基于临界氮浓度稀释曲线的内蒙古土默川平原滴灌玉米氮营养诊断OACSTPCD

【目的】明确氮肥运筹对内蒙古土默川平原滴灌玉米产量和氮素利用效率的影响,探讨以氮营养指数为监测指标诊断土默川平原滴灌水肥一体化玉米氮营养状况的可行性。【方法】检测2022—2023年内蒙古包头市土默特右旗、呼和浩特市土默特左旗两试验地中3个施氮量(0、270、360 kg/hm^(2))和全生育期3次、5次施氮下玉米氮营养含量,采用方差分析和统计建模的方法,研究玉米的产量和氮素利用效率,分析各时期玉米冠层氮浓度和地上部生物量的变化规律并构建玉米临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】增加施氮量和施氮次数能显著提高玉米穗数、穗粒数和千粒重进而提高产量,增加施氮次数能显著提高玉米氮素利用效率(P<0.05);施氮量从270 kg/hm^(2)增加至360 kg/hm^(2),年平均产量提高5.79%;施氮次数从3次增加至5次,年平均产量和年平均氮素利用效率分别提高3.15%、22.25%。土默川平原滴灌玉米临界氮浓度稀释曲线模型为Nc=3.36W^(-0.22),R^(2)=0.94,P<0.05,验证精度RMSE、NRMSE和MAE分别为0.40%、11.50%和0.20%,模型稳定性较好。通过模型计算,施氮量270 kg/hm^(2)时,对应适宜施氮次数为5次,分别在4叶展期、8叶展期、大喇叭口期、吐丝期和乳熟期以15∶25∶35∶15∶10的比例追施氮肥,玉米产量最优,为14.09 t/hm^(2);玉米拔节期、9叶展期、大喇叭口期、吐丝期和乳熟期需氮量范围分别为-3.42~15.29、-16.80~22.90、-26.86~62.32、-54.65~85.14和-48.18~111.80 kg/hm^(2)。【结论】适当增加施氮量和施氮次数能显著提高内蒙古土默川平原滴灌玉米产量和氮素利用效率,玉米临界氮浓度稀释曲线模型可以有效识别内蒙古土默川平原玉米拔节期到乳熟期植株氮营养状况,通过该模型还可以计算、推荐合适的施肥量,能够实现玉米生长的按需作业。