摘要：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。

摘要：[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。

摘要：【目的】探明水稻叶片SPAD值分布特征及其与施氮量的关系,为构建基于SPAD值的水稻施氮管理线性模型提供参考依据。【方法】试验采用裂区设计,主处理设2个不同品种(Q优6号和准两优527),副处理设6种不同施氮量水平(0、75、150、225、300和375 kg/ha,以纯N计),测定不同施氮水平下水稻重要生育时期的叶片SPAD值,并分析稻叶SPAD值分布特征及其与施氮量的关系。【结果】Q优6号在不同施氮处理下的产量排序为300 kg/ha>225 kg/ha>150kg/ha>375 kg/ha>75 kg/ha>0 kg/ha,准两优527产量随施氮量的增加而增加;准两优527的有效穗数和千粒重显著高于Q优6号。两个水稻品种不同施氮水平间SPAD值的动态变化趋势相似,但SPAD值最高值出现的时间和幅度略有差别。两个水稻品种SPAD值与施氮量在拔节期、抽穗期和成熟期均呈极显著正相关(P<0.01),拟合方程斜率均较低。不同测定时期SPAD值存在品种间和叶位间的差异。各SPAD值次级指标与施氮量的一元二次多项式拟合结果表明,下部叶片SPAD值(L3和L4)与施氮量的曲线拟合度高于上部叶片SPAD值(L1和L2),两次追肥时期的SPADL4×L3/mean值可作为氮素营养实时诊断的理想指标。【结论】水稻叶片SPADL4×L3/mean与施氮量具有较好的拟合关系,且这一关系不受时间和品种的影响,可作为构建基于SPAD值水稻变量施氮模型时的理想参数。