氮素营养诊断方法的应用现状及展望

氮素营养诊断技术的发展及其在冬油菜上的应用近年来，由于氮素营养诊断技术在农业生产中的重要作用，得到了越来越多的关注。

在营养诊断技术发展的历史背景下，本文主要介绍了氮素营养诊断技术的原理、研究进展与实践应用，并就氮素营养诊断技术在冬油菜栽培中的应用进行了探讨。

研究表明，采用氮素营养诊断技术，可以改善土壤营养状况，提高冬油菜的品质和产量，进而提高农民的经济收入。

本文还就氮素营养诊断技术在未来发展中潜在的产业应用等方面进行了简要介绍，提出了相应的建议，以期发挥氮素营养诊断技术在农业生产中的更大价值。

关键词：氮素营养诊断技术；冬油菜；营养状况；产业应用1言近年来，随着环境污染的不断加剧，土壤污染已成为世界各地的普遍问题。

农业生产也受到土壤污染的严重侵害，影响着农作物的生长发育，从而降低农作物的产量和品质。

因此，科学有效地管理土壤营养，以提高农作物的产量与质量，已经变得越来越重要。

为此，氮素营养诊断技术作为一种新兴的技术手段，给农业生产带来了巨大的福音。

2素营养诊断技术的发展历史和原理氮素营养诊断技术是通过测定植物真菌代谢物（例如脲醛酸）含量，来诊断土壤氮素含量，而实现土壤施肥的有效管理，也可以称为“植物代谢快速鉴定法”。

近年来，氮素营养诊断技术的研究有了长足的发展，越来越多的研究也开始运用这一技术来检测土壤中的氮素含量，以促进农业的可持续发展。

3素营养诊断技术的实践应用(1)油菜栽培采用氮素营养诊断技术学者科研发现，在冬油菜栽培中，采用氮素营养诊断技术，可以改善土壤营养状况，提高冬油菜的品质和产量，进而提高农民的经济收入。

具体来说，该技术的使用可以帮助农民掌握土壤的氮素含量和分布情况，掌握不同地段土壤的施肥量，从而提升冬油菜栽培的效率。

(2)素营养诊断技术在其他农作物中的应用氮素营养诊断技术还可以应用于其他农作物。

例如，采用该技术可以帮助苹果栽培者掌握土壤氮素含量，从而在发育阶段选择性施肥，提高树冠发育和果实品质。

马铃薯氮素诊断研究进展目录1. 马铃薯氮素诊断研究概述 (2)1.1 马铃薯氮素营养的重要性 (3)1.2 氮素诊断方法概述 (4)1.3 国内外研究现状分析 (5)2. 马铃薯氮素吸收与利用研究 (6)2.1 马铃薯氮素吸收机制 (8)2.2 马铃薯氮素利用效率 (9)2.3 影响氮素吸收与利用的因素 (10)3. 马铃薯氮素诊断模型与方法 (12)3.1 基于土壤氮素含量的诊断模型 (13)3.2 基于叶片氮素含量的诊断模型 (15)3.3 基于植物生理指标的氮素诊断方法 (16)3.4 基于遥感技术的氮素诊断技术 (17)4. 马铃薯氮素诊断技术与应用 (18)4.1 传统氮素诊断技术的应用 (20)4.2 现代氮素诊断技术的应用 (21)4.3 氮素诊断技术在马铃薯生产中的应用效果 (23)5. 马铃薯氮素诊断存在的问题与挑战 (24)5.1 诊断方法准确性不足 (25)5.2 诊断技术适用性有限 (27)5.3 氮素管理策略的优化 (28)6. 马铃薯氮素诊断研究展望 (29)6.1 新型氮素诊断技术的发展趋势 (30)6.2 氮素诊断与精准农业的结合 (32)6.3 氮素管理技术的创新与应用 (33)1. 马铃薯氮素诊断研究概述马铃薯作为全球重要的粮食作物之一，其氮素营养管理对提高产量和品质至关重要。

氮素是马铃薯生长过程中需求量最大的营养元素，对植株的生长发育、块茎的形成和品质都有显著影响。

然而，由于氮素过量或不足都会导致马铃薯生长不良，甚至减产，因此准确诊断马铃薯氮素状况，实现氮肥的合理施用，对提高马铃薯生产效益和环境保护具有重要意义。

氮素生理机制研究：通过研究马铃薯对氮素的吸收、转运、分配和利用等生理过程，揭示氮素在马铃薯生长发育中的生理机制。

氮素形态分析研究：采用化学分析方法、分子生物学技术等手段，分析马铃薯体内氮素的形态转化和动态变化规律。

氮素诊断模型构建：基于氮素生理机制和形态分析研究成果，构建马铃薯氮素诊断模型，为氮肥施用提供科学依据。

作物氮素营养的诊断方法与防治卢未兰国土资源与环境学院资环081摘要：氮素是作物生长发育和产量形成所必需的营养元素。

作物在适量的氮素供应下才能保持健康的生长发育。

本文在简述氮素的营养功能，缺氮及氮素过多表现同时，提出当前的一些氮素诊断方法，针对诊断结果给出相应防治措施，对于农业可持续发展和生态环境保护具有重要意义。

关键字：氮素营养、诊断方法、措施引言俗话说得好：“庄稼一枝花，全靠肥当家。

”可见肥料在农业中的作用巨大。

其中氮素是作物生长发育不可缺少的营养元素之一，在作物体内全氮含量约为干重的0、3%~5、0%[1]。

氮素是作物体内许多重要有机化合物的组分，如蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱等。

还是遗传物质的基础[2]。

在生产中，缺氮时，作物地上部和根系生长都显著受到抑制，繁殖器官的形成发育也受到限制，植株提前成熟，种子和果实小而不充实，显著影响作物的产量和品质。

相反地，增施氮肥可以提高作物产量和改善作物产品品质[3、4]，因此氮肥投入量逐年增加。

随着氮肥施用的大量增加，氮肥利用率逐渐降低，而损失的氮素大部分进入地下水和地表水，造成地下水和地表水中硝态氮不断增加，从而引起水体富营养化，造成一系列环境问题如水资源和水产资源遭受到严重破坏，随着使用价值降低，水处理的成本提高，甚至会威胁人类的健康[5、6]。

因此，了解作物的氮素状况和诊断养分的丰缺程度，据此来指导我们合理施肥，进行科学的施肥管理措施，既在合理利用资源的同时，提高了作物产量、改善品质，在保护环境上也有重要意义。

本文就氮素营养及诊断方法做出简要介绍，供大家参考。

1氮素的营养功能及吸收氮素的营养功能主要包括四个方面：蛋白质的重要组分；核酸和核蛋白的成分；叶绿素的组分元素；还是许多酶的组分，例如张洋等[7]研究得出：不施氮处理，子粒产量、硝酸还原酶的活性、叶水势、叶绿素含量明显降低，而施氮后明显提高。

植物吸收利用的氮素主要是铵态氮和硝态氮。

氮素营养诊断在我国玉米生产上的应用作者：焦颖来源：《安徽农业科学》2014年第17期摘要主要阐述了土壤诊断、症状诊断、化学诊断与无损测试诊断在玉米氮素营养诊断中的应用研究现状。

关键词氮素；营养诊断；玉米中图分类号 S153.6+1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）17-05447-01在所有的农作物中，玉米是最能耐受土壤和肥料中高氮素量而不影响产量的作物。

因此，玉米的氮肥用量常常过高。

这在造成氮肥巨大浪费的同时，付出的环境代价也是无法估量的。

准确、及时地对玉米进行氮素营养诊断，确定氮肥施用量，提高氮肥利用率具有十分重要意义。

为此，关于玉米氮素营养诊断的研究一直备受关注。

笔者对氮素营养诊断在我国玉米生产上应用的研究现状做一介绍。

1 土壤诊断土壤诊断通过测定土壤氮素含量，分析其丰缺程度，间接反映玉米的氮素营养状况。

在20世纪80年代，我国研究人员在借鉴国外土壤剖面无机氮测试方法的基础上，对玉米氮肥施用进行研究，认为0～100 cm NO3N 含量可以作为玉米推荐施肥参考指标。

陈新平等[1]应用土壤植株快速测试方法建立了氮肥实时监控技术，在春玉米和夏玉米上取得较好的效果。

目前，基于土壤硝态氮测试的氮肥施用在玉米上的研究较多。

研究表明，基于土壤硝态氮测试的氮肥施用实现了产量的提高与氮肥的节约。

土壤诊断常用参考指标优势与不足见表1。

2 症状诊断症状诊断是根据作物表现出的某种特定症状，确定它可能缺乏某种营养元素的方法。

关于玉米缺氮的症状研究较成熟，但是症状诊断方法仅适用于只有氮素亏缺的情况，因为在玉米同时缺乏2种或2种以上营养元素或出现因非营养性因素而引起的症状时，则易混淆。

而且，玉米出现缺氮症状时，玉米缺氮状况已较严重，此时再采取补救措施，已影响玉米生长。

3 化学诊断化学诊断是指通过化学分析找到氮素营养临界浓度的方式进行诊断的方法。

不同植株器官的营养临界浓度不同，应用植株全氮诊断玉米氮素状况的研究最早，但是其分析操作繁琐，工作量较大，在推广应用中有一定的困难。

2015年第07期□李悦书关于作物氮素营养诊断方法的研究摘要：氮素作为构成活体生物组织的基本元素之一，在生物体内有着维持生命体征，控制生命系统的内部动态平衡有重要作用。

改善和改进对于作物氮素的管理方法，对于农作物的高效丰产和生态环境的保护都有重要意义。

文章根据近年来的研究和相关报道，总结了各种作物氮素的诊断方法的优点和不足，指出了今后氮素诊断方法的发展趋势，并展望了国内发展前景。

关键词：氮素管理;环境保护;诊断方法;发展趋势文章编号：1004-7026（2015）05-0018-01中国图书分类号：文献标志码：A(东北农业大学农学院黑龙江省农业科学院黑龙江哈尔滨150086)1几种常见的氮素营养诊断方法1.1传统诊断法传统的氮素营养诊断法，多用于对小区域内的土壤氮素成分进行分析，该诊断法的优点是简单易操作，而且取样简单，通过对试验田内部的少量土壤进行随机抽样，在实验室内借助简单检测仪器就可以完成。

缺点是测试周期长，即使对微小区域内的土壤进行检测分析，通常也需要花费数周时间才能得出结论。

另外如果需要进行深度分析，受限于使用仪器和检测条件，也会使使用结果不甚明显。

随着科学技术手段的发展，传统的氮素营养诊断法已经逐步被新兴的诊断法取代，目前只有在相对简陋的条件下才会使用。

1.2肥料窗口法此种方法的操作流程是：首先选取一大面积的被测试验田，在试验田中央或随机抽样部位，画出一小片的“微区”，通过对“微区”内作物的氮元素吸收程度和氮素含量进行跟踪监测。

如果“微区”内实验对象出现缺氮现象，则表明整个试验田初中缺氮的边缘，需要及时补充氮肥。

肥料窗口诊断法操作也相对简单，而且适用性更加广阔，尤其是在我国的平原地带，常常用该方法做初步的氮素检测。

缺点是如果试验田内缺氮地区分布不均匀，而选取的“微区”避开了缺氮区域，就会造成检测的误判，从而影响后续的改善措施。

1.3作物症状诊断法大量实验表明，植物缺少氮素就会表现出枝叶枯萎的症状，缺钾就会是叶子变黄，所以经验丰富的科学工作者，可以根据植株表现出的症状对作物进行大致的病情诊断。

高光谱技术在水稻氮素营养诊断中的应用研究
高光谱技术是一种快速、无损的遥感技术，可以获取物体的光谱信息。

在水稻氮素营养诊断中的应用研究中，高光谱技术可以用来获取水稻叶片的光谱信息，进而分析水稻的氮素营养状态。

首先，高光谱技术可以通过测量水稻叶片的光谱反射率来获得丰富的光谱数据。

这些数据可以包括红外辐射、可见光和近红外光等不同波段的反射率。

通过分析这些光谱数据，可以获得水稻叶片中不同波段的反射率之间的关系，进而得到水稻的氮素营养信息。

其次，高光谱技术可以通过光谱指数来评估水稻氮素营养状况。

光谱指数是通过使用不同波段之间的光谱信息计算得出的指标，可以用来反映水稻叶片中氮素含量的情况。

一些常用的光谱指数，如归一化植被指数（NDVI）、倒数反射率指数（RDI）等，可以通过高光谱技术来计算和应用。

通过这些光谱指数，可以对水稻的氮素营养状况进行定量评估。

最后，高光谱技术还可以结合机器学习算法进行水稻氮素营养诊断。

通过收集大量水稻样本的光谱数据和氮素含量数据，可以建立预测模型，用以预测水稻氮素含量。

这些模型可以包括随机森林、支持向量机、人工神经网络等机器学习算法。

这些模型可以通过高光谱数据进行训练和验证，从而实现对水稻氮素营养状态的快速、准确诊断。

总的来说，高光谱技术在水稻氮素营养诊断中的应用研究可以
通过获取水稻叶片的光谱信息，计算光谱指数和建立预测模型来评估水稻的氮素营养状况。

这种技术可以实现非接触式、高效率的氮素营养诊断，为水稻生产提供科学依据和技术支持。

水稻是我国最主要的粮食作物，全国60%以上人口以稻米为主食。

水稻生产在我国农业生产上和粮食安全方面具有举足轻重的地位。

氮素是作物生长发育周期中需要量最多的营养元素之一，也是对作物生长、产量和品质影响最为显著的营养元素之一[1]。

在种植水稻的过程中，错误地施用氮肥或是施氮经验不足，会使水稻氮素营养失调，从而导致水稻产量和品质的降低[2]。

传统的氮素营养诊断以田间采集植株样品、实验室化学分析为主，这种方法在样品的采集、测试及数据处理等方面需耗费大量的人力、物力和财力，时效性差，不利于推广应用[3]。

近年来，随着互联网+、大数据、人工智能等新技术的发展和应用，数字农业、智慧农业应运而生，运用数字技术、人工智能技术开展作物氮素营养诊断的研究取得了很多成果。

如：李岚涛等应用数字图像技术进行了水稻氮素营养诊断方面的研究[3]；吴刚等采用一种基于卷积神经网络的方法对采集的多光谱玉米植株图像进行氮素含量、水分含量等分析识别[4]；魏全全等运用数字图像技术对马铃薯氮素营养开展估测及验证[5]；魏雪等开展了智能手机图像参数与玉米氮素营养状况关联解析[6]；李红军等利用数码相机对小麦冠层进行拍照，分析色彩参数与作物氮素营养状况之间的关系[7]。

本文探索采用深度学习的方法开展水稻氮素营养诊断。

1试验方案及数据采集1.1试验方案试验在重庆市农业科学院高科技园区（九龙坡区白市驿镇高峰寺村）开展。

水稻品种为重庆市当前栽培面积较大的主栽品种渝香203。

为了产生不同含氮量的水稻植株和群体，为水稻叶片与冠层图像采集和植株氮素含量分析提供样本，共设置7个处理、3次重收稿日期：2021-09-16基金项目：重庆市农业发展资金项目“手机+图像识别构建水稻氮素营养诊断系统研究”（NKY-2021AB009）。

作者简介：姚强（1981—），男，河南南阳人，硕士，高级工程师，从事农业信息技术、物联网集成开发研究。

E-mail ：***************。

第1篇一、实验目的1. 了解植物对氮素的吸收与利用过程。

2. 掌握植物氮素营养状况的检测方法。

3. 分析不同氮素肥料对植物生长的影响。

二、实验原理氮素是植物生长的重要营养元素，主要来源于土壤中的硝酸盐（NO3-）和铵盐（NH4+）。

植物通过根系吸收氮素，并在体内进行转化、利用和运输。

本实验通过检测不同氮素肥料处理下植物叶片的氮素含量，分析植物对氮素的吸收与利用情况。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：黄瓜苗、氮素肥料（尿素、硝酸钠）、蒸馏水2. 实验仪器：电子天平、电热恒温水浴锅、离心机、分光光度计、蒸馏器、容量瓶、移液管、烧杯、漏斗、滤纸等四、实验方法1. 将黄瓜苗分为两组，每组10株，分别标记为A组和B组。

2. A组施用尿素作为氮素肥料，B组施用硝酸钠作为氮素肥料，对照组（C组）施用等量的蒸馏水。

3. 将肥料均匀撒在黄瓜苗根部，定期浇水保持土壤湿润。

4. 观察并记录黄瓜苗的生长情况，包括株高、叶片数、叶片颜色等。

5. 在实验进行第10天时，采集黄瓜苗叶片，测定叶片的氮素含量。

6. 采用半微量凯氏定氮法测定叶片氮素含量。

五、实验步骤1. 样品前处理：将采集的黄瓜苗叶片放入烧杯中，加入少量蒸馏水，用玻璃棒研磨，制成匀浆。

2. 样品消煮：将匀浆转移到消煮瓶中，加入浓硫酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入电热恒温水浴锅中消煮。

3. 样品测定：将消煮后的样品过滤，取滤液，加入适量蒸馏水，用移液管移取一定量的滤液至比色管中，加入显色剂，在分光光度计上测定吸光度。

4. 结果计算：根据标准曲线计算样品中氮素含量。

六、实验结果与分析1. 观察记录：A组和B组黄瓜苗生长状况良好，株高、叶片数和叶片颜色与对照组相比无显著差异。

2. 氮素含量测定：A组黄瓜苗叶片氮素含量为2.78%，B组黄瓜苗叶片氮素含量为2.65%，对照组黄瓜苗叶片氮素含量为2.62%。

3. 结果分析：本实验结果表明，尿素和硝酸钠作为氮素肥料，均能促进黄瓜苗的生长，且对黄瓜苗叶片氮素含量的影响无显著差异。