不同氮效率春玉米品种临界氮浓度稀释曲线建立与验证

采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4个施氮量处理:0 kg(N)∙hm^(−2)(N0)、120 kg(N)∙hm^(−2)(N120)、240 kg(N)∙hm^(−2)(N240)和360 kg(N)∙hm^(−2)(N360),于2014—2016年在山西农业大学东阳试验基地开展3年定位施氮试验,在春玉米拔节期(V6)、抽雄期(VT)、灌浆期(R2)和成熟期(R6)采集植株样品,分析两个春玉米品种在不同施氮量处理下地上部干物质量、籽粒产量(以下简称“产量”)和各生育时期植株氮浓度,以不同生育时期干物质累积量和植株氮浓度,建立并验证两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,‘郑单958’氮素利用率高于‘大丰26’。两个春玉米品种在适宜施氮量条件下,各生育时期地上部干物质量和产量均随施氮量增加呈增加趋势,地上部干物质量在N240和N360处理间差异不显著,产量在N240处理达最大值;植物氮浓度随施氮量增加而增加,随春玉米生育进程推进与地上部干物质量呈幂指数关系。依据春玉米地上部干物质量(Md)与其对应的植株氮浓度(CN)变化关系,建立两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型:‘郑单958’CN=30.457Md−0.292,‘大丰26’CN=33.249Md−0.333。相比‘大丰26’的模型参数,‘郑单958’的模型参数a降低8.40%,参数b降低12.31%;‘郑单958’和‘大丰26’模型均方根误差(RMSE)分别为1.71 g∙kg^(−1)和1.54 g∙kg^(−1),标准化均方根误差(n-RMSE)分别为9.25%和8.27%,表明模型稳定性较好。氮营养指数在同一生育时期随施氮量增加呈上升趋势,随生育时期推进呈先增加后降低趋势,与各生育时期的相对干物质量呈显著线性相关,与相对产量呈显著的一元二次曲线关系。本研究建立的晋中地区两个春玉米品种临界氮浓度稀释曲线模型及各生育时期氮营养指数,可用于春玉米生育时期营养状况的诊断和评估,结合施氮量与产量的关系,推荐该试验区域‘郑单958’施氮量为189.16~224.08 kg∙hm^(−2),‘大丰26’施氮量为199.72~214.67 kg∙hm^(−2)。

新疆早熟棉花不同水分下临界氮稀释曲线的构建与验证

[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(N_(upt))和累积氮亏缺量(N_(and))模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率。[方法]田间试验于2021和2022年在新疆石河子市进行,供试棉花品种为当地主栽早熟品种‘新石K-18’。试验采用完全区组设计,设置4个灌溉水量(W):中度亏缺(W1,3000 m^(3)/hm^(2))、轻度亏缺(W2,3750 m^(3)/hm^(2))、正常水分(W3,4500 m^(3)/hm^(2))、水分盈余(W4,5250 m^(3)/hm^(2));5个氮素(N)水平:0、225、262.5、300、337.5 kg/hm^(2),记为N0、N1、N2、N3和N4,共20个处理。出苗后第60、75、90、105、120天,取棉株样品,分为茎、叶和铃,吐絮后棉铃又分为铃壳、棉籽、皮棉,测定干物质量和氮浓度。在吐絮期调查棉花株数、单株结铃数、单铃重,以及皮棉产量和衣分。以植株干重与含氮量构建不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线(Nc),采用均方根误差(root mean square error,RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)对临界氮浓度稀释曲线的可靠性进行验证。基于Nc,建立棉株氮营养指数、氮吸收量、累积氮亏缺量模型,用于不同水分条件下的棉花氮素最佳用量推荐。[结果]棉花各生育期地上部干物质、棉花产量、氮含量均随灌水与施氮量的增加而增加,籽棉与皮棉产量均以W3N3处理最高,分别为5892与2747 kg/hm^(2)。W1~W4各水分条件下临界氮浓度稀释曲线R~2分别为0.999、0.912、0.952、0.974,RMSE分别为0.284、0.280、0.243和0.269,说明模型具有较高的精度。基于Nc的氮营养指数、氮吸收量与累积氮亏缺量模型,对不同水分条件滴灌棉花氮营养状况的诊断结果均表明N3 (300 kg/hm^(2))为最适施氮水平。综合棉花产量与氮含量,中度水分亏缺条件(W1)下的最佳施氮量为262.5 kg/hm^(2),轻度亏缺、正常水分和水分盈余(W2、W3和W4)条件下均为300 kg/hm^(2)。[结论]建立的滴灌棉花临界氮浓度稀释曲线和基于该模型建立的氮营养指数、氮吸收量和累积氮亏缺量模型,能够精准预测不同水分条件下滴灌棉花的氮素营养状况,为棉花氮营养诊断和高效施氮管理提供支撑。

山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线的构建与营养诊断

为建立山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线,探讨以氮素营养指数诊断烤烟氮素营养状况的可行性,优化烤烟氮素管理,田间设置6个氮肥用量,分析其对移栽后烤烟地上部干物质积累量和氮浓度的影响,并通过烤烟氮营养指数判断烟株氮素营养的丰缺情况。结果表明,随着施氮量增加,各取样时期烤烟干物质积累量均表现为先增加后稳定的趋势,不同施肥处理烤烟地上部干物质积累量差异显著;随着烤烟地上部干物质积累量的增加,不同施肥处理烤烟地上部氮浓度均逐渐降低;烤烟地上部临界氮浓度和干物质积累量符合幂函数关系,以地上部干物质积累量为驱动变量的临界氮稀释曲线为Nc=2.25×DM-0.13,其决定系数R2为0.72(p<0.05);不同氮肥处理氮营养指数(NNI)均在一定程度上呈现波动性,移栽后随时间增长呈现先上升后下降趋势,根据临界氮稀释曲线计算氮营养指数(NNI)判定烤烟氮营养状况,氮肥施用量90 kg/hm^(2)时氮营养状况较好。山东烟区烤烟地上部临界氮稀释曲线方程为Nc=2.25×DM-0.13,通过烤烟地上部临界氮稀释曲线与氮营养指数能够评价山东烟区烤烟氮营养状况,研究结果表明该试验地点适宜的氮肥施用量在90 kg/hm^(2)左右。

膜下滴灌微咸水棉花临界氮稀释曲线模型与氮肥用量推荐

为了优化膜下滴灌微咸水条件下棉花生产氮素管理,该研究于2017—2019年在新疆库尔勒市开展3 a定位施氮试验。以新陆中棉花为试验材料,设置施氮水平0(NF0)、150(NF1)、250(NF2)、300(NF3)、350(NF4)、450(NF5)kg/hm^(2),各试验处理灌水量均为487.5 mm,分析施氮量对棉花地上部干物质量、氮素累积吸收量、产量和氮肥利用效率的影响,构建了膜下滴灌微咸水棉花临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明:棉花氮素累积吸收量随生育期进程的推进而增大,棉花临界氮浓度与最大地上部干物质量符合幂函数关系。氮肥农学利用率和表观利用率均与施氮量呈二次多项式关系,氮肥生理利用率和偏生产力均与施氮量呈线性关系。NF1、NF2和NF3处理的氮素营养指数均小于1,表明氮素营养供应不足,棉花生长受到氮素限制。NF4和NF5处理的氮素营养指数接近于1,说明棉花氮素营养状况较好,但NF5产量和氮素利用效率较低,NF4获得最高产量和较高的氮素利用效率。因此,南疆膜下滴灌微咸水棉花生育期推荐施氮量为350 kg/hm^(2)。该研究构建的临界氮浓度稀释曲线模型对田间施氮管理具有重要意义。

基于临界氮浓度和作物模型的甜瓜氮素诊断与控制

临界氮浓度稀释曲线作为诊断作物氮素水平的重要方法之一,由于缺乏对干物质量和养分含量等数据进行测量的简便方法,还未广泛应用。根据临界氮浓度稀释曲线的概念,提出一种将作物生长模型和作物氮浓度模型相结合的方法以估算作物生长所需的施氮量。该方法的主要思想是首先使用基于叶面积指数的甜瓜干物质量累积模型来模拟各个时期甜瓜的干物质量,再根据不同施氮水平对甜瓜不同时期含氮量的影响建立甜瓜氮素吸收模型,最后利用甜瓜栽培试验验证甜瓜干物质量与养分需求量之间的定量关系。结果表明,甜瓜干物质量模型与氮素吸收模型均与试验测量结果接近,模拟效果较好,决定系数(r 2)分别为0.9989、0.9605;均方根误差(RMSE)分别为44.8213 kg/hm 2、0.2680 g/株。说明本研究提出的方法可较准确地计算出甜瓜的干物质和氮含量。基于所获得的甜瓜干物质量与氮需求量之间的定量关系,设计了一个氮肥施加模糊控制系统。仿真结果表明,该控制系统能有效地对甜瓜氮浓度进行控制,将各个生育期的甜瓜氮浓度稳定在临界氮浓度附近。本研究提出的将临界氮浓度和甜瓜生长模型结合的方法可行,能够根据作物不同的发育状态来提供合适的氮素,为作物精准施肥提供了新思路。

基于临界氮浓度稀释曲线模型的辣椒氮素营养诊断研究

以贵州主栽辣椒品种辣研102、苏椒5号为试材,进行0、70、140、210、280 kg·hm^(-2)5个施氮水平的连续两年田间定位试验,根据植株地上部干质量和氮浓度的关系,构建辣椒临界氮浓度稀释曲线模型,并评价其在辣椒氮素营养诊断研究中的可行性。结果表明,随生育进程的推进,辣椒植株地上部氮浓度逐渐降低,干质量呈升高趋势,构建了2个辣椒品种统一的Nc曲线模型:N_(c)=4.39PDM^(-0.28),R^(2)为0.93。模型检验结果RMSE为0.26,n-RMSE为10.08%,且模拟值与实测值之间呈显著的线性关系,表明模型稳定性较好。基于Nc曲线推算的氮营养指数(NNI)随施氮量的提高而增加,不同年份、品种、施氮量和生育时期下NNI变化范围为0.55~1.30,且NNI与相对产量(RY)呈线性回归关系,相关性达到极显著水平。综合考虑辣椒产量及NNI,推荐贵州地区辣椒较适宜的施氮量为210 kg·hm^(-2)。

不同磷钾肥施用水平下夏玉米花前叶片临界氮浓度稀释曲线与氮营养诊断研究

依托山东省东平县农业科学研究所自2010年设立的长期定位试验平台采取裂区试验设计(主区为磷肥,裂区钾肥,裂-裂区为氮肥,P_(2)O_(5)施入量为0、90、120和150 kg hm^(-2),分别用P_(0)、P_(1)、P_(2)和P_(3)表示;K_(2)O施入量为0、180、240和300 kg hm^(-2),分别用K0、K_(1)、K_(2)和K_(3)表示;纯氮施入量为0、180、240和300 kg hm^(-2),分别用N_(0)、N_(1)、N_(2)和N_(3)表示),于2020—2021年以登海605为试验材料,深入分析了养分施用量对夏玉米叶片干物质积累和氮浓度的影响,构建了夏玉米营养生长阶段叶片临界氮稀释曲线,探讨了不同养分投入量以氮营养指数模型诊断和评价夏玉米氮营养状况的可行性。结果表明:夏玉米花前叶片干物质积累量和氮浓度随氮、磷、钾素用量的增加呈上升趋势;叶片氮浓度随生育进程推进和叶片干物质积累呈下降趋势,表现出稀释现象。叶片干物质积累量和氮浓度变化可分为氮素限制和非氮素限制2组,据此分别构建了不同磷钾素用量下夏玉米叶片营养生长阶段临界氮浓度曲线模型:N_(LC0)=2.745 LDM^(–0.529),N_(LC1)=3.245 LDM^(–0.334),N_(LC2)=3.557 LDM^(–0.290),N_(LC3)=3.639 LDM^(–0.286)。相关分析表明基于临界氮浓度稀释曲线计算的氮营养指数与相对叶片干物质积累量、相对籽粒产量均呈极显著相关。结合相对叶片干物质积累量和相对籽粒产量与氮营养指数之间的线性加平台关系,可以很好地评价氮素限制和非氮素限制2种情况下的作物氮素营养状况。因此,利用夏玉米叶片营养生长阶段临界氮稀释曲线和氮营养指数可有效预测夏玉米营养生长阶段临界氮浓度,并表征夏玉米氮营养状况。

平水年和欠水年渭北旱地冬小麦临界氮浓度稀释曲线构建

降雨波动大和过量施氮是限制渭北旱地冬小麦生产中氮肥高效利用和高产稳产的主要因子。该研究旨在构建2种降雨年型下冬小麦临界氮浓度稀释曲线,分析氮营养指数诊断冬小麦氮素营养状况的可行性,为考虑降雨条件下旱地冬小麦精准施氮提供理论依据。于2017-2021年在陕西合阳县开展4 a定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置0、60、120、180、240 kg/hm^(2)5个施氮水平,其中2017-2018年和2020-2021年为平水年,2018-2019和2019-2020年为欠水年。研究2种降雨年型下施氮量对冬小麦氮素利用、产量及产量构成因素的影响,基于2种降雨年型下地上部生物量与植株氮浓度之间的关系,构建临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)优化施肥方案。结果表明:1)施氮量、降雨年型及其二者互作效应对穗数、千粒质量、产量影响显著或极显著。2)2种降雨年型下冬小麦临界植株氮浓度和地上部生物量均符合幂函数关系,但模型参数之间存在差异(模型参数a在平水年和欠水年分别为3.33、2.79 g/kg,参数b在平水年和欠水年分别为0.40、0.31)。模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,平水年均方根误差和标准化均方根误差分别为0.20 g/kg、10.30%,欠水年分别为0.14 g/kg、7.69%,均说明模型具有较好稳定性。3)根据产量表现和氮营养指数,平水年适宜施氮量为160~180 kg/hm^(2),欠水年适宜施氮量为101~120 kg/m^(2)。该研究可为渭北旱地冬小麦植株各生育时期氮素评估和精准施氮提供理论依据。

新疆塔额盆地滴灌甜菜临界氮浓度模型的构建与检验

为确定新疆塔额盆地甜菜(Beta vulgaris L.)的合理施肥量,本研究于2020-2021年开展大田试验,设置0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)和300 kg·hm^(-2)(N300)5个氮水平,分析不同施氮量对甜菜苗期、块根形成分化期、叶丛快速生长期、块根膨大期、糖分积累期、收获期植株总生物量及氮浓度的影响,构建基于生物量的临界氮浓度稀释模型,并计算不同施氮量的氮营养指数,分析其与相对生物量和相对产量的关系,确定甜菜氮营养丰缺情况。结果表明,施氮量从0增加到225 kg·hm^(-2)时,植株生物量呈显著增长趋势,但当施氮量从225增加至300 kg·hm^(-2)时,植株生物量增加不显著。从苗期至收获期,与N0处理相比,N225和N300处理的植株生物量分别增加了82.55%和86.44%。甜菜全生育时期内,植株生物量随施氮量变化表现为N0<N75<N150<N225≈N300。基于生物量的甜菜临界氮浓度稀释曲线方程决定系数R^(2)为0.974,模型检验参数n-RMSE为16.26%,说明模型稳定性较好。基于植株生物量的氮营养指数表明,甜菜适宜施氮量为150~225 kg·hm^(-2)。氮营养指数与相对生物量、相对产量的关系均达到显著水平。综上所述,本研究建立的塔额盆地甜菜临界氮浓度稀释曲线模型及氮营养指数可以较好地诊断并评价甜菜植株氮营养状况。本研究结果为新疆塔额盆地甜菜氮肥管理提供了理论依据。

基于CNKI和WOS数据库的临界氮稀释曲线文献计量分析

氮素是作物生长和生产的必需营养元素之一,合理氮管理是实现作物高产栽培的重要措施。临界氮稀释曲线是现代农业中为了提高氮素高利用效率、降低环境污染、减少生产成本而提出的一种精准氮管理模型。为更好地了解国内外临界氮稀释曲线研究现状和发展动态,客观反映不同国家、研究机构、作者以及期刊在该研究领域的影响力,基于Web of Science核心合集数据库(WOS)以及中国知网(CNKI)数据库,将2006-2021年近15年临界氮稀释曲线研究领域相关文献进行计量学分析。利用CiteSpace和VOSviewer对年度发文量、发文作者、发文机构、关键词等进行可视化分析,并绘制相关图谱。结果表明,国内外关于临界氮稀释曲线的文献发文量呈初期缓慢增长后迅速增加的趋势;在发文量的国家排序中,前3分别是中国、法国、美国,相比较而言,中国的科研工作者在该领域的科研工作较多。通过研究前沿时区图和关键词突增图发现,“玉米”“产量水平”等关键词的研究是其近年来的研究热点,围绕提高作物产量水平而研究建立其临界氮稀释曲线是重点方向。

紫花苜蓿种子生产中临界氮稀释曲线模型的建立与应用

为了验证临界氮稀释曲线模型在紫花苜蓿种子生产中的适用性,探讨以氮营养指数评价紫花苜蓿氮营养状况的可行性,以敖汉苜蓿和公农1号苜蓿为材料,设置4个氮肥处理(0、45、90、135kg N/hm^2),于返青期施肥,并在现蕾期、开花期、结荚期和成熟期分别测定苜蓿地上部生物量和氮浓度值,建立了制种苜蓿的临界氮稀释曲线模型,并在此基础上建立氮营养指数模型来判断苜蓿氮素营养状况。结果表明,随着施氮量的增加,紫花苜蓿地上部生物量并未出现显著性的增加,表明苜蓿生长将不受氮素制约。因此选择地上部生物量的平均值作为最大干物重,确定临界氮浓度值并建立了临界氮稀释曲线模型。两个苜蓿品种的临界氮稀释曲线模型分别为Nc=3.352W^(0.391)(敖汉苜蓿)和Nc=2.673W^(0.485)(公农1号苜蓿)。根据氮营养指数模型推荐的施肥量为敖汉苜蓿在现蕾期和开花期共施45kg N/hm^2,在结荚期追施90kg N/hm^2;公农1号苜蓿在现蕾期不施肥,在开花期、结荚期和种子成熟前追施45kg N/hm^2。利用临界氮稀释曲线模型和氮营养指数模型可以很好地预测制种苜蓿植株氮营养状况,且模型的建立为苜蓿种子生产管理中适时合理施肥提供了新的方法。

临界氮浓度稀释模型在牧草种子生产中的应用前景

氮素是影响牧草种子产量的关键因素,氮素对于植株分蘖、干物质生产、花序形成、产量组分动态变化等均具有影响。文章主要从临界氮浓度稀释模型的概念、构建方法、研究现状、应用等方面进行了综述,提出临界氮浓度稀释模型在实际生产中应用时存在的问题,并对其在牧草种子生产中的应用前景进行了展望。

滴灌番茄临界氮浓度、氮素吸收和氮营养指数模拟

作物的氮浓度随生物量的增加而下降,临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值。该文在滴灌条件下,基于3a不同的氮素水平试验,构建了加工番茄地上部生物量的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,临界氮浓度与地上部最大生物量之间符合幂指数关系,相关系数为R^2=0.947,加工番茄最高(%Nmax)、最低(%Nmin)临界氮浓度稀释模型亦符合幂指数关系,相关系数分别为R^2=0.959、R^2=0.925。基于临界氮浓度建立了加工番茄氮素吸收模型(Nupt)、氮素营养指数模型(NNI),可作为加工番茄氮素营养状况的判别指标,氮素吸收和氮营养指数模型对新疆北疆加工番茄种植区的适宜施氮量诊断结果一致,均以300kg/hm2为最佳施氮量。该研究所建立的临界氮浓度稀释曲线模型较前人建立的模型更具机理性,因此,该模型所得出的分析结果是合适和可靠的,并且可用于指导加工番茄动态精准施肥及为氮素优化管理的建立提供参考。

棉花花后临界氮浓度稀释模型的建立及在施氮量调控中的应用

在大田栽培条件下,于江苏南京(长江中下游棉区)和河南安阳(黄淮棉区)设置了棉花氮素水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释曲线确定方法,建立了棉花花后临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,2试点的临界氮浓度与地上最大生物量间均符合幂指数关系,尽管不同气候区域间的模型存在一定差异,但临界氮稀释曲线斜率相同。棉花最高(Nmax)、最低(Nmin)氮浓度稀释模型也符合幂指数关系,且2试点最高、最低氮稀释曲线斜率亦分别相同。2试点氮稀释模型参数值的差异表明,对于相同的地上部生物量,安阳试点棉株的氮累积能力高于南京。基于临界氮浓度稀释模型,建立了棉株地上部氮素与干物质累积量之间的异速生长模型和氮营养指数模型(NNI),前者可作为施氮量调控的判别指标,后者作为实际与临界氮浓度的比值,能客观、定量地诊断棉株的氮素营养状况。基于临界氮浓度稀释条件下的异速生长参数、氮营养指数及动态临界氮累积量等指标得到施氮量调控的结果一致:(1)尽管安阳、南京2试点的地上生物量、产量差异较大,但临界氮稀释曲线条件下不同气候区域棉花达到最高产量的瞬时氮吸收速率的变化趋势、氮素快速累积期、最大氮吸收速率出现日等基本一致;(2)安阳、南京2试点的适宜施氮量应控制在360 kg.hm-2和240kg.hm-2水平上。由于临界氮浓度具有合理的生物学意义,因而所建模型有精确、简单和生物学意义明确等特点,可以直接用于评估作物的需氮量,亦可用于作物氮动态模拟的复杂模型中,为适时精确施肥提供了新的思路。

基于临界氮浓度模型的日光温室甜椒氮营养诊断

临界氮浓度稀释曲线是诊断作物氮营养状况的有效手段。该研究基于2 a温室小区试验,以参考作物蒸发蒸腾量(reference crop evapotranspiration,ET0)为基准,设置4个灌溉水平(105%ET0、90%ET0、75%ET0、60%ET0)和4个氮素水平(300、225、150、75 kg/hm2),构建和验证基于地上部生物量的甜椒在不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线经验模型。结果表明,植株氮素吸收量、地上部生物量、经济产量和水分利用效率(water use efficiency,WUE)随灌水量增加呈先增加后减小的趋势;灌溉水平75%ET0和90%ET0下,最优施氮量差异较小,且可获得较高经济产量和WUE,但经济产量和WUE不能同时达到最佳。75%ET0灌溉水平可获得高于90%ET0灌溉水平约11%的水分利用效率,且经济产量仅降低约3%,鉴于研究区水资源较短缺,灌水量75%ET0施氮量190 kg/hm2左右为最佳策略。该研究可为西北地区温室甜椒实时精准灌水施氮提供理论依据和技术支持。研究可为西北地区温室甜椒实时精准灌水施氮提供理论依据和技术支持。

华北地区夏玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数研究

为了验证玉米临界氮稀释曲线在我国华北地区的适用性,探讨以氮营养指数评价玉米氮营养状况的可行性,以郑单958为材料,设置5个氮肥处理(0、60、120、180和240kgNhm–2),利用2年定位试验数据研究了夏玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数。结果表明,一定范围内随着施氮量增加,地上部生物量(W)显著增长。玉米各生育时期不同氮肥处理的生物量和氮浓度数据可经统计分析分为限氮和非限氮两组,据此计算各生育时期临界氮浓度(Nc)并建立了夏玉米临界氮稀释曲线模型(Nc=34.914W0.4134),模型参数与已有报道具有较好的相似性。根据模型推算的氮营养指数与相对氮累积量、相对地上部生物量和相对产量均具显著相关性。因此,利用临界氮稀释曲线和氮营养指数可以预测华北地区夏玉米植株临界氮含量和表征植株氮营养状况。

关中平原不同降雨年型夏玉米临界氮稀释曲线模拟及验证

过量施氮和降雨变率大是陕西关中平原夏玉米种植中常见的2大问题,临界氮稀释曲线模型是诊断作物氮营养状况的有效手段。该研究选取关中平原主栽的6个夏玉米品种,设置了N0（0）、N1（86 kg/hm^2）、N2（172 kg/hm^2）和N3（258 kg/hm^2）共4个施氮水平,在2013年（生育前期正常,后期大旱）和2014年（生育前期大旱,后期偏涝）这2种降雨年型下构建和验证了基于全生育期干物质的夏玉米临界氮稀释曲线。结果表明：2 a条件下临界氮浓度与地上生物量均符合幂指数关系,但模型参数存在部分差异,基于临界氮稀释曲线所建立的氮营养指数可用来诊断夏玉米氮盈亏状态,诊断结果表明氮营养指数均随着施氮量的增加而增加,且年型之间存在差异,最优施氮量介于86-172 kg/hm^2之间。制定不同降雨年型下夏玉米临界氮稀释模型对于指导精确施氮及生育季氮诊断具有重要的意义。

棉花花后果枝叶生物量和氮累积特征及临界氮浓度稀释模型的研究

在大田栽培条件下,于江苏南京(长江流域下游棉区)和河南安阳(黄河流域黄淮棉区)设置了棉花施氮水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释模型确定方法,研究棉花花后果枝叶临界氮浓度稀释模型及其与棉花产量的关系。结果表明,花后棉花果枝叶的生物量增长和氮吸收累积均受施氮水平的影响,其动态变化符合S型曲线,氮累积的快速起始时间较干物质早2～4d;棉花产量与果枝叶氮浓度关系密切,氮浓度过高或过低均不利于产量形成,花后果枝叶存在氮奢侈消费现象;棉花花后果枝叶氮浓度随施氮量的增加而增加、随生育进程而降低,其干物质累积量与氮浓度间符合幂函数关系,2试点果枝叶氮稀释曲线模型形式相同,但参数不同,不同气候区域存在独立的果枝叶氮临界、最高和最低稀释曲线模型;根据果枝叶氮浓度与产量间的关系,安阳、南京2试点,棉花果枝叶在盛花期和吐絮期的适宜氮浓度分别为4.93%、3.70%和3.33%、3.01%。临界氮稀释曲线的氮营养指数和异速生长模型对果枝叶氮营养状况的诊断与此相符。临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断果枝叶氮营养动态变化的指标之一。

棉花蕾花铃生物量、氮累积特征及临界氮浓度稀释模型

在大田栽培条件下,于河南安阳(黄河流域黄淮棉区)和江苏南京(长江流域下游棉区)设置了棉花氮素水平试验,对不同氮素水平条件下棉花蕾花铃的生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化进行分析,并依据Justes的临界氮浓度稀释模型确定方法,研究棉花蕾花铃临界氮浓度稀释模型。结果表明:棉花蕾花铃的生物量增长和氮吸收累积均受氮素水平的影响,其动态变化符合S型曲线,氮累积的快速起始时间较生物量早1～5d;氮浓度过高或过低均不利于产量形成,蕾花铃等器官存在氮奢侈消费现象;氮浓度随施氮量的增加而升高、随生育进程的推移而降低,其生物量累积量与氮浓度间符合幂函数关系,两试点蕾花铃氮稀释曲线模型形式相同,但模型参数a不同,不同生态区存在独立的临界氮稀释曲线模型。由于临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断蕾花铃氮营养动态变化的指标之一。

水氮耦合条件下番茄临界氮浓度模型的建立及氮素营养诊断

【目的】临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值,具有明确的生物学意义。探究不同水氮供应对番茄地上部生物量、氮素累积的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮素吸收和氮营养指数模型进行番茄氮素营养诊断,可为番茄水肥一体化提供一定的理论依据。【方法】于2013年在日光温室内进行了盆栽试验,供试番茄品种为金鹏M6088。设置3个灌水量为低水W1(60%70%θf)、中水W2(70%80%θf)和高水W3(80%90%θf),θf为田间持水率;施氮量设置3个水平为低氮N1(N 0.24 g/kg土)、中氮N2(N 0.36 g/kg土)和高氮N3(N 0.48 g/kg土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次,研究了不同水氮条件下番茄的地上部生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化,构建了番茄不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】番茄地上部生物量、氮累积量随移栽时间的动态变化符合Logistic模型,不同水氮供应对番茄地上部生物量理论最大值的影响不同,中水和高水条件下,番茄地上部生物量理论最大值随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;而在低水条件下呈递增趋势,说明适量增施氮肥可以减轻干旱对干物质量累积的抑制;番茄地上部生物量快速累积起始日较氮快速累积起始日晚8 17 d,且不同水氮处理番茄地上部生物量最大生长速率、氮累积量最大累积速率均出现在中水中氮(W2N2)处理;在相同的水分条件下,番茄地上部生物量氮浓度随施氮量的增加而提高,随生育进程的推移呈下降趋势;氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系,适当增大灌水量可以提高植株对氮的容纳能力,并且可以缓解氮浓度随植株生物增长量下降,使植株稳步有序地生长;不同的水氮供应对番茄产量影响显著,随着灌水量和施氮量的增加,产量显著提高,但当灌水量和施氮量达到一定数量时产量不仅没有提高反而随其增加而降低。【结论】基于临界氮浓度构建的氮营养指数、氮吸收模型对番茄的适宜施氮量诊断结果一致,均以中水中氮(W2N2)为最佳条件,即当灌水量和施肥量分别为62.1 L/plant、15.1 g/plant时,番茄单株产量达到最大(1602 g),构建的模型合理可行。