王 磊，卢艳丽，白由路

    (农业农村部植物营养与肥料重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081)

    在发现植物叶片叶绿素浓度与氮浓度高度相关之后，从20世纪70年代开始就研发非破坏性的能够估算植物叶片叶绿素浓度的仪器[1]。日本渔业和农业部与美能达公司联合启动土壤植物分析(soil and plant analysis development，简称 SPAD)项目，研发了一种商业化的手持式仪器(SPD-501和SPAD-502)。它测量端能够夹住叶片进行读数，能够存储30个读数并得到平均值。它是利用叶绿素在可见光波段(660 nm)强吸收和近红外波段(940 nm)强反射特性得到两个波段的透射光比值，从而得到叶片叶绿素相对含量，也常被称为叶绿素计。目前国内外常用的是SPAD-502叶绿素计。众所周知，SPAD是利用植物体内叶绿素含量与氮素营养的密切相关关系来进行氮素营养诊断的，因此从上世纪80年代以来，研究人员利用SPAD-502开展了大量的有关植物氮营养状况的研究。本文就基于SPAD的作物氮素营养诊断研究进展作一综述。

    1 SPAD值与叶片叶绿素浓度的关系

    尽管植物叶片叶绿素浓度与SPAD值的关系受到植物种类[2]、叶龄[3]、取样位置[4]、生长环境[5]等因素的影响，但是二者之间存在的显著关系已被科学家研究证实，只是这种关系有线性关系和非线性关系之分。在22种植物叶片SPAD值与叶绿素浓度关系的研究中发现二者存在显著的线性相关关系(R2=0.48)[6]；同样在6个玉米杂交种上按时间序列采集了大量的SPAD数据，分析发现叶绿素浓度与SPAD值存在单因素线性回归关系(R2= 0.83)[7]。有报道称在美国阿拉巴马州3个研究基地的牛毛草叶绿素浓度和SPAD值存在线性关系，且决定系数达到0.96[8]。但在研究玉米、小麦、水稻、烟草和大豆叶子的SPAD值与叶绿素浓度的关系中发现，二者呈现一元二次方程关系(R2=0.89)[9]，这个关系覆盖了整个叶绿素水平；也有人认为当叶绿素浓度较高(>60)时二者存在着非线性关系 [叶绿素浓度=a+b (SPAD)2，R2=0.97]；当叶绿素浓度处于20～60时，二者间存在很好的线性关系[10]。另外在茶树[11]、马铃薯[12]和其他一些树种[13]上还发现二者呈指数关系。虽然众多研究都表明了单因素回归方程能准确地描述叶绿素浓度与SPAD值之间的定量关系，但是也有研究发现二者相关关系在同一物种或者品种范围内更好。例如，在8个热带和亚热带树种上发现 ......