于静,李斐,樊明寿,等.主动作物冠层传感器GreenSeeker在马铃薯氮素营养诊断中应用的可行性分析[J].中国蔬菜,2012,8:20-25.
    [23]于静.基于主动作物传感器GreenSeeker的马铃薯氮素营养诊断及推荐施肥[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2014.
    [24]石宏刚,王海江,吕新,等.基于GreenSeeker光谱法的棉花氮素营养诊断研究[J].中国土壤与肥料,2014,5:80-85.
    [25]王秀,赵春江,周汉昌,等.冬小麦生长便携式NDVI测量仪的研制和试验[J].农业工程学报,2004,20(4):95-98.
    [26]郝晓剑,周汉昌,刘良云,等.归一化植被指数测量仪的研制与应用[J].中北大学学报:自然科学版,2006,27(5):452-455.
    [27]郑文刚,孙刚,申长军,等.可见-近红外作物氮素光电测量仪开发[J].农业工程学报,2010,26(3):178-182.
    [28]李修华,张峰,李民赞,等.四波段作物冠层分析仪设计[J].农业机械学报,2011,42(11):169-173.
    [29]崔建升,吕鹏翼,段莉丽,等.海水叶绿素现场检测仪的研制及性能研究[J].分析仪器,2014,1:12-16.
    [30]周丽娜,程树朝,于海业,等.初期稻叶瘟病害的叶绿素荧光光谱分析[J].农业机械学报,2017,48(2):203-207.
    [31]艾天成,李方敏,周治安,等.作物叶片叶绿素含量与SPAD值相关性研究[J].湖北农学院学报,2000,20(1):6-8.
    [32] Uddling J, Gelang-Alfredsson J, Piikki K, et al. Evaluating therelationship between leaf chlorophyll concentration and SPAD-502chlorophyll meter readings[J].Photosynthesis research,2007,91(1):37-46.
    [33] Campbell R J, Mobley K N, Marini R P. Crowing conditions alterthe relationship between SPAD-501 values and apple leafchlorophyll[J].Hortscience,1990,25(3):330-331.
    [34]雷泽湘,艾天成,李芳敏,等.草莓叶片叶绿素含量、含氮量与SPAD值间的关系[J].湖北农学院学报,2001,21(2):138-140.
    [35]王娟,韩登武,任岗,等.SPAD值与棉花叶绿素和含氮量关系的研究[J].新疆农业科学,2006,43(3):167-170.
    [36]李海云,任秋萍,孙淑娥,等.10种园林树木叶绿素与SPAD值相关性研究[J].林业科技,2009,34(3):68-70.
    [37]薛香,吴玉娥.小麦叶片叶绿素含量测定及其与SPAD值的关系[J].湖北农业科学,2010,49(11):2701-2702.
    [38]李辉,白丹,张卓,等.羊草叶片SPAD值与叶绿素含量的相关分析[J].中国农学通报,2012,28(2):27-30.
    [39]王瑞,陈永忠,陈隆升,等.油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关分析[J].中南林业科技大学学报,2013,33(2):77-80.
    [40]陈防,鲁剑巍.SPAD-502叶绿素计在作物营养快速诊断上的应用初探[J].湖北农业科学,1996,2:31-34.
    [41]刘艳菊,朱永官,丁辉,等.不同氮肥水平下SPAD读数与菠菜硝态氮含量关系的初步研究[J].农业环境科学学报,2003,23(3):484-487.
    [42] Bullock D G, Aed erson D S. Evaluation of the Minoha SPAD-502chlorophyll meter for nitrogen management in corn[J].J.PlantNutrtion,1998,21(4):741-755
    [43]王康,沈荣开,唐友生.用叶绿素测值(SPAD)评估夏玉米氮素状况的实验研究[J].灌溉排水,2002,21(4):1-3.
    [44]李志宏,张云贵,刘洪斌,等.叶绿素仪在夏玉米氮营养诊断中的应用[J].植物营养与肥料学报,2005,11(6):764-768.
    [45] Neilsen D, Hogue E J, Neilsen G H, et al. Using SPAD-502 valuesto assess the nitrogen status of apple trees1Hort Science[J].1995,30(3):508-512.
    [46]张金恒,王珂.叶绿素计SPAD-502在水稻氮素营养诊断中的应用[J].西北农林科技大学学报,2003,31(2):177-180.
    [47]李佛琳,赵春江,王纪华,等.应用叶绿素计诊断烤烟氮素营养状况[J].植物营养与肥料学报,2007,13(1):136-142.
    [48]杨亦扬,马立锋,石元值,等.叶绿素仪SPAD在茶树氮素营养诊断中的适用性研究[J].茶叶科学,2008,28(4):301-308.
    [49]罗新宁.基于SPAD的棉花氮素营养诊断及氮营养特性研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2010.
    [50]李刚华,丁艳锋,薛利红,等.利用叶绿素计(SPA D-502)诊断水稻氮素营养和推荐追肥的研究进展[J].植物营养和肥料学报, 2005,11(3):412-416.
    [51]童淑媛,宋凤斌.SPAD值在玉米氮素营养诊断及推荐施肥中的应用[J].农业系统科学与综合研究, 2009,25(2):233-238.
    [52] Richardson A D, Duigan S P, Berlyn G P. An evalua-tion ofnoninvasive methods to estimate foliar chlorophyll content[J].NewPhytologist,2002,153:185-194.
    [53] Cate T M, Perkins T D. Chlorophyll content monitor-ing in sugarmaple(Acer saccharum)[J].Tree Physiology,2003,34:1077-1079.
    [54]王爱玉,张春庆,吴承来,等.玉米叶绿素含量快速测定方法研究[J].玉米科学,2008,16(2):97-100.
    [55]周小生,周月琴,庞磊,等.叶绿素仪CCM-200在测定茶树叶片叶绿素和氮素含量上的应用[J].安徽农业大学学报,2012,39(1):150-153.
    [56]李勇军.基于双光谱的叶绿素无损测试系统研制[D].杨凌:西北农林科技大学,2007.
    [57]韩书庆,于渤,孙明,等.便携式叶绿素、氮素、水分一体化测定仪设计[J].农业机械学报,2009,(40)9:256-259.
    [58]柳平增,臧官胜,邓振民,等.一种低成本作物叶绿素检测仪的研制[J].计算机测量与控制,2012,20(4):1155-1158.
    [59]郭冲冲.厚度补偿式叶绿素仪研制[D].杭州:中国计量学院,2013.
    [60]刘茂成,李志洪.植物叶绿素光谱测定仪的原理与设计[J].中国农机化学报,2017,38(1):74-79.
    [61]魏凯,朱秀红,胡小宁,等.基于便携式漫反射叶绿素仪测定葡萄叶绿素含量方法的探究[J].河南科学,2015,33(11):1927-1929.
    [62] Gu D D, Wang W Z, Hu J D, et al. Non-destructive detection ofchlorophyll content in maize using three-wavelength diffusereflectance[J].Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering(Transactions of the CSAE),2015,31(Supp.2):174-179.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700