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　　2、以下步骤 ：（1） 小样本量测定 针叶树幼苗的多酚及叶绿素的吸光度 ； 小样本量 测定针叶树幼苗的地上部分材料的氮含量 ；（2） 用测定的多酚及叶绿素的吸光度获得氮平衡指 数， 计算出氮平衡指数与针叶树幼苗氮含量的相 关系数， 建立针叶树幼苗氮平衡指数与氮含量的 回归方程 ；（3） 大样本量的测定针叶树幼苗的多 酚及叶绿素的吸光度， 利用所建立的回归方程分 析获得针叶树幼苗所对应的总氮含量数值。本发 明方法可以快速、 精确地测定针叶树幼苗更新地 上部分的氮总含量， 减轻大面积调查茎叶氮总含 量的工作量， 具有调查精确、 执行简便、 成本低廉、 减少植被损害等优势。 (51)Int.Cl. 权利

　　3、要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103868894 A CN 103868894 A 1/1 页 2 1. 一种针叶树幼苗氮总含量的评估方法， 包括以下步骤 ： （1） 小样本量测定针叶树幼苗的多酚及叶绿素的吸光度 ； 小样本量测定针叶树幼苗的 地上部分材料的氮含量 ；（2） 用测定的多酚及叶绿素的吸光度获得氮平衡指数， 计算出氮 平衡指数与针叶树幼苗氮含量的相关系数， 建立针叶树氮平衡指数与幼苗氮含量的回归方 程 ；（3） 大样本量的测定针叶树幼苗的多酚及

　　4、叶绿素的吸光度， 利用所建立的回归方程分 析评估大面积针叶树幼苗地上部分的总氮含量数值。 2. 按照权利要求 1 所述的评估方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） 或 （2） 中采用多酚测定仪直 接测定获得针叶树幼苗的多酚吸光度或叶绿素吸光度。 3. 按照权利要求 2 所述的评估方法， 其特征在于 ： 所述的多酚测定仪是 MULTIPLEX3 非 接触式植物多酚和胁迫测量仪。 4.按照权利要求1所述的评估方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） 中采用凯氏定氮法测定针叶 树幼苗的地上部分材料的氮含量。 5. 按照权利要求 1 所述的评估方法， 其特征在于 ： 所述的针叶树幼苗为高度为 15cm 以

　　5、下的针叶树幼苗。 6. 按照权利要求 1-5 任何一项所述的评估方法， 其特征在于 ： 所述的针叶树幼苗为红 松幼苗。 7. 按照权利要求 1 所述的评估方法， 其特征在于 ： 步骤 （2）中所述的氮平衡指数为 2.254。 8.按照权利要求1所述的评估方法， 其特征在于 ： 步骤 （2） 中所述氮平衡指数与红松幼 苗氮含量的相关系数为 r2=0.904。 9.按照权利要求1所述的评估方法， 其特征在于 ： 步骤 （2） 中所建立针叶树幼苗氮平衡 指数与氮含量的回归方程为 ： Y=39.522+30.886*X1 ； 其中， Y 为总氮量， X1 为氮平衡指数。 权 利 要 求 书 CN 10

　　6、3868894 A 2 1/4 页 3 针叶树幼苗总氮含量的评估方法 技术领域 0001 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 0002 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

　　10、 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。 0003 目前对于测定多酚、 叶绿素及氮平衡量的原理如下 ： 0004 （1） 多酚测定 0005 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 （FRef） ， 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 （FUV/FBG） 。 0006 （2）

　　11、 叶绿素测定 0007 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 （FR） ， 一种是近红外荧 光 （FRef） 。 0008 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。 说 明 书 CN 103868894 A 3 2/4 页 4 0009 （3） 氮平衡指数 （NBI） 0010 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

　　12、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。 0011 相关计算公式 ： 0012 FLAV（类

　　13、黄酮） =lg（FRef/FUV） 0013 ANTH（花青素） =lg（FRef/FBG） 0014 SFR（叶绿素含量） =FRef/FR 0015 NBI（氮平衡指数） =SFR/FLAV 0016 总之， 多酚和叶绿素能衡量氮平衡指数， 但氮平衡指数只是衡量氮肥状况的指数， 并不能对植物本身的氮含量进行分析。 0017 目前对于植物体总氮含量的测定方法多为凯氏定氮法， 即 ： 将烘干的植物叶片粉 碎后过筛， 用凯氏定氮法测定叶片全氮含量并计算其氮浓度 （%） 。然而， 由于测氮实验在野 外的可操作性和实时观测性差， 对于研究地处深山老林的科研项目， 取样和化验的时间差 往往会导致测量结

　　14、果的不可靠 ； 另外， 针叶树幼苗体积较小、 叶片更小， 采集茎叶、 分析茎叶 氮含量的难度较大， 加之在交通不便的地区进行凯氏定氮法测定氮含量也存在一定的时滞 性。 发明内容 0018 针叶现有的针叶树幼苗氮含量测定方法所存在的缺陷， 针叶树叶片的特殊形态， 本发明人锐意研究发现， 先用多酚测定仪小样本测定待测定针叶树幼苗的多酚及叶绿素的 吸光度， 并采集该植株的地上部分进行小样本的氮含量测量， 根据多酚吸光度及叶绿素吸 光度求得氮平衡指数， 进行多酚吸光度、 叶绿素吸光度及氮平衡指数与总氮量的相关性分 析及回归方程 ； 随后， 使用多酚仪进行大样本量的多酚、 叶绿素信息的采集， 通过回归方

　　15、程 分析得到较为准确的大面积针叶树幼苗地上部分的总氮量数值， 从而完成了本发明。 0019 本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的 ： 0020 一种针叶树幼苗总氮含量的评估方法， 包括以下步骤 ： 0021 （1） 小样本量测定针叶树幼苗的多酚及叶绿素的吸光度 ； 小样本量测定针叶树幼 苗的地上部分材料的氮含量 ；（2） 用测定的多酚及叶绿素的吸光度获得氮平衡指数， 计算 出氮平衡指数与针叶树幼苗氮含量的相关系数， 建立针叶树幼苗氮平衡指数与氮含量的回 归方程 ；（3） 大样本量的测定针叶树幼苗的多酚及叶绿素的吸光度， 利用所建立的回归方 程分析评估大面积针叶树幼苗地上部分的总氮

　　16、含量数值。 0022 其中， 所述的测定针叶树幼苗的多酚及叶绿素吸光度的方法优选为采用多酚 测定仪直接测定获得针叶树幼苗的多酚及叶绿素的吸光度 ； 所述的多酚测定仪可以是 说 明 书 CN 103868894 A 4 3/4 页 5 MULTIPLEX3 非接触式植物多酚和胁迫测量仪。 0023 MULTIPLEX3 是一款利用叶绿素荧光原理测量果实、 叶片多酚、 花青素、 叶绿素及氮 平衡指数的多参数测量仪。该仪器可以在野外进行简单快速测量 ； 一次充电可连续使用 10 小时 ； LCD 触摸式显示屏为用户提供友好的操作界面， 可以实时显示数据。主要优点是遥 感， 非损伤性， 不损伤样品通过

　　17、测试多酚来反映植物的生长状态等等。 0024 测量原理 ： 以植物叶片为例， 叶片表皮中的多酚类物质对紫外光和蓝绿光有一定 的吸收作用， 当这两种激发光照射叶片时， 由于叶片表皮的吸收作用， 在表皮中激发出荧光 （FUV/FBG） ； 当使用红光激发光照射叶片时， 表皮对红光吸收作用小， 大部分红光到达叶肉 组织， 激发较多的叶绿素荧光 （FRef） ， 仪器通过计算不同荧光测量参数的比值， 得出最终测 量结果。 0025 所述小样本量测定针叶树幼苗的地上部分材料的氮含量的测定方法可以是传统 的氮测定方法， 例如凯氏定氮法。 0026 本发明中所述的针叶树幼苗优选为高度为 15cm 以下的针叶

　　18、树幼苗 ； 优选的， 所述 的针叶树幼苗为红松幼苗。 0027 步骤 （2） 中所述的氮平衡指数为 2.254 ； 氮平衡指数与红松幼苗氮含量的相关系 数为 r2=0.904。 0028 步 骤 （2）中 所 建 立 针 叶 树 幼 苗 氮 平 衡 指 数 与 氮 含 量 的 回 归 方 程 为 ： Y=39.522+30.886*X1， 其中 Y 为总氮量， X1 为氮平衡指数。 0029 本发明方法可以快速、 较为精确、 实时的评估针叶树幼苗更新的茎叶氮含量， 可以 很大程度地减轻大面积地调查茎叶氮含量的工作量， 对于农田等地区也能有很好的借鉴。 本发明方法非常有利于对研究地处于偏远山区、

　　19、 研究时间紧、 研究面积大的森林下的科研 调查， 具有调查精确、 执行简便、 成本低廉、 减少植被损害等好处， 为将来调查大面积的森林 生物多样性提供一个简便有效的新方法。 附图说明 0030 图 1 红松幼苗氮平衡指数与氮含量的相关关系。 具体实施方式 0031 下面结合具体实施例来进一步描述本发明， 本发明的优点和特点将会随着描述而 更为清楚。但这些实施例仅是范例性的， 并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术 人员应该理解的是， 在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式 进行修改或替换， 但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。 0032 一、 仪器或设备 003

　　21、些其他的荧光比率。 0039 测量面积 ： 8cm 以内直径。 0040 测量距离 ： 15cm。 0041 反应时间 ： 1ms。 0042 采集模式 ： 触发式和连续采集。 0043 光源 ： 发光二极管， 脉冲操作。 0044 四个激发通道 ： 紫外， 蓝， 红， 绿光。 0045 探测器 ： 硅光电二极管， 蓝光， 红光， 远红外光。 0046 可测得的参数 ： 叶绿素含量， 多酚的含量， 绿色生物量， 作物生长阶段。 0047 实施例 1 0048 1、 测定地点 ： 长白山阔叶红松林。 0049 2、 测定的针叶树幼苗的具体种类 ： 红松幼苗。 0050 测定的总面积 ： 取样面积

　　22、为 10*10m， 分成 4 个 5*5m 的子样方 ； 大面积调查在 1ha 以上。 0051 3、 测定方法， 包括 ： 0052 （1） 采用多酚测定仪小样本量的测定针叶树红松幼苗的多酚及叶绿素的吸光度、 地上部分的氮含量 ； 以下数据为红松幼苗叶和茎的均值 ： 0053 多酚吸光度 ： 0.18850.04（均值 标准误） ； 0054 叶绿素吸光度 ： 0.4250.03 ； 0055 地上部分的氮含量 ： 109.156.01mg/g。 0056 （2） 根据多酚吸光度及叶绿素吸光度， 求氮平衡指数 ： 0057 NBI=Chl/Flav=2.254 0058 （3） 将计算的氮平

　　23、衡指数与测定的氮含量进行相关性分析， 建立的回归方程 ： 0059 氮平衡指数与氮含量的相关系数 r2=0.904。 0060 回归方程 （Y 为总氮量， X1为氮平衡指数） ： 0061 Y=39.522+30.886*X1 0062 注 ： 在实际计算中， 可根据实际情况选择最适合的回归方程， 如二次函数、 对数函 数等， 也可在求回归方程时对数据集分别进行对数或其他转换。 0063 4、 测定结果 ： 大样本量的测定针叶树幼苗的多酚含量及叶绿素含量， 利用所建立 的回归方程分析获得针叶树幼苗地上部分的总氮量数值。 0064 以下是在大样地中实测、 由森林局部的多酚、 叶绿素数据及所建立的

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