[发明专利]针叶树幼苗总氮含量的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物氮含量的评估方法,尤其涉及一种针叶树幼苗总氮含量的评估方法,属于植物大面积的氮含量评估领域。

背景技术

植物多酚是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，主要存在于植物的皮、根、木、叶、果中。植物多酚在自然界的储量非常丰富，含多酚较多的常见植物超过600种，在某些针叶树皮中多酚含量达20%-40%。对植物多酚进行研究可以做为植物光合、叶绿素荧光等研究的补充，也可以进行植物多酚开发利用等研究。此外，多酚与叶片氮（N）的浓度有显著的相关性(Cartelat,Z.G.Cerovic,Y.Goulas,S.Meyer,C.Lelarge,J.L.Prioul,A.Barbottin,M.H.Jeuffroy,P.Gate,G.Agati,I.Moya.Optically Assessed Contents of Leaf Polyphenolics and Chlorophyll as Indicators of Nitrogen Deficiency in Wheat.Field Crops Research.2005,91:35-49；Meyer,J.Louis,N.Moise,T.Piolot,X.Baudin,Z.G.Cerovic.Developmental Changes in Spatial Distribution of in Vivofluorescence and Epidermal Uv Absorbance Over Quercus Petraea Leaves.Annals of Botany.2009,104:621-633；Tremblay,Z.Wang,C.Belec.Evaluation of the Dualex for the Assessment of Corn Nitrogen Status.Journal of Plant Nutrition.2007,30(7-9):1355-1369.)。当植物叶片发生胁迫，特别是当营养元素减少而限制了植物生长时，多酚的含量会显著的增加。当氮限制植物生长时，根据营养平衡假说(Bryant JP,Chapin FS,Klein DR.Carbon/nutrient balance of boreal plants in relation to vertebrate herbivory.OIKOS.1983;40:357-368.)，碳水化合物会聚集在植物组织内，碳水化合物浓度的增加导致了多酚和萜烯含量的增加。Jones and Hartley(Jones CG,Hartley SE.A protein competition model of phenolic allocation.OIKOS.1999;86:27-44)在一个关于蛋白质合成模型中发现，当减少氮供应，蛋白质合成速率降低时，多酚会迅速增加；所以对多酚的测定可以评估植物氮的状态。

目前对于测定多酚、叶绿素及氮平衡量的原理如下：

（1）多酚测定

红光（参比光）激发光透过表皮，在叶绿素中激发出近红外荧光（F_Ref），紫外光或蓝绿光被表皮中多酚物质部分吸收，并激发少量叶绿素荧光（F_UV/F_BG）。

（2）叶绿素测定

测量结果中，以SFR（简单荧光比率）来衡量叶绿素的含量，SFR主要以红光激发的叶绿素荧光进行测量，和叶绿素含量相关的有两种，一种是红色荧光（F_R），一种是近红外荧光（F_Ref）。

注：多酚和叶绿素的测定，都是得到吸光度的值，用这个值来反应多酚及叶绿素的相对含量。

（3）氮平衡指数（NBI）

氮平衡指数（NBI：Nitrogen Balance Index）是叶绿素（SFR）和类黄酮（FLAV）的比值：当未发生氮肥胁迫时，植物生长健康，合成叶绿素较多，产生的多酚（类黄酮）较少；当发生氮肥胁迫时，植物营养不平衡，产生的多酚（类黄酮）较多，生成叶绿素较少。传统方法中只用叶绿素判断氮肥状况，当叶片叶绿素含量下降时（叶片变黄），说明植物缺失氮肥，事实上，这种方法有一定的延迟效应，叶绿素下降是几天甚至十几天前氮肥缺失的表现，即使此时施肥，也会影响作物的最终产量。利用氮平衡指数来评估氮肥状况时，避免了传统方法中的延迟效应，叶绿素和多酚（类黄酮）稍有变化，即可检测出植物的氮肥状况，及时快速进行氮肥管理。

相关计算公式：