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夏玉米不同部位干物质临界氮浓度稀释曲线的构建及对产量的估计 被引量：15
1
作者 苏文楠 解君 +2 位作者 韩娟 刘铁宁 韩清芳 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期530-545,共16页
准确和动态地诊断营养生长阶段植株氮状况,对于评估植物氮需求、预测玉米产量以及优化氮素管理至关重要。基于植物的氮诊断工具可优化夏玉米生产中氮素的管理,本研究旨在开发和验证基于玉米地上部不同部位干物质的临界氮浓度稀释曲线,... 准确和动态地诊断营养生长阶段植株氮状况,对于评估植物氮需求、预测玉米产量以及优化氮素管理至关重要。基于植物的氮诊断工具可优化夏玉米生产中氮素的管理,本研究旨在开发和验证基于玉米地上部不同部位干物质的临界氮浓度稀释曲线,并建立玉米相对产量(relative yield,RY)与不同生长阶段氮素营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)和累积氮素亏缺(accumulated nitrogen deficit,AND)的关系。本文以2个不同氮效率的品种为试验材料进行连续4年的田间定位试验,设置4个氮素水平(0、150、225和300 kg hm^−2),分析不同施氮量对2个玉米品种营养生长阶段干物质的影响,基于叶干物质(leaf dry matter,LDM)、茎干物质(stem dry matter,SDM)和植物干物质(plant dry matter,PDM),构建不同的临界氮浓度稀释曲线。结果表明,基于LDM、SDM和PDM建立的临界氮浓度稀释曲线,均能很好地诊断玉米氮营养状况;3条临界氮浓度稀释曲线对产量进行预测比较发现,RY与NNI和AND在不同生长阶段之间的相关性均达到显著水平,相关系数R2值均大于0.65,其中R2值在V12−VT时期最大,同时回归模型的验证结果表明,在V12−VT时期模型显示出可靠性。R2值大于0.92,RMSE值小于10%,证实了模型在V12和VT两个时期关系的稳定性。总的来说,一定的条件下,基于LDM和SDM建立的临界氮浓度稀释曲线可以对基于PDM建立的临界氮浓度稀释曲线进行代替。在V12−VT阶段,RY与NNI和AND的稳定关系很好地说明了在受氮素限制和非氮素限制下RY的变化,并对夏玉米产量进行准确的估计。本研究为花前玉米的氮肥管理提高粮食产量提供理论依据。 展开更多
关键词 临界氮浓度稀释曲线 玉米 氮营养指数 累积氮素亏缺
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氮磷配施下夏玉米临界氮浓度稀释曲线的构建与氮营养诊断 被引量：6
2
作者 刘苗 刘朋召 +3 位作者 师祖姣 王小利 王瑞 李军 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期932-947,共16页
【目的】探究不同水平氮磷配施对夏玉米地上部生物量和氮素浓度的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮营养指数模型诊断和评价玉米在不同氮磷互作条件下的氮素营养状况,可为夏玉米氮磷肥合理施用提供理论依据。【方法】以玉米品... 【目的】探究不同水平氮磷配施对夏玉米地上部生物量和氮素浓度的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮营养指数模型诊断和评价玉米在不同氮磷互作条件下的氮素营养状况,可为夏玉米氮磷肥合理施用提供理论依据。【方法】以玉米品种郑单958和豫玉22为试验材料,在陕西关中平原设置田间定位氮磷配施试验,设氮肥(N)用量0、75、150、225、300 kg·hm^(-2)(分别用N0、N1、N2、N3和N4表示);磷肥(P_(2)O_(5))用量0、60、120、180 kg·hm^(-2)(分别用P0、P1、P2和P3表示),于2019-2020年在夏玉米拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期进行取样,分析不同水平氮磷配施对玉米地上部生物量累积、氮浓度动态变化和产量的影响,构建并验证临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】氮磷配施能显著提高夏玉米地上部生物量、植株氮浓度及籽粒产量,在同一施磷水平下,随施氮水平的提高,夏玉米各生育时期地上部生物量和籽粒产量呈增加趋势,植株氮浓度随生育进程推进和地上部生物量积累的增加而降低,氮浓度和地上部生物量之间符合幂指数关系。同时,施磷能促进植株氮素吸收和地上部生物量积累,在相同施氮条件下,施磷各处理总体表现为P2>P3≈P1>P0,说明施磷可以提高植株氮容纳能力,减缓氮浓度下降速率。根据地上部生物量(DM)与其氮浓度变化关系构建不同施磷水平下夏玉米临界氮浓度(N_(c))变化曲线(P0,N_(c)=27.98DM-0.249;P1,N_(c)=29.77D^(-0.182);P2,N_(c)=30.81DM^(-0.138);P3,N_(c)=30.06DM^(-0.187)),模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,稀释曲线模型的n-RMSE值分别为10.23%、6.67%、6.95%和7.19%,有很好的稳定性。基于临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI),同一施磷水平下玉米各生育时期NNI随氮肥用量的增加而增大,NNI与相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均呈极显著相关。【结论】基于临界氮� 展开更多
关键词 夏玉米 氮磷配施 临界氮稀释曲线 氮营养指数
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耦合效应弥补水氮减量对夏玉米养分吸收和利用的不利影响 被引量：4
3
作者 李慧 王旭敏 +4 位作者 刘朋召 刘苗 王小利 王瑞 李军 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1283-1296,共14页
【目的】适宜的水氮管理是提高关中平原夏玉米产量的关键。研究水、氮减量及其交互作用对夏玉米养分积累和转运以及氮素利用的影响,为关中平原夏玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年,在陕西杨凌设置水、氮二因素裂区... 【目的】适宜的水氮管理是提高关中平原夏玉米产量的关键。研究水、氮减量及其交互作用对夏玉米养分积累和转运以及氮素利用的影响,为关中平原夏玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年,在陕西杨凌设置水、氮二因素裂区田间试验。3个灌溉处理为传统灌水量800 m3/hm^(2)(W2)、减量50%灌水(400 m3/hm^(2),W1)和无灌溉(W0)。每个灌溉量下设传统施氮量的100%(300 kg/hm^(2),N300)、–25%(225 kg/hm^(2),N225)、–50%(150 kg/hm^(2),N150)、–75%(75 kg/hm^(2),N75)和不施氮(N0)5个水平,W2N300为传统水氮管理模式对照。分析夏玉米籽粒产量、氮磷钾养分积累与转运特征,计算氮肥利用效率。【结果】与W2N300相比,W2N225、W1N225、W1N150处理的夏玉米产量和产量构成因素无显著差异。W1N225显著提高了玉米抽雄后干物质积累,显著提高了玉米抽雄后氮、磷、钾养分积累和所占比例,W2N225、W1N300则与W2N300无显著差异。与W2N300相比,W1N225处理可以显著提高干物质和氮磷钾养分转运量,分别比W2N300处理的干物质和氮磷钾转运量提高了11.67%、16.28%、19.80%、18.95%。相关分析结果表明,玉米抽雄前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关,且抽雄后的氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于抽雄前。【结论】在传统灌水量和施氮量基础上,减少50%的灌水量,减少25%的氮素投入量可显著提高玉米抽雄后养分积累,促进养分转运量和抽雄后转运养分对籽粒贡献率的协同提高,进而提高了玉米产量和氮肥利用效率。综合考虑夏玉米产量,氮、磷、钾养分积累与其转运特征以及氮素利用效率等因素,在关中平原灌溉区,以灌水减量50%(即400 m3/hm^(2))、施氮减少25%(即225 kg/hm^(2))的模式较为适宜。 展开更多
关键词 夏玉米 水氮减量 养分积累与转运 氮素利用 产量
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关中平原夏玉米临界磷浓度稀释曲线构建与磷营养诊断 被引量：3
4
作者 刘苗 刘朋召 +3 位作者 师祖姣 王小利 王瑞 李军 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1548-1559,共12页
【目的】通过分析不同施磷水平下夏玉米地上部生物量与其植株磷浓度的变化关系,构建临界磷浓度稀释曲线模型,为夏玉米磷素优化管理及磷营养诊断提供理论基础。【方法】2019—2020年在陕西关中平原,以两个玉米品种郑单958和豫玉22为试验... 【目的】通过分析不同施磷水平下夏玉米地上部生物量与其植株磷浓度的变化关系,构建临界磷浓度稀释曲线模型,为夏玉米磷素优化管理及磷营养诊断提供理论基础。【方法】2019—2020年在陕西关中平原,以两个玉米品种郑单958和豫玉22为试验材料进行田间定位试验。共设4个施磷量处理(P_(2)O_(5)):0、60、120、180 kg/hm^(2)。在夏玉米拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期进行地上部取样,分析夏玉米地上部干物质量、全磷含量以及产量。利用2019年试验数据构建夏玉米临界磷浓度稀释曲线模型和磷素营养指数,利用2020年数据对模型进行验证。【结果】增施磷肥能显著提高夏玉米产量、地上部生物量和植株磷浓度,两个品种之间没有显著差异。随施磷水平的提高,夏玉米产量表现为先增加后减少,P120处理可获得最高产量,产量效应方程显示两年两个品种夏玉米平均理论最高产量对应的施磷量为110.2 kg/hm^(2)。由产量构成要素看出,施磷对穗数没有显著影响,但能显著提高穗粒数和百粒重,且施磷对玉米穗粒数的影响大于对百粒重的影响。地上部生物量表现为P0<P60<P180<P120处理,但P180与P120处理间差异不显著。玉米植株磷浓度均随施磷水平的提高而增加,并随生育进程的推进和地上部生物量的增加而降低。根据2019年地上部干物质重与其磷浓度变化关系构建夏玉米临界磷浓度(P_(c))变化曲线:P_(c)=8.11DM^(−0.22)(R^(2)=0.886)。模型拟合的植株磷浓度和2020年玉米实际磷浓度线性相关,稀释曲线模型的RMSE和n-RMSE分别为1.146和18.23%,说明模型具有较好的稳定性。基于临界磷浓度稀释曲线计算磷营养指数(PNI),各生育时期PNI值随磷肥用量增加而增大,随生育进程推进呈现先升高后降低趋势。PNI与相对吸磷量(RP_(upt))、相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均呈极显著相关。【结论】本研究� 展开更多
关键词 夏玉米 施磷量 临界磷稀释曲线 磷营养指数
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关中平原冬小麦临界磷浓度稀释曲线的构建与磷营养诊断 被引量：1
5
作者 李巧丽 刘朋召 +6 位作者 师祖姣 刘苗 陈跻 李慧 王小利 王瑞 李军 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2011-2019,共9页
【目的】基于关中平原冬小麦施磷量与小麦磷营养的关系,建立临界磷浓度稀释曲线,为当地冬小麦科学施磷提供理论依据。【方法】长期定位施磷田间试验始于2009年,供试小麦品种为‘西农979’。设置4个施磷水平(PO)0、60、120、180 kg/hm^(... 【目的】基于关中平原冬小麦施磷量与小麦磷营养的关系,建立临界磷浓度稀释曲线,为当地冬小麦科学施磷提供理论依据。【方法】长期定位施磷田间试验始于2009年,供试小麦品种为‘西农979’。设置4个施磷水平(PO)0、60、120、180 kg/hm^(2),分别记为P0、P60、P120和P180处理。于2018—2021年冬小麦拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期取样,分析冬小麦地上部生物量、植株磷浓度,记录小麦产量。利用2018—2020年冬小麦地上部生物量和植株磷含量建立临界磷浓度稀释模型,计算磷营养指数(PNI)。依据2020—2021年冬小麦数据验证磷营养指数诊断的可靠性。【结果】1)施用磷肥可显著增加冬小麦穗数和穗粒数,显著降低千粒重,2018—2021年3季冬小麦依次提高穗数50.7%~53.0%、23.1%~29.7%和17.5%~19.0%,穗粒数依次提高28.6%~34.2%、22.7%~24.1%和18.7%~19.6%,千粒重依次降低1.1%~2.9%、3.5%~7.0%和1.3%~4.9%,P60、P120和P180处理间穗数、穗粒数(2018—2019年除外)差异不显著。随着施磷量增加,冬小麦籽粒产量先持续增高而后降低,施磷处理下2018—2021年3季冬小麦依次增产104.3%~108.2%、39.8%~47.4%和27.6%~32.5%,在P120处理下产量达到最大值,2018—2021年3季依次为7100、6369和6714 kg/hm^(2)。2)冬小麦地上部生物量随生育进程的推进逐渐增加,地上部磷浓度随生育进程推进逐渐降低。同一取样时期,施磷量增加,地上部生物量和磷浓度也随之增加。据此,本研究2019—2020年建立的临界磷浓度稀释曲线模型为Pc=6.00DM–0.43,模型RMSE值为0.09,n-RMSE值为3.45%,表明模型模拟值的可靠性和稳定性达到要求。3)随着施磷量增加,磷营养指数(PNI)增大,磷营养指数(PNI)在P120处理下最接近1。各施磷量处理下,冬小麦磷营养指数(PNI)随生育期的变化较小。【结论】依据不同施磷量下冬小麦地上部生物量和磷浓度,建立的临界磷浓度稀释曲线 展开更多
关键词 关中平原 冬小麦 施磷量 临界磷浓度稀释曲线 磷营养指数
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不同施肥量对旱作沟垄集雨种植农田土壤水分及玉米产量的影响 被引量：9
6
作者 庞津雯 王钰皓 +6 位作者 刘畅 高原 刘东华 张艳 杨宝平 贾志宽 张鹏 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期826-836,共11页
【目的】沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式。研究不同施肥处理对旱作沟垄集雨种植农田土壤水分及玉米产量的影响,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能提供科学依据。【方法】以玉米为供试作物,在宁夏回族自治区... 【目的】沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式。研究不同施肥处理对旱作沟垄集雨种植农田土壤水分及玉米产量的影响,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能提供科学依据。【方法】以玉米为供试作物,在宁夏回族自治区固原市进行了连续5年的田间定位施肥试验。试验玉米栽培采用集雨沟垄栽培技术,设置4个施肥水平处理:无肥对照(CK),低肥(N 150 kg/hm^(2)、P2O575 kg/hm^(2)),中肥(N 300 kg/hm^(2)、P2O5150 kg/hm^(2)),高肥(N 450 kg/hm^(2),P2O5225 kg/hm^(2))。在玉米生长关键期,取0—200 cm深土壤不同层次的土壤样品,测定了土壤含水量、农田耗水量、水分利用效率,调查了玉米产量。【结果】无论缺水年、平水年还是丰水年,随施肥量的增加,农田耗水量、玉米干物质累积量均呈提高趋势,高、中、低水平施肥处理的农田耗水量较CK分别平均提高了8.8%、7.7%和5.3%,玉米干物质累积量分别显著(P<0.05)提高了38.3%、35.8%和31.2%。在各年份,各处理土壤含水量从四叶期到抽雄吐丝期均随施肥量的增加呈降低的趋势,而在收获期,各施肥处理土壤含水量均显著(P<0.05)低于CK,高、中、低水平施肥处理分别平均降低24.7%、24.2%和17.7%。综合来看,中肥处理5年平均籽粒产量最高(11.4 t/hm^(2)),产量变异系数最小(12.9%)。在丰水年,低肥处理玉米产量及籽粒水分利用效率均高于高肥和中肥处理,而在平水年和干旱年,中肥处理可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。【结论】在半干旱地区,施肥量对沟垄集雨种植模式春玉米产量及水分利用效率的影响受制于降雨量。在丰水年,较低的施肥量(N 150 kg/hm^(2)、P2O575 kg/hm^(2))即可获得理想产量和水分利用效率,而在平水年和干旱年,中量施肥水平(N 300 kg/hm^(2)、P2O5150 kg/hm^(2))获得的产量和水分利用效率最高。高施肥量(N 450 kg/hm^(2)、P2O5225 kg/hm^( 展开更多
关键词 旱作区 集雨种植 施肥量 土壤水分 水分利用率 玉米产量
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不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响 被引量：6
7
作者 王钰皓 庞津雯 +5 位作者 杨佳霖 刘畅 刘子涵 杨宝平 贾志宽 张鹏 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期20-29,41,共11页
设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理... 设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0~40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0~20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0~20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0~40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0~60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0~100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均低于硝态氮含量,且在不同土层中的波动较小,R和P处理提高了深层(60~100 cm)土壤铵态氮的含量,分别提高了30.4%和32.4%(P<0.05);覆膜处理(R和P)显著增加了玉米植株的干物质积累并提高籽粒产量,各覆盖处理(R、P和S)籽粒产量分别较CK平均提高了17.4%(P<0.05)、17.9%(P<0.05)和3.2%。总体而言,地膜覆盖(尤其是平作覆膜处理P)对玉米产量的提高有明显的效果,秸秆覆盖(S)对提高土壤碳氮的积累及保持土壤可持续性有积极作用。 展开更多
关键词 覆盖方式 旱作农田 土壤有机碳 土壤氮 玉米 产量
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