郭启阳

摘要：水稻叶色是指水稻叶片的颜色，反映了植物的代谢特征。叶子深绿色（俗称“黑”）。这种植物氮素丰富，体内氮代谢旺盛，蛋白质合成较多，说明各器官生长迅速，缺乏同化物的积累。叶子呈淡绿色（俗称“黄”），说明这种植物缺氮，碳代谢旺盛。此时蛋白质合成减弱，但同化物积累增加，器官变强，为后期产量的形成奠定了基础，为水稻栽培中的各种预防措施提供了依据。

关键词：水稻；叶色；技术研究

早在20世纪50年代，就有学者总结出水稻叶色颜色黑硫的变化规律后，水稻科技工作者进行了大量的研究工作。长期以来，农学上有两种观点：生物规律和技术措施，叶片变色将成为水稻精准施肥研究的新热点。

1 水稻叶色影响因素的确定

1.1 品种

在相同的生长条件下，品种间SPAD值差异很大，因此不同品种间SPAD阈值的确定存在差异。一般来说，在相同的生态条件和生产管理水平下，粳稻品种的SPAD阈值高于水稻品种，普通水稻高于水稻品种。阈值因水稻类型而异，精米比例越高，需肥度越大，SPAD阈值越高，这种差异在抽穗后越明显。SPAD值因植物种类而异。叶片角度越大，SPAD阈值越低。因此，为了诊断不同种类的氮素状态，必须设置不同的SPAD阈值[1]。

1.2 生育时期

水稻的氮素浓度和叶片結构厚度随生育期而变化。即使是同一品种，SPAD板毒性也因生长期不同而差异很大。另外，不同品种的吸氮特性也不一样。例如晚稻吸氮高峰只有一个，而双季稻吸氮高峰出现较早。晚稻吸收的两个高峰分别为分蘖期和孕穗期，杂交水稻氮吸收度高，同样也具备两次氮高峰，因此氮含量高。优质水稻生物多样性是强吸收率，因此就算在同一个阶段，吸收率也会不一致，因此也就会产生不同的SPAD值。

1.3 测定叶位

在不同的生态条件下，应根据不同品种的表现，设定SPAD阈值，以诊断水稻氮素营养状况，指导施肥。这种方法在试验研究中取得了较好的效果，但在水稻生产中推广必须受到限制，因为水稻种类和品种多，生态条件复杂。根据水稻的叶位，SPAD值差异较大，主要是供氮量的差异。氮素在水稻中具有很大的流动性，叶片中氮素的移动能力最强。氮在叶片间自上而下运输，总是以新叶为中心。在供氮等因素的影响下，叶片氮储量发生变化，这也影响SPAD读数及其变化[2]。

1.4 测定叶片的位置

SPAD数值的变化取决于叶片的具体位置，并且不同种类植株测量位置不同。例如玉米测量中基准55%处定位结果的偏差最小，范围检测的40%～60%提供了变化系数。测量水稻叶片从叶片底部到底部测量。在基部40%～60%的区域，小麦叶片基部和末端的测量值相对较小，水稻叶标准L/2测得的SPAD相对稳定，可以认为是检测的合适位置，但研究者也用叶标准的2/3作为测量位置，也就是说测量时需要时刻注意位置选择。

1.5 生态环境等其他因素的影响

不同季节的水稻阈值不同。本文以菲律宾为例，在雨季时，进行矮秆水稻的移栽，那么水稻的临界SPAD值为37，相较于旱季的35有明显不同，产生这种变化的主要原因为光辐射的照度，光辐射的变化影响叶绿素，进而影响对钾的耐受性。有些人认为同一天的不同部分测量值相差不大，只有1%～2%。然而，许多研究人员认为，在多云和弱辐射天气区测量的SPAD值相对稳定。此外，植物密度、环境条件以及水稻植物的营养状况或其他营养缺乏或毒性（主要是磷、铁、锰和锌）都会影响SPAD值。比如水稻缺磷会导致SPAD读数的偏差。

2 水稻叶色结果与分析

2.1 水稻不同生育时期叶色的变化

经过试验结果表明，移栽水稻上部叶色变化基本一致，也就是说种植后氮浓度越来越深，氮浓度逐渐降低，叶色逐渐变淡。无论是氮浓度逐渐降低还是氮深度处理到一定程度，叶色都有明显的黑黄变化趋势。不同氮素处理中，处理氮素浓度高，但叶片SPAD值不高，高SPAD值表明过高的分蘖氮浓度不利于植物生长。也就是说，分蘖期存在一个适宜的氮素浓度，后期叶片的SPAD值随着氮素浓度的增加而增加，说明后期施氮量的增加有助于叶片叶绿素含量和含氮量的增加。

2.2 水稻植株吸氮速率的变化

全生育期有三次吸氮的高峰阶段。处理前植株表现出氮素的饥饿状态，氮素吸收速率随着氮素浓度的降低而逐渐降低，拔节期前达到最低点。在穗分化期，随着穗肥的施用，植株吸氮速率迅速增加，在穗爆前两周左右达到第二个吸氮高峰，无论是高氮处理还是低氮处理，或者是氮浓度的恒定变化，都表现出相同的趋势。这表明此时植物吸收氮存在一些障碍。在开花期，溶液中的氮浓度逐渐降低，但植物表现出较高的氮吸收率，达到整个生长期的第三高点。氮素处理间供氮浓度越高，生长中后期植株的氮素吸收速率越高。

2.3 水稻叶色变化与氮素吸收的关系

抽穗前，水稻主要被营养根吸收，氮素主要用于养分供应。吸收的氮需要从地上转化，三片叶的氮含量需要相对延迟的转化时间。但抽穗后，植物的营养中心不是叶子，而是谷物。因此，水稻抽穗前各生育期氮素吸收速率和未来两周叶色值的分析结果如图1所示。结果表明，两周后水稻氮素吸收速率与叶色SPAD值呈正相关。这表明水稻叶色的变化与根系吸收氮的能力密切相关，其叶氮含量主要受营养液吸收氨的能力制约。也就是说，地面上一些黑黄叶色的动态变化主要是由根系吸氮能力的变化引起的，而叶色和吸氮能力的变化主要受植物本身的生物规律限制。

2.4 水稻叶色变化与外来因素的关系

多发生在长期淹没深脚田，大部分这些地区被大量不成熟的有机物质分解，产生硫化氢、甲烷、有机酸等有毒物质。（1）铁（缺铁）中毒。地里有很多生锈的水，这意味着植物的根被染成黄色，根部有很多小分支。叶底变成褐色或褐色斑点，逐渐发展成叶底。重症患者的心脏生锈了，生长停止了。根不能吸收养分、磷、钾、锰、硅、钙、氮等常见生理症状。非常脆弱。（2）低温毒性有机酸。在这样的田地里，种子很少长出新的根。严重的根皮会降低根，引起腐败，下叶变黄，植物变小。醋酸是最常见的有机酸，其次是丁酸、乳酸等，这就是所谓的酸性田。（3）高温引起硫化氢中毒。叶田是棕色的，叶尖开花，只剩下一两片新的绿叶，并且植株的根有臭鸡蛋的味道。根是黑色或深灰色，抑制了磷、磷、钾、锰、硅、镁、钙的吸收，因此水稻根生长不稳定，不生根，不发芽。

3 水稻群体叶色黑黄变化讨论与分析

3.1 关于水稻群体叶色黑黄变化的规律性问题

20世纪60年代，大多数学者都将叶色作为反映生长、代谢和营养的敏感指标，是观察生长发育障碍的重要诊断内容。叶片變黄是各器官碳氮代谢强度和物质交换分配的差异。叶色较黑的时期，叶片中含氮化合物高，光合强度也高，促进新器官的生长。叶片较黄的期间，含氮化合物减少，鞘茎碳水化合物增加，几次黑化是水稻需要营养的时期，对分蘖、壮秆、大穗、结实起决定性作用。落黄往往是前期和后期发展的关键时期，也是物料配送中心转移的时期，群体叶的颜色变化与单株发育过程中各叶的生长特性有关，群体功能高峰期叶片较多时会出现黑色。当植物衰老时，整个田地变得相对黄色，叶色颜色的交替变化与某些层叶颜色的交替有关，生长区间的相似性、峰值函数的集中性和一段时间内大多数叶色变化趋势的相似性，可使种群叶色在一段时间内变暗。由于叶片出生间隔的延长和叶片功能峰的不一致，黄叶很快变黑。叶片生长间隔和叶色变化具有生物学特性，因此认为明显的黑化控制着水稻个体器官的协调生产和大规模协调生产。

单叶颜色变化的动态过程和其他植物物种的同化产物流动是水文水稻的生物学特性，为叶色变化奠定了基础，上文中所提到的水肥技术便是叶片变化的主要因素，也是控制黑黄叶变化的主要因素。叶色变化是水稻生长过程中内外因素相互作用的结果。对以往水稻叶色变化研究成果的分析表明，叶色变化有内在规律，但都是在田间条件下进行的。由于土壤氮浓度随生长季节而变化，未施氮肥的植物无法避免土壤供氮的影响。

3.2 关于水稻群体叶色黑黄变化的内在原因

水稻的色密度与自身体内叶绿素含量的变化密切相关，蛋白质的组成是光合糖和植物吸收的硝酸盐或铵盐的组成。因此，叶片的变化和常见植物的碳氮代谢密切相关。在本次研究结果中能够表明，水稻下部氮素比例高于上部，随叶高或腐烂程度的增加而降低。不同叶片的生物学特性是水稻生长阶段叶片的变化。水稻叶色的变化动态地反映了水稻体内氮和碳氢化合物的状况。合成更多的蛋白质会减少碳水化合物的积累。叶绿体中心的蛋白质含量增加，叶子的颜色更趋向深绿色和黑色。相反，随着碳水化合物积累的增加，含氮化合物的比例减少，叶绿素含量相对减少，因此叶片颜色变浅或变黄。许多关于叶片变化原因的研究主要集中在土壤上，表明氮是从地下根的稻峰中吸收的。结果表明，水稻根系叶色的动态变化与根系吸收速率密切相关。水稻根系从土壤中吸收氮，与叶片中的碳水化合物一起合成蛋白质，影响叶片的颜色变化。当然，水稻的吸氮速率与土壤液体中氮的初始浓度有关，并不能完全说明吸氮能力。利用不同的吸氮量可以揭示水稻叶片颜色变化与吸氮量之间的内在机理。

4 水稻施肥施用分析

科学施肥是实现水稻优质生产的重要方式之一。但水稻的种植与施肥是一个高难度的技术活，需要在实践中通过多样性、土壤肥力、环境影响、环境条件等灵活考虑。随着水稻长时间生长，肥料消耗和吸收强度增加，各种营养元素数量和比例增加。研究表明，100kg大米应被吸收1.6～2.5kg氮、0.8～1.2kg磷和2.1～3.0kg钾。根据水稻的上述肥料需求，在基肥充足的前提下，要注意施用“三肥”，即分蘖肥、穗肥和粒肥。

4.1 适时早施分蘖肥

水稻移栽到幼穗分化期这一阶段进行追肥称为“分蘖肥”。分蘖肥应该早施，用量要足。另外，由于水稻在生长前后中受到外来因素的变化影响，例如气温、水温、土壤温度低，养分释放慢，追肥量少，不能满足水稻的养分需求。只有适时早施，才能减少水稻早期分蘖、多次分蘖和分蘖数，为与穗粒竞争创造条件。水稻种植后7～10d喷施粉状肥料，喷施5～7kg/667m2。基肥不足时，可适当追肥，但不可过度追肥，以防中后期和成熟期长势过猛。

4.2 巧妙施用穗肥

在穗分化中，追肥被称为“穗肥”。这个时期是氮素吸收的第二个高峰，科学施用穗肥，既能留住花粒，又能防止花蕊掉落。技术上来说，第一，土壤肥力好、底肥充足、水分多的农田不必施肥。第二，早上叶子上没有露水，中午叶子拉直，叶片发黄的水稻要及时施肥。第三，不要在下雨天施肥。施肥时期为水稻的生长初期，均匀喷洒在叶面，大约尿素3～4kg/667m2。

5 结语

通过以上内容分析，水稻叶色的变化受到多种因素的影响，其中受外来环境的影响最大，因此在施肥过程中必须严格把控各个元素的多少，选择适合水稻生长特点的养分，传统施肥方法容易出现的问题有：初始群体过大，有效穗数增加，但每穗粒数减少，后期施肥等。各种条件交织在一起，水稻产量明显下降，要解决这个问题，关键是要根据实际情况减少水稻种植的肥料用量，通过土壤配方完成肥料的配比，在不同肥力、不同土壤类型的水稻种植区种植合适的肥料，从而起到减量增效的作用。

参考文献

[1] 王成尘，田稳，向萍，等.土壤-水稻/小麦重金属吸收机制与安全调控[J].中国环境科学，2022，42（2）：794-807.

[2] 张杰，徐波，冯海宽，等.基于集成学习的水稻氮素营养及籽粒蛋白含量监测[J].光谱学与光谱分析，2022，42（6）：1956-1964.