基于叶面积指数的高粱、玉米临界氮浓度稀释曲线模型构建与比较研究

摘要

为确定高粱的氮营养指数及最佳施氮水平，以高粱‘晋早5577’、‘晋杂22’及玉米‘瑞普909’为材料，2023年于山西省朔州市朔城区和山阴县、晋中市榆次区、长治市沁县开展研究，采用完全随机区组试验设计，设置0（N₀）、30（N₁）、75（N₂）、150（N₃）、225（N₄）和300 kg/hm²（N₅）6个氮肥水平的田间试验，在高粱出苗后至抽穗期同时测定高粱、玉米的叶面积指数（LAI）和地上部植株氮含量（PNC），建立和比较高粱、玉米临界氮稀释曲线模型（CNDC），依据相对产量（RY）确定高粱、玉米的最佳氮营养指数（NNI）和施氮量。结果表明：各施氮处理均可显著提高高粱和玉米的LAI和PNC（P<0.05），但高粱具有更高的LAI，高粱抽穗期的LAI约为玉米的2倍；除N₀外，同一施氮水平下高粱的PNC均显著高于玉米（P<0.05）。基于LAI与PNC建立的高粱CNDC模型为：N_c=3.19 LAI^-0.30，玉米则为N_c=2.39 LAI^-0.31，二者均符合幂函数关系；且LAI=1.0时，高粱的N_c显著高于玉米（P<0.05），但2种作物PNC稀释速率基本一致。达到最大RY时，高粱的NNI均显著低于玉米（P<0.05），利用NNI确定高粱、玉米最佳施氮量分别为164和225 kg/hm²。尽管同一时期高粱N_c均显著高于玉米（P<0.05），但满足最适NNI下的施氮量均低于玉米。综上，高粱和玉米对氮素的需求和响应存在显著差异；山西省高粱生产中，施氮量为164 kg/hm²可获最大产量。

关键词

临界氮稀释曲线模型 / 高粱 / 玉米 / 氮营养指数