传统的水稻氮营养诊断需要大量的破坏性取样和实验室分析， SPAD叶绿素仪虽然具有较高的精度， 但只能测定叶片的很小一部分， 需要进行多点的测试， 在大面积应用费时费力， 时效性和便捷性不足。 该文利用田间不同氮水平试验， 使用数码相机获取了水稻冠层图像并进行色彩分析， 研究了利用可见光遥感技术手段进行水稻冠层的氮营养诊断的可行性， 并对表征水稻氮营养状况的可见光光谱诊断指标进行了探索。 研究结果表明， 数字图像红光值（R）、 绿光值（G）和红光标准化值（NRI）与水稻氮营养状况常规诊断指标植株全氮含量、 生物量和地上部吸氮量等都呈显著的线性反相关关系， 而绿光标准化值则与上述指标呈显著正相关关系。 红光标准化值与叶绿素仪SPAD读数相比能更好地表征水稻幼穗期的氮素营养状况， 与常规测试指标的相关系数介于0.541～0.780之间。 数字图像色彩分析技术具有发展成为新一代作物氮营养诊断手段的潜力。

矿质营养, 尤其是微量元素Fe和Zn对于人体健康的影响已经受到广泛的关注。 了解我国小麦籽粒矿质养分状况对于通过育种途径改善作物品质以及人体健康有重大意义。 该研究采用微波消解, ICP-AES分析方法对262份我国小麦微核心种质库的籽粒微量元素(Fe, Mn, Zn, Cu)和其他矿质养分(Mg, Ca, K, P)含量进行了分析测定, 结果表明我国小麦籽粒中八种矿质营养元素浓度都存在显著的基因型差异； 小麦籽粒中Fe, Mn, Zn, Cu四种微量元素浓度间均存在明显的正相关关系, Fe和Mn相关系数为0.395**, Fe和Zn 为0.424**, Fe和Cu为0.574**, Mn和Cu为0.474**。 春性和冬性小麦间籽粒八种矿质养分含量基本没有差异。 这些研究结果为进行籽粒富含矿质营养小麦品种的选育提供了重要依据。

在实测数据的基础上,分析大气活性氮对野生植物葎草(Humulus scandens)中微量元素含量的影响。采集华北平原北京周边6个地点的葎草,利用等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES)分析植物叶中Ca,Mg,S,Fe,Mn,Cu,Zn,B 和Na的含量。结果表明,葎草叶中各元素的平均含量由高到低依次为Ca(41106)>S(8370)>Mg(6628)>Fe(476)>Na(92)>B(78)>Mn(49)>Zn(38)>Cu(15)mg·kg^-1干重;不同大气活性氮浓度下葎草叶中微量元素含量没有显著差异:说明大气活性氮施肥效应造成的葎草对这些元素需求量的增加,并未超过当地土壤营养元素的供应能力。该实验结果将为研究全球大气氮沉降增加背景下,陆生草本植物的中微量元素营养状况提供科学参考。

钾是植物生长必需的三大要素之一。为了确定KCL肥料中钾以外的其他植物营养元素,应用ICP-MS研究了钾肥KCL中植物营养元素的含量,以期为今后的钾肥肥效试验和农业生产提供基础数据。结果表明,KCl肥料中含有除K以外的多种植物必需元素Mg,Ca,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn和Mo以及对植物有益元素Na,Al,Si,Co和Se。必需元素含量多的是Ca(1309.48μg·g-1),Fe (500.83μg·g-1),Mg(50.51μg·g-1)和Mn(5.44μg·g-1);有益元素中Na的含量达到25 095.89μg·g-1。由于上述元素对于植物的生长发育有明显影响,所以在研究钾肥的影响时,应当全面分析影响因素。建议在做肥钾肥效试验时选择纯度高、杂质元素含量少的单一化合物肥料。

应用ICP-MS研究了(NH₄)₂SO₄ 和CO(NH₂)₂肥料中植物营养元素的含量,以期为今后的氮肥肥效试验和农业生产提供基础数据。结果表明,(NH₄)₂SO₄和CO(NH₂)₂肥料中含有多种植物必需元素,包括Mg,P,K,Ca,Mn,Ni,Cu,Zn和Mo,含量达到μg·g-1级的有Mg,P,K,Ca,Mn和Fe;含量为ng·g-1级的有Ni,Cu,Zn和Mo;除了Mo以外,(NH₄)₂SO₄中的其他元素的含量均显著高于尿素。(NH₄)₂SO₄和CO(NH₂)₂肥料中有益元素有Na,Al,Si,Co和Se,其中Al和Co的含量(NH₄)₂SO₄ 显著高于CO(NH₂)₂;Si的含量CO(NH₂)₂显著高于(NH₄)₂SO₄。尿素未检测到Se和Fe。由于上述元素对于植物的生长发育有明显影响,所以在研究不同形态肥料差异和氮肥肥效时,应当全面分析影响因素。建议在做氮肥肥效试验时选择纯度高、杂质元素含量少的单一化合物肥料。

微量元素是人体必需的营养成分,微量元素的摄入量直接影响人体的健康。文章应用ICP-MS分析了市场销售的富士苹果果皮和果肉中微量元素的含量。结果显示苹果皮中含有丰富的人体必需元素,特别是Ca,Mn,Fe,Mo和I,含量分别达到 197 910,1 623,14 400,47和91 ng·g-1·FW,果肉中分别是58 360,281,550,18和24 ng·g-1·FW,果皮含量显著高于果肉,尤其是铁、锰、碘分别高出25.18,4.78和2.79倍。只有Se含量相反,果皮中是2 ng·g-1·FW,果肉中高出一倍是4 ng·g-1·FW。这些结果表明苹果皮微量元素丰富,在食用时尽量减少果皮的损失,如果没有农药、重金属等污染清洗后即可食用。微量元素在苹果果实中分配规律的机理还需要进一步研究。

传统的作物氮营养诊断需要大量的实验室分析和破坏性取样,时效性和便捷性不足。高光谱技术被逐渐应用到作物氮营养监测当中,但由于仪器昂贵并需要专业的软件进行处理,在一定程度上限制了这一技术的应用。文章通过田间试验研究了采用可见光光谱进行夏玉米氮营养诊断的可行性,并试图寻找适宜的表征作物氮营养的可见光光谱参数。研究结果表明,绿光值、蓝光值、红光标准化值、绿光标准化值和蓝光标准化值等多个图像参数均与夏玉米的植株全氮含量、叶片SPAD值有着显著的线性相关关系。在低施氮条件下,叶脉硝酸盐浓度低于2 000 mg·L^-1时,绿光值、蓝光值、绿光标准化值和蓝光标准化值与叶脉硝酸盐浓度有着显著的线性相关关系。而在高施氮条件下,叶脉硝酸盐浓度高于2 000 mg·L^-1时,随着叶脉硝酸盐浓度的升高,图像参数呈平台反应, 不再增加。综合比较来说,以绿光标准化值和蓝光标准化值为最好,与各常规的氮营养诊断指标的相关系数介于0.45-0.66之间。

氮肥的施用量和形态对植物的影响很大。实验借助于一种新型光谱仪SPAD-502叶绿素仪, 研究了不同氮肥水平和氮肥形态对苗期玉米叶片叶绿素含量的影响。结果表明,每公顷施用0,100和200 kgN时,SPAD值在43.3-43.7之间,差异不显著;每公顷施用400 kgN时最后一片展开叶的叶绿素含量显著高于对照和每公顷施用100和200 kgN的处理,估计可能与肥料中其他成分有关,但原因尚需进一步研究。通过不同形态氮肥试验,表明氨态氮处理的叶片叶绿素含量显著高于硝态氮处理,可能的原因是:(1)氨态氮易于吸收,施用初期效果快;(2)氨态氮中微量元素比较高。