基于过程的滴灌春小麦临界氮需求量定量化模拟模型

摘要

【目的】建立基于生理发育时间的滴灌春小麦生育期模拟模型,并以此为基础,探究建立基于过程的滴灌春小麦临界氮浓度稀释曲线模拟模型和临界氮需求量定量化模拟模型,为滴灌春小麦生产的氮素优化管理提供理论依据。
　　【方法】通过设置不同播期和品种的田间试验,记录滴灌春小麦到达各个生育时期的时间,利用特定作物生理发育时间恒定的原理,建立滴灌春小麦生育期模拟模型,并以此为基础,通过设置不同氮素水平的田间试验,分析氮素对滴灌春小麦干物质、氮素累积及产量影响,利用临界氮浓度稀释模型,建立基于生理发育时间的滴灌春小麦临界氮浓度稀释曲线模拟模型,并结合滴灌春小麦干物质积累模拟模型,建立基于过程的滴灌春小麦临界氮需求量定量化模拟模型。
　　【结果】基于生理发育时间建立的滴灌春小麦生育期模拟模型能较好的预测滴灌春小麦生育进程,滴灌春小麦在4个生育阶段(播种-出苗、出苗-拔节、拔节-抽穗、抽穗-成熟)及全生育期所需生理发育时间分别为6.2、16.3、13.3、27.6和63.4d,且模型在年季间具有较好的稳定性。
　　通过对滴灌春小麦植株地上部干物质、氮素累积特征和产量的分析表明,施氮量的不同不会影响滴灌春小麦植株地上部干物质与氮素累积量随生理发育时间的动态变化规律,但对各模型的特征参数影响较大。在适宜的施氮条件下,模型特征参数最为协调,生长速率最大值最高。植株地上部氮素累积快速生长期起始时间比干物质的早7个生理发育日左右,说明氮素累积是干物质累积的前提条件。相比其他处理,N2处理(300kg·hm-2)的施氮量最适宜,滴灌春小麦植株地上部能达到最大的干物质量和氮素累积量,产量最高。
　　滴灌春小麦植株地上部氮浓度随干物质的增长表现为降低的趋势,二者符合幂函数关系。研究表明,滴灌春小麦植株地上部临界氮浓度稀释曲线模拟模型为NC=5.03Wmax-0.38,经验证,模型在年季间具有较好的稳定性。以滴灌春小麦生育期模拟模型为基础,结合干物质累积的Logistic曲线模拟模型和临界氮浓度稀释曲线模拟模型,建立基于过程的滴灌春小麦临界氮需求量定量化模拟模型,利用植株氮素营养指数和临界氮需求量的动态变化,可对滴灌春小麦整个生育进程进行氮素施用量的精准决策。
　　【结论】利用生理发育时间能较好好的模拟滴灌春小麦的生育期进程,基于生理发育时间和临界氮浓度稀释曲线模拟模型而建立的的临界氮需求量定量化模拟模型能为滴灌春小麦的精准施肥提供理论依据。

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第一章 文献综述

1.1 选题背景与研究意义

1.2 国内外研究进展

第二章 基于生理发育时间的滴灌春小麦生育期模拟模型

2.1 材料与方法

2.2 模型描述

2.3 结果与分析

2.4 结论与讨论

第三章 氮素对滴灌春小麦植株地上部干物质、氮素累积特征和产量的影响

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 结论与讨论

第四章 基于过程的滴灌春小麦临界氮需求量定量化模拟模型

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 结论与讨论

第五章 讨论与结论

5.1 讨论

5.2 结论

5.3 展望

参考文献

致谢