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编号:55348
内蒙古中西部玉米临界氮浓度稀释模型的构建与验证
http://www.100md.com 2022年12月13日 2022年第11期
氮素,生物量,1材料与方法,1研究区概况,2试验设计,3田间取样与指标测定,4临界氮稀释模型与氮营养指数的构建,5数据计算,2结果与分析,1临界氮浓度稀释曲线的建立,2临界氮浓度稀释曲线的验证,3基于玉米临界氮浓
     张炜健,高 宇,唐彧哲,张贺景,杨海波,闫 东,李 斐*

    (1 内蒙古农业大学草原与资源环境学院 / 内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室,内蒙古呼和浩特 010018;2 内蒙古自治区农牧业技术推广中心,内蒙古呼和浩特 010010)

    氮是玉米生长发育所需的关键营养元素,同时是玉米产量的主要限制因素[1]。农民常过量施用氮肥来保证玉米产量,不仅降低了氮肥的增产效果,增加了种植成本,还带来水体、空气污染和土壤酸化等一系列负面影响[2–4]。建立简便快速的作物氮素营养诊断方法,有助于确定玉米的最佳氮肥用量,适应水肥一体化技术的多次施肥需求[5]。

    作物不同生育时期的临界氮浓度 (Nc)是作物氮素营养诊断的基础,此概念最早由Greenwood等[6]提出,定义为作物最大生长时所需的最低氮浓度。作物氮含量与作物干物质遵循异速生长的原则,其函数表达为 Nc=a·DM–b,DM为干物质量。由该方程可以看出,含氮量随着干物质的积累呈下降趋势,即呈现稀释过程。然而,作物冠层含氮量的稀释是不均匀的,随着作物生长,冠层结构发生变化,不同层次的冠层光衰减不一致,致使氮含量的稀释不均匀[7]。此外,随着生物量的增加,叶面积增加,叶片氮浓度普遍下降,结构组织和贮藏组织比例更大[8]。20世纪90年代开始,国内外诸多学者在多种作物上尝试了构建用于描述干物质与氮浓度关系的临界氮浓度稀释曲线,包括小麦[9–10]、水稻[11]、马铃薯[12–14]、玉米[15–16]等作物,并验证了曲线的可靠性。国内学者在中国西南[17]、东北平原[18]、华北平原[19–21]、河南[22]和宁夏平原[23]以及陕西关中地区[24–27]分别建立了适应该地区的玉米模型,并对模型的参数进行了校正。玉米临界氮浓度稀释曲线模型参数a、b值的变化范围分别在2.25~3.65和0.23~0.48,这说明临界氮浓度稀释曲线模型因基因型、环境、田间管理模式的不同而存在差异[28],这很大程度上限制了临界氮浓度稀释模型的普适性。Yao等[5]在小麦临界氮稀释曲线参数不确定性分析中,提出营养生长期最大氮浓度、最大生物量和累积生长度日数等与品种和生长环境相关的变量,是临界氮稀释曲线参数差异的主要来源。因此,对临界氮浓度稀释曲线及其参数进行稳健的估计以保证其可靠性显得尤为重要[28]。

    临界氮浓度稀释模型应用到不同生态气候区域和作物品种时需要同步校正模型参数[29]。针对不同区域不同品种的氮素营养诊断,也需建立相应的临界氮浓度稀释曲线才能发挥更好的诊断效果[30]。内蒙古中西部地处黄河自引灌区 ......

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