基于贝叶斯统计的烤烟叶片临界氮稀释曲线构建OA北大核心CSTPCD

【目的】比较基于贝叶斯统计构建的烤烟叶片临界氮稀释曲线与传统方法的区别,以确定其是否可用于氮营养诊断,旨在简化和准确进行烤烟氮营养诊断。【方法】基于两年、3个氮肥用量田间试验,分析了不同氮肥施用量下移栽烤烟不同生长天数的叶片干物质积累量、氮含量。利用各取样时期最大叶片干物质重,将所有处理样本分为生长受氮限制组和不受氮限制组。然后,分别应用贝叶斯统计和传统两步法建立叶片临界氮稀释曲线,使用R语言中rjags软件包实现马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法,分析临界氮稀释曲线模型参数A1和A2的后验分布特征,分析曲线对受氮限制和不受氮限制的区分度,拟合计算叶片临界氮浓度和氮营养指数,并比较其相对于实际观测值的差异。【结果】施用氮肥显著增加了烤烟叶片干物质积累量,不同氮肥处理间差异显著,烤烟叶片氮浓度随烤烟生长进程而降低。参数A1和A2的95%后验分布分别为2.58~2.94和0.13~0.33;拟合的烤烟叶片临界氮稀释曲线不确定性水平(95%可信区间的宽度)随着叶片干物重的增加先减少后增加,曲线的不确定性水平为0.16%~0.70%。基于贝叶斯统计的烤烟叶片临界氮稀释曲线对氮限制组和非氮限制组的区分度为71%,优于传统两步法构建曲线的区分度;两种方法拟合的叶片临界氮浓度与实际临界氮浓度相关度基本一致;基于贝叶斯统计构建的曲线拟合计算的氮营养指数略大于两步法,通过两种方法拟合计算的氮营养指数呈高度线性相关,决定系数R^(2)=0.96,标准化均方根误差n-RMSE为6%,稳定度较高。【结论】基于贝叶斯统计构建的烤烟叶片临界氮稀释曲线为N_(c)=2.74×LDM^(−0.22)。贝叶斯曲线在拟合临界氮浓度的效果上,与两步法曲线差异不大,但较两步法曲线可以更好的区分生长受氮限制组与不受氮限制组,且计算的氮营养指数与两步法曲线的线性变异决定系数R2高达0.96,因此,贝叶斯曲线可更简单、准确地用于评价烤烟氮营养状况。