【儀表網(wǎng) 儀表深度】12月5日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授徐國華課題組在《當(dāng)代生物學(xué)》發(fā)表了研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，氮素對水稻抽穗開花的影響十分復(fù)雜，是谷氨酰胺、而不是無機銨直接誘導(dǎo)水稻開花，氮素過少和過多均會抑制開花。
 

　　開花時間早晚是衡量作物生育期的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是氮肥及多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成起著至關(guān)重要的作用。氮肥是農(nóng)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要保障，但是氮肥的大量生產(chǎn)和施用不僅增加能源消耗和生產(chǎn)成本，加劇土壤酸化、水體富營養(yǎng)化和溫室氣體排放等資源生態(tài)環(huán)境問題，而且導(dǎo)致作物開花延遲、貪青晚熟、病蟲害增加、產(chǎn)量降低、氮肥利用效率下降。我們應(yīng)該如何把控氮肥的用量呢，土壤分析儀起到了至關(guān)重要的作用。
 

　　氮對植物生長的重要性
 

　　氮素是蛋白質(zhì)的主要成分，蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)的基本組成部分，氮素是植物的生命基礎(chǔ)。氮素供應(yīng)充足，蛋白質(zhì)合成得多，原生質(zhì)的構(gòu)成就有充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，細(xì)胞分裂快、增長迅速、植株高大、枝葉旺盛、根系發(fā)達，為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
 

　　植物缺氮就會失去綠色，植株生長矮小細(xì)弱，葉色變淡，呈色澤均一的淺綠或黃綠色。蛋白質(zhì)在植株體內(nèi)不斷合成和分解，因氮易從較老組織運輸?shù)接啄劢M織中被再利用，首先從下部老葉片開始均勻黃化，逐漸擴展到上部葉片，黃葉脫落提早。株型也發(fā)生改變，瘦小、直立，莖桿細(xì)瘦。根量少、細(xì)長而色白。側(cè)芽呈休眠狀態(tài)或枯萎，花和果實少，成熟提早，產(chǎn)量、品質(zhì)下降。
 

　　氮過量時往往伴隨缺鉀和或缺磷現(xiàn)象發(fā)生，造成營養(yǎng)生長旺盛，植株高大細(xì)長、節(jié)間長、葉片柔軟、腋芽生長旺盛、開花少、座果率低、果實膨大慢、易落花、落果。過量的氮與碳水化合物形成蛋白質(zhì)，剩下少量碳水化合物用作構(gòu)成細(xì)胞壁的原料，細(xì)胞壁變薄。所以植株對寒冷、干旱和病蟲的抗逆性差，果實保鮮期短，果肉組織疏松，易遭受碰壓損傷。
 

　　土壤分析儀保障植物健康成長
 

　　土壤分析對土壤學(xué)的發(fā)展有著很大的影響。土壤分析儀對土壤的分析主要是測定土壤的各種化學(xué)成分的含量和某些性質(zhì)。常見的測定項目有：土壤礦質(zhì)全量測定，土壤活性硅、鋁、鐵、錳含量測定，土壤全氮、全磷和全鉀含量的測定，土壤有效養(yǎng)分含量測定以及土壤的有機質(zhì)含量的測定等。
 

　　有機農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，避免了過量施肥的不良現(xiàn)象，根據(jù)測土結(jié)果來制定施肥配方，確保施肥作業(yè)的科學(xué)性和合理性。而土壤分析儀在有機栽培中的應(yīng)用對于促進農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的意義，土壤診斷本身也是施肥計劃的必要環(huán)節(jié)，檢測土壤養(yǎng)分狀況，可以讓生產(chǎn)者對于土壤狀況有細(xì)致的了解，還可以根據(jù)測得的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)果來設(shè)計施肥配方，保證所施肥料精準(zhǔn)合理、全面有效，避免過量施肥。同時，有機栽培中廣泛采用土壤分析儀等科學(xué)儀器來幫助合理的開展生產(chǎn)作業(yè)，以一種安全有效的方式來發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)有機農(nóng)業(yè)的科學(xué)有序發(fā)展。
 

　　目前市面上的土壤分析儀能夠檢測土壤、植株、化學(xué)肥料、生物肥料等樣品中的速效氮、速效磷、有效鉀、植株中的全氮、全磷、全鉀、有機質(zhì)含量，土壤酸堿度及土壤含鹽量。可實現(xiàn)自動將檢測樣品時間記錄與保存。一般可儲存1000組測試數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，數(shù)據(jù)可隨時調(diào)出查看。還可按當(dāng)?shù)厍闆r設(shè)定作物品種、作物產(chǎn)量、肥料品種，并自動計算出施肥量。且檢測的樣品結(jié)果自動轉(zhuǎn)移到計算機上，實現(xiàn)分析、匯總、保存。可打印出檢測日期、樣品編號，檢測項目、樣品含量、作物品種、肥料品種、施肥數(shù)量等相關(guān)信息，內(nèi)容詳細(xì)豐富。為植物的健康成長保駕護航。
 

　　LIBS土壤分析更精準(zhǔn)
 

　　近年來，激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)在采礦和金屬分析等不同領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，LIBS具有不需要樣品制備、便攜性、檢測速度快等優(yōu)勢。如今，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已成為趨勢，其對植物和土壤健康的測量越來越精確，需要更頻繁的獲取土壤信息，以便于更加精準(zhǔn)的進行灌溉、蟲害控制和施肥。所以LIBS土壤分析應(yīng)運而生。
 

　　LIBS土壤分析的早期研究主要側(cè)重于土壤中的微量重金屬的檢測，但由于檢測限達不到要求，分析精度不足，這個應(yīng)用實施較為困難。對于大多數(shù)有毒金屬，LIBS 在土壤基質(zhì)中的檢測限大概為1到20ppm之間，這比檢測土壤中所需的元素檢測限高出一個數(shù)量級。隨著時間的推移，LIBS在土壤分析方面的應(yīng)用已轉(zhuǎn)向?qū)Ω邼舛仍氐姆治觯缈偺肌⒌⒘缀外洝㈡V和鈣。這些元素在土壤中的濃度水平遠高于微量有毒金屬，并可廣泛應(yīng)用于農(nóng)學(xué)中進行測量土壤的健康。
 

　　使用LIBS并通過少量的計算，分析并預(yù)測了土壤的總氮、總磷、總鉀、可用磷和可用鉀的濃度等特性。可見，LIBS不僅僅能檢測元素的濃度，更能預(yù)測整體土壤的狀況。LIBS土壤分析系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢，使它作為下一代土壤分析儀成為可能性，并有助于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展。
 

　　由于需要構(gòu)建綜合數(shù)據(jù)庫所需的大量土壤樣本，成為使用LIBS進行土壤分析的大障礙。但基于LIBS的土壤分析的發(fā)展仍然只是時間問題。未來的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)離不開LIBS土壤分析。