杜婭丹,曹紅霞,谷曉博,王 萍
(西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 楊凌 712100)
氮素是作物吸收的主要養(yǎng)分之一,缺氮會限制作物的生長,氮素過多會造成環(huán)境污染、氮肥利用效率低等問題,氮肥的供應(yīng)與作物需求比例失調(diào)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的關(guān)鍵問題[1]。明確番茄不同生育階段的氮需求特征是合理施肥的基礎(chǔ)。臨界氮濃度被定義為在一定生長時期內(nèi)獲得最大生物量時的最小氮濃度值[2],確定作物的臨界氮濃度值是作物氮營養(yǎng)診斷的基本方法之一。近年來,國內(nèi)外學(xué)者已針對小麥[3,4]、玉米[5]、秈稻[6]、番茄[7]、高粱[8]、冬油菜[9]等建立了不同作物的臨界氮濃度稀釋曲線模型,并利用模型對作物進(jìn)行氮營養(yǎng)診斷。基于臨界氮濃度,氮營養(yǎng)指數(shù)(N nutrition index,NNI)被定義為實(shí)際氮濃度與臨界氮濃度的比值,因其對作物氮營養(yǎng)水平變化敏感,可以作為評價氮營養(yǎng)狀況的一個可靠指標(biāo)[10]。HU Da-Wei等[11]構(gòu)建了馬鈴薯氮營養(yǎng)指數(shù)與氮肥利用效率、產(chǎn)量、光能利用效率及葉片參數(shù)間的關(guān)系,結(jié)果表明氮營養(yǎng)指數(shù)與相對產(chǎn)量、葉面積指數(shù)、葉片含氮量呈線性正相關(guān)關(guān)系,與光能利用效率呈二次曲線關(guān)系。Christos A.Dordas[12]研究了亞麻籽氮營養(yǎng)指數(shù)和氮肥利用效率的關(guān)系和利用氮營養(yǎng)指數(shù)估測產(chǎn)量的可行性。梁效貴等[13]探討了氮營養(yǎng)指數(shù)評價玉米氮營養(yǎng)狀況的可行性,并得到氮營養(yǎng)指數(shù)與相對氮累積量、相對地上部生物量和相對產(chǎn)量均具顯著相關(guān)性。Ziadi等[5]也將氮營養(yǎng)指數(shù)作為玉米氮虧缺診斷的評價指標(biāo)。而在不同濃度硝銨比營養(yǎng)液基質(zhì)栽培番茄條件下,構(gòu)建不同氮源番茄的臨界氮濃度、氮營養(yǎng)指數(shù)和氮虧缺模型并診斷番茄氮營養(yǎng)狀況,以及探究NNI和植株氮累積量、地上部生物量和產(chǎn)量間關(guān)系的研究還未見報(bào)道。
試驗(yàn)以“天碩308”番茄品種為供試材料,采用桶栽基質(zhì)栽培技術(shù),研究不同濃度硝銨比下番茄地上部生物量、植株含氮量的動態(tài)變化,建立基質(zhì)栽培番茄不同濃度硝銨比的臨界氮濃度稀釋模型、氮營養(yǎng)指數(shù)模型和氮虧缺模型,并探討氮營養(yǎng)指數(shù)和相對地上部生物量、相對氮累積量和相對產(chǎn)量間的關(guān)系,以及利用氮營養(yǎng)指數(shù)估測基質(zhì)栽培番茄植株氮素盈虧水平的可行性,以期為基質(zhì)栽培番茄氮素的合理施用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
試驗(yàn)于2014年8-12月在西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室日光溫室內(nèi)進(jìn)行。供試番茄品種為“天碩308”。試驗(yàn)用桶底部直徑25 cm,頂部30 cm,高30 cm,桶底部打孔,下墊有托盤,試驗(yàn)期間托盤內(nèi)未觀察到液體滲出,每桶裝珍珠巖0.75 kg。于2014年8月18日選取長勢一致,無病蟲害的健壯植株定植于桶內(nèi),每桶1株。番茄全生育期可劃分為苗期(8月18日至9月3日)、開花坐果期(9月4日至9月19日)、一穗果膨大期(9月20日至10月4日)、二穗果膨大期(10月5日至11月12日)、收獲期(11月13日至12月2日),本試驗(yàn)中番茄品種為無限生長型,生長過程中留3穗果打頂。
營養(yǎng)液采用1/2Hoagland營養(yǎng)液,略作修改,即在營養(yǎng)液中加入不同形態(tài)的氮源(NH+4-N和NO-3-N),銨態(tài)氮由NH4Cl提供,硝態(tài)氮由NaNO3提供。采用硝銨比和施氮水平2因素隨機(jī)試驗(yàn)方案,設(shè)置3個硝銨配比:100∶0,75∶25,50∶50,分別標(biāo)記為N100,N75+A25和N50+A50;以Hoagland標(biāo)準(zhǔn)配方的氮濃度為一個劑量(記為1s),每個硝銨比組合分別設(shè)置3個氮濃度水平為(1/4)s,(1/2)s和(3/4)s,共9個處理,即N100(1/4)s、N100(1/2)s、N100(3/4)s、N75+A25(1/4)s、N75+A25(1/2)s、N75+A25(3/4)s、N50+A50(1/4)s、N50+A50(1/2)s和N50+A50(3/4)s,每個處理重復(fù)15次。營養(yǎng)液中大量元素的含量分別是P 0.5 mmol/L、K 3 mmol/L、Ca 2 mmol/L、Mg 1 mmol/L、S 1 mmol/L,微量元素的含量分別是 B 26.26 μmol/L-1、Mn 9.15 μmol/L、Zn 0.77 μmol /L、Cu 0.32 μmol /L、Mo 0.39 μmol/L,以EDTA-Fe(20.06 μmol/L)為Fe源。此外,營養(yǎng)液中均加入雙氰胺(7 μmol/L)作為硝化抑制劑。營養(yǎng)液直接澆灌在基質(zhì)中,苗期、開花坐果期和收獲期每隔2 d澆灌一次營養(yǎng)液,每桶每次用量500 mL,一穗果膨大期和二穗果膨大期每隔1 d澆灌一次營養(yǎng)液,每桶每次用量500 mL。
分別于苗期、開花坐果期、一穗果膨大期、二穗果膨大期、收獲期隨機(jī)選取番茄3株,將樣株去根,莖、葉、果分離,105 ℃下烘30 min殺青,然后于75 ℃烘干至恒質(zhì)量稱重。粉碎并充分混勻烘干樣品,過0.5 mm篩,用H2SO4-H2O2消煮[14],采用AA3型流動分析儀測定消煮液中全氮含量。各器官氮累積量=各器官含氮量×各器官干物質(zhì)量;所有器官氮累積量相加得到地上部植株氮累積量;地上部植株含氮量=地上部植株氮積累量/地上部植株干物質(zhì)量。
果實(shí)成熟后按處理采摘,每個處理取3個重復(fù),每次收獲時將各計(jì)產(chǎn)處理分別稱取果實(shí)鮮重,計(jì)算產(chǎn)量。
1.3.1臨界氮濃度
臨界氮濃度的計(jì)算方法有2種。第1種是根據(jù)Justes等[15]1994年提出的臨界氮濃度的定義及計(jì)算方法,步驟如下:①數(shù)據(jù)分組。作物生長對氮素的反應(yīng)可以分為2種情形,一是隨著施氮量的增加作物地上部生物量顯著增加,表明作物生長受氮素不足的限制;二是盡管氮素吸收量可能增加,但地上部生物量并未出現(xiàn)顯著增加,即作物生長不受氮素制約。對不同施氮處理的每次取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析,通過分析對作物生長受氮素營養(yǎng)限制與否的施氮水平進(jìn)行分類。②對2組數(shù)據(jù)的地上部生物量(X)和對應(yīng)的氮濃度值(Y)分別進(jìn)行回歸曲線擬合,每次取樣的臨界氮濃度由上述2類曲線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)決定。第2種方法是Herrmann和Taube[16]為解決相鄰的氮素處理水平結(jié)果相近、顯著性不高而提出的,對生物量和含氮量之間的關(guān)系以分段函數(shù)擬合。而本試驗(yàn)不同處理間差異顯著,且各取樣時期數(shù)據(jù)未呈現(xiàn)較好的分段函數(shù)特性,因此采用第1種方法建模。
1.3.2臨界氮濃度稀釋曲線
依據(jù)Lemaire和Salette等[17]1984年提出的臨界氮濃度與地上部生物量關(guān)系的方程式,臨界氮濃度稀釋曲線模型為:
%Nc=acDW-bmax
(1)
式中:%Nc為臨界氮濃度值;ac為基質(zhì)栽培番茄地上部生物量為1 g/株時的臨界氮濃度;DWmax為番茄地上部生物量最大值,g/株;b為決定臨界氮濃度稀釋曲線斜率的統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)。
番茄植株的氮吸收量與累積地上部最大生物量之間的關(guān)系可用如下公式表示:
Nupt=10NcDWmax
(2)
將式(1)代入式(2)得到番茄的臨界氮吸收模型:
Nuptc=10acDW1-bmax
(3)
由式(2)可推出番茄的地上部氮累積虧缺模型:
Nand=Nna-Nuptc
(4)
式中:Nna為不同氮肥濃度下實(shí)際氮積累量,mg/株;Nuptc為臨界氮濃度條件下的氮積累量,mg/株;Nand為氮虧缺量,若Nand>0,說明氮積累過量,反之則氮積累不足。
為了進(jìn)一步明確作物的氮素營養(yǎng)狀況,Lemaire等提出了氮素營養(yǎng)指數(shù)(N nutrition index,NNI)的概念,可用如下公式來表示:
NNI=Nt/Nc
(5)
式中:Nt為地上部生物量氮濃度的實(shí)測值,mg/g;Nc為根據(jù)臨界氮濃度稀釋曲線模型求得的在相同地上部生物量時的氮濃度值,mg/g。
NNI可以直觀反映作物體內(nèi)的氮營養(yǎng)狀況,NNI小于1,則氮素不足;等于1,恰好合適;大于1,則氮營養(yǎng)過剩。
由于番茄產(chǎn)量、地上部生物量、氮累積量隨生育期變化較大,為了量化產(chǎn)量、地上部生物量、氮累積量與NNI間的關(guān)系,將不同氮源下的這些指標(biāo)分別進(jìn)行處理:
RY=Ya/Ym
(6)
RNupt=Na/Nm
(7)
RDW=DWa/DWm
(8)
式中:RY為相對產(chǎn)量;Ya為各處理實(shí)測產(chǎn)量;Ym為平均產(chǎn)量;RNupt為相對氮累積量;Na為各處理實(shí)際氮累積量;Nm為平均氮累積量;RDW為相對地上部生物量;DWa為各處理實(shí)測地上部生物量;DWm為平均地上部生物量。
數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析,方差分析使用最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行,所有數(shù)據(jù)采用OriginPro8.5作圖。
2.1.1不同濃度硝銨比下番茄地上部生物量與氮濃度變化規(guī)律
分析不同濃度硝銨比下番茄地上部生物量和相對應(yīng)的氮濃度值(見表1和圖1)。結(jié)果表明,不同氮源處理下,地上部生物量隨生育進(jìn)程而增加,且在N75+A25 (1/2)s處理下達(dá)到最大值153.80 g/株;同一氮源同一取樣時期,番茄地上部生物量隨著施氮濃度的增加,表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢,并以(1/2)s處理最高,說明過量施氮沒有有效提高地上部生物量。由圖1可知,不同氮源下地上部生物量中的氮濃度隨著氮肥濃度的增加而增加,隨生育進(jìn)程而降低,說明番茄地上部氮濃度存在稀釋現(xiàn)象。而在相同氮肥濃度下, N75+A25番茄地上部生物量的氮濃度值均高于N100和N50+A50處理對應(yīng)的氮濃度值。
表1 不同濃度硝銨比對番茄地上部生物量的動態(tài)累積的影響Tab.1 Effects of different concentrations of nitrate and ammonium ratios on dynamic accumulation of soilless tomato shoot biomass
注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差;同列不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著;#表示數(shù)據(jù)為限氮組;*表示數(shù)據(jù)為非限氮組;+表示該數(shù)據(jù)與限氮和非限氮數(shù)據(jù)均不顯著。
圖1 不同濃度硝銨比下基質(zhì)栽培番茄地上部生物量氮濃度的動態(tài)變化Fig.1 Dynamic of nitrogen concentration in aboveground biomass of soilless tomato under different concentrations of nitrate and ammonium ratios
根據(jù)Justes等[15]提出的臨界氮濃度的計(jì)算方法,對各生育期不同濃度硝銨比下番茄的地上部生物量進(jìn)行LSD方差分析(見表1)。根據(jù)分析結(jié)果將數(shù)據(jù)分為限氮(標(biāo)記為#)和非限氮(標(biāo)記為*)2組,即每個取樣日的最低生物量等級的為限氮組,每個取樣日最高生物量等級的為非限氮組,與限氮組和非限氮組差異均不顯著(標(biāo)記為+,即一果膨大期的N100 (3/4)s、二果膨大期的N75+A25 (3/4)s、收獲期的N50+A50 (3/4)s處理的數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)點(diǎn)予以舍去。從不同氮源下地上部生物量的方差分析結(jié)果可以看出,非限氮組的數(shù)據(jù)點(diǎn)均來自(1/4)s濃度的取樣值,限氮組的數(shù)據(jù)點(diǎn)幾乎全部為(1/2)s和(3/4)s處理的取樣值。
2.1.2臨界氮濃度稀釋曲線的建立
根據(jù)式(1)確定的臨界氮濃度值與對應(yīng)的地上部最大生物量進(jìn)行擬合,得到番茄臨界氮濃度稀釋曲線模型。根據(jù)式(3)計(jì)算得到氮素吸收模型(見表2)。通過番茄地上部生物量與氮濃度值的對比發(fā)現(xiàn),在相同地上部生物量的情況下,氮濃度值有很大的變異性,利用每個取樣日所觀察到氮濃度的最大值、最小值可得到番茄最大、最小氮濃度稀釋模型,同樣符合模型(1),模型參數(shù)見表2。
從表2可以看出,不同氮源下番茄臨界、最高、最低氮濃度稀釋模型形式一致,但參數(shù)不同。同一氮源下模型的曲線斜率b值相同或相近,而不同氮源間模型斜率差異較大,表現(xiàn)為N75+A25 表2 番茄臨界氮濃度稀釋模型和氮素吸收模型參數(shù)值Tab.2 Parameters of nitrogen dilution model and nitrogen uptake model for tomato 2.2.1基于氮營養(yǎng)指數(shù)(NNI)的基質(zhì)栽培番茄氮營養(yǎng)診斷 為了更精確地反映番茄植株氮素是否適宜,氮營養(yǎng)指數(shù)被用來定量評估番茄體內(nèi)的氮素狀況。由圖3可知,不同濃度硝銨比下的NNI變化趨勢一致,都呈現(xiàn)出一定程度的波動性。番茄移栽后32~84 d是番茄開花坐果期至二果膨大期,(1/2)s和(3/4)s處理的NNI總體呈現(xiàn)下降的趨勢,可能是由于地上部生物量的快速增加,促使植株對氮肥需求量增加。N100、N75+A25和N50+A50 3種氮源處理下,隨著施氮水平的提高NNI的值不斷上升,且(1/4)s處理的NNI都小于1,表明番茄受到了氮素不足的制約,(3/4)s處理的NNI都大于1,表明番茄氮營養(yǎng)過剩;(1/2)s處理下,3種氮源的NNI分別為1.003~1.180、0.99~1.070、1.040~1.110,N50+A50的適宜施氮水平在(1/4)s和(1/2)s之間變化,N100下(1/2)s施肥水平與適宜施氮量最為接近,但仍略高于需求量,可見N100下適宜的施肥水平應(yīng)該是略低于(1/2) s濃度,N75+A25 (1/2)s處理的NNI始終最接近1或在1附近變化,表明此時的施氮量較為適宜。 圖2 基質(zhì)栽培番茄地上部生物量的氮濃度稀釋曲線Fig.2 Nitrogen concentration dilution curve in aboveground biomass of soilless tomato 圖3 不同濃度硝銨比下基質(zhì)栽培番茄氮營養(yǎng)指數(shù)動態(tài)變化Fig.3 Dynamics of the NNI for soilless tomato under different concentrations of nitrate and ammonium ratios 2.2.2基于氮累積虧缺的基質(zhì)栽培番茄氮營養(yǎng)診斷 N100、N75+A25和N50+A50 3種氮源處理下,隨著施氮濃度的提高,氮虧缺值均逐漸減小(見表3)。由表3可知,在番茄生長過程中氮虧缺值呈現(xiàn)一定的動態(tài)變化,將不同濃度硝銨比下實(shí)測氮虧缺值與最佳氮營養(yǎng)狀況之間的偏離程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,各處理下動態(tài)氮虧缺值與最佳營養(yǎng)狀況間的RMSE,N100分別為0.551、0.151、0.272 g/株,N75+A25分別為0.597、0.068、0.286 g/株,N50+A50分別為0.312、0.169、0.295 g/株,得到N75+A25 (1/2)s的動態(tài)氮虧缺值與最佳氮營養(yǎng)狀況的RMSE最小,說明硝銨比75∶25,施肥水平(1/2)s為最佳的施肥組合。 由圖4可知,3種氮源處理下番茄氮營養(yǎng)指數(shù)和氮虧缺值呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,擬合度分別為0.903、0.920和0.890[式(9)、(10)、(11)]。整個生育期中,氮營養(yǎng)指數(shù)從0.7到1時,根據(jù)公式(9)、(10)、(11)得到N100、N75+A25和N50+A50分別需要累積0.539、0.618和0.409 g/株氮素,說明N75+A25氮源組合需要比N100和N50+A50積累更多的氮素才能滿足作物正常生長的需要。 表3 不同濃度硝銨比下基質(zhì)栽培番茄氮虧缺值的動態(tài)變化Tab.3 Dynamics of the accumulative nitrogen deficit for soilless tomato under different concentrations of nitrate and ammonium ratios 氮營養(yǎng)指數(shù)和氮虧缺值定量關(guān)系: N100:Nand=1.796NNI-1.925R2=0.920** (9) N75+A25:Nand=2.059NNI-2.193R2=0.920** (10) N50+A50:Nand=1.362NNI-1.411R2=0.818** (11) 圖4 番茄氮營養(yǎng)指數(shù)與氮虧缺值的定量關(guān)系Fig.4 Quantitative relationship between NNI and accumulative nitrogen deficit for tomato 為了評價NNI在預(yù)測植株氮素盈虧上的可行性,分別研究了相對氮累積量(RNupt)、相對地上部生物量(RDW)和相對產(chǎn)量(RY)與NNI之間的關(guān)系(見圖5~7)。結(jié)果表明,相對地上部生物量和產(chǎn)量均隨NNI的增加呈先升高后降低的趨勢,RDW~NNI、RY~NNI均表現(xiàn)為二次曲線關(guān)系,除N50+A50下相對產(chǎn)量與NNI為顯著二次相關(guān)外,其他均達(dá)極顯著水平。而相對氮累積量隨著NNI的增加而增加,RNupt~NNI表現(xiàn)為線性相關(guān)關(guān)系,擬合度均達(dá)極顯著水平。本研究條件下,各氮源下番茄的相對地上部生物量和相對產(chǎn)量達(dá)到最大值的NNI值,在N100處理下分別為1.085、1.085,在N75+A25處理下分別為1.079、1.051,在N50+A50處理下分別為1.137、1.120,均處在1~1.14。以上分析表明,NNI和相對氮累積量、相對地上部生物量、相對產(chǎn)量之間關(guān)系密切,利用氮營養(yǎng)指數(shù)定量評估番茄體內(nèi)的氮營養(yǎng)狀況是可靠的。 圖5 番茄氮營養(yǎng)指數(shù)(NNI)與相對地上部生物量(RDW)的關(guān)系Fig.5 Relationship between NNI and relative aboveground biomass in tomato 圖6 番茄氮營養(yǎng)指數(shù)(NNI)與相對氮累積吸收量(RNupt)的關(guān)系Fig.6 Relationship between NNI and relative total N uptake amount in tomato 圖7 番茄氮營養(yǎng)指數(shù)(NNI)與相對產(chǎn)量(RY)的關(guān)系Fig.7 Relationship between NNI and relative yield (RY) in tomato 本研究中番茄地上部生物量的氮濃度值隨著施肥量的增加而增加,隨生育進(jìn)程稀釋的現(xiàn)象可能是由于植株生長過程中葉片的相互遮陰以及莖、果實(shí)和葉柄的比例增大有關(guān)[20],這與Justes[21]和王新[7]的研究結(jié)果一致。國內(nèi)外學(xué)者構(gòu)建了不同作物的臨界氮濃度稀釋模型,Justes[21]等得到冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線模型%Nc=5.35DW-0.442max,Caludia M[22]等構(gòu)建加工馬鈴薯的臨界氮濃度稀釋曲線模型%Nc=5.30DW-0.42max,Tei F[23]構(gòu)建加工番茄臨界氮濃度稀釋曲線模型%Nc=4.53DW-0.327max,上述模型形式與Greenwood[24]等提出的模型形式一致,臨界氮含量與地上部生物量之間均表現(xiàn)為冪函數(shù)關(guān)系。本研究所構(gòu)建的不同氮源下基質(zhì)栽培番茄地上部生物量和臨界氮濃度值間的模型形式符合Greenwood[21]等的假設(shè):%Nc=3.836DW-0.237max(N100)、%Nc=4.145DW-0.221max(N75+A25)、%Nc=3.470DW-0.247max(N50+A50),但參數(shù)不同,原因可能是:①不同作物和品種的根、莖、葉形態(tài)及其內(nèi)在生理生態(tài)機(jī)制不同造成了相應(yīng)的氮濃度稀釋模型參數(shù)差異較大;②由于施氮方式、栽培條件及品種的不同造成了模型參數(shù)的差異,王新[7]等采用里格爾“87-5”番茄品種,膜下滴灌栽培條件直接施入氮肥的方式構(gòu)建加工番茄的臨界氮濃度稀釋曲線模型,Tei F基于大田條件構(gòu)建了加工番茄臨界氮濃度稀釋曲線模型,模型僅適用于移栽后40 d到成熟期。而本研究采用桶栽基質(zhì)栽培、澆灌營養(yǎng)液的栽培模式,構(gòu)建了不同氮源下番茄臨界氮濃度稀釋模型,能夠更精確地量化氮肥的施入量和作物的氮素營養(yǎng)狀況,使模型更具機(jī)理性。 基于作物臨界氮濃度,Lemaire等[25]提出的NNI的概念,具有明確的生物學(xué)意義,可以動態(tài)診斷番茄氮營養(yǎng)狀況。本研究中運(yùn)用NNI對不同氮源下番茄氮營養(yǎng)狀況進(jìn)行診斷,得到與其他指標(biāo)確定的適宜施肥量相同的結(jié)論,表明NNI可以較好地反應(yīng)番茄生育期的氮營養(yǎng)狀況,量化了番茄在生長過程中的養(yǎng)分供應(yīng)量。通過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),NNI和番茄氮虧缺值、相對氮累積量、相對地上部生物量和產(chǎn)量間顯著相關(guān),說明利用NNI評價植株氮營養(yǎng)狀況的方法是可靠的。 (1)本文依據(jù)不同濃度硝銨比營養(yǎng)液基質(zhì)栽培試驗(yàn)資料,建立了3個氮源下番茄臨界氮濃度稀釋模型%Nc=3.836DW-0.237max(N100)、%Nc=4.145DW-0.221max(N75+A25)、%Nc=3.470DW-0.247max(N50+A50),3個模型的參數(shù)ac和曲線斜率b均不相同,表明不同氮源處理番茄有其獨(dú)立的氮濃度稀釋曲線。 (2)基于臨界氮濃度構(gòu)建的氮營養(yǎng)指數(shù)和氮虧缺模型對基質(zhì)栽培番茄生育期的氮營養(yǎng)狀況診斷結(jié)果一致,以N75+A25 (1/2)s最適宜。 (3)氮營養(yǎng)指數(shù)能直觀反映番茄生育期的氮素營養(yǎng)狀況,與氮虧缺值、相對地上部生物量、相對氮累積量和相對產(chǎn)量間呈顯著相關(guān)性,可為基質(zhì)栽培番茄精確合理化施用氮肥提供理論指導(dǎo)。 [1] Haraldsen T K, Asdal A, Grasdalen C, et al. Nutrient balances and yields during conversion from conventional to organic cropping systems on silty loam and clay soils in Norway [J]. Biological Agriculture and Horticulture, 2000,17:229-246. [2] Lemaire G, Gastal F, Salette J. Analysis of the effect of N nutrition on dry matter yield of a sward by reference topotential yield and optimum N content [C]∥ Proceedings of the 16th International Grassland Congress. Nice, France, 1989:179-180. [3] Yue S C, Meng Q F, Zhao R F, et al. Critical nitrogen dilution curve for optimizing nitrogen management of winter wheat production in the North China Plain [J]. Agronomy Journal, 2012,104:523-529. [4] Ziadi N, Belanger G, Claessens A, et al. Determination of a critical nitrogen dilution curve for spring wheat [J]. Agronomy Journal, 2010,102:241-250. [5] Ziadi N, Brassard M, Bélanger G, et al. Critical nitrogen curve and nitrogen nutrition index for corn in eastern Canada [J]. Agronomy Journal, 2008,100: 271-276. [6] Sheehy J E, Dionora M J A, Mitchell P L, et al. Critical nitrogen concentrations: implications for high-yielding rice (Oryza sativa L.) cultivars in the tropics [J]. Field Crops Research, 1998,59:31-41. [7] 王 新, 馬富裕, 刁 明,等. 滴灌番茄臨界氮濃度、氮素吸收和氮營養(yǎng)指數(shù)模擬[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013,29(18):99-108. [8] van Oosterom E J, Carberry P S. Critical and minimum N contents for development and growth of grain sorghum [J]. Field Crops Research, 2001,70(1):55-73. [9] Colnenne C, Meynard J M, Reau R. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter oilseed rape [J]. Annals of Botany, 1998,81(2):311-317. [10] Lemaire G, Jeuffroy M H, Gastal F. Diagnosis tool for plant and crop N status in vegetative stage theory and practices for crop N management [J]. European Journal of Agronomy, 2008,28:614-624. [11] Hu D W, Sun Z P, Li T L, et al. Nitrogen nutrition index and its relationship with N use efficiency, tuber yield, radiation use efficiency, and leaf parameters in potatoes [J]. Journal of Integrative Agriculture, 2014,13(5):1 008-1 016. [12] Christos A D. Nitrogen nutrition index and its relationship to N use efficiency in linseed [J]. European Journal of Agronomy, 2011,34:124-132. [13] 梁效貴,張經(jīng)廷,周麗麗, 等. 華北地區(qū)夏玉米臨界氮稀釋曲線和氮營養(yǎng)指數(shù)研究[J]. 作物學(xué)報(bào), 2013,39(2):292-299. [14] 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000:302-316. [15] Justes E, Mary B, Meynard J M, et al. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter wheat crops [J]. Annals of Botany, 1994,74:397-407. [16] Herrmann A, Taube F. The range of the critical N dilution curve for maize can be extended until silage maturity [J]. Agronomy Journal, 2004,96:1 131-1 138. [17] Lemaire G, Salette J. Croissance estivale en matiere seche de peuplements de fetuque elevee (Festuca arundinacea Schreb) et de dactyle (Dactylisglomerata L.) danslouest de la France: I. Etude en conditions de nutrition azotee et dalimentation hydrique non limitantes [J]. Agrono-mie, 1987,7(6):373-380. [18] Dong C X, Shen Q R, Wang G. Tomato growth and organic acid changes in response to partial replacement of NO3-N by NH+4-N [J]. Pedosphere, 2004,14(2):159-164. [19] Yan F, Schubert S, Mengel K. Effect of low root medium pH on net proton release, root respiration, and root growth of corn (Zeamays L.) and broad bean (Viciafaba.) [J]. Plant Physiological, 1992,99:415-421. [20] Roger N, Yves D, Nicolas T. A mathematical model for nitrogen demand quantification and a link to broccoli (Brassica oleracea var. italica) glutamine synthetase activity [J]. Plant Science, 2003,165:483-496. [21] Justes E, Mary B, Meynard J M, et al. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter wheat crops [J]. Annals of Botany, 1994,74:397-407. [22] Claudia M, Giletto & Hernán E, Echeverría. Critical nitrogen dilution curve for processing potato in Argentinean Humid Pampas [J]. American Journal of Potato Research, 2012,89(2):102-110. [23] Tei F, Benincasa P, Guiducci M. Critical nitrogen concentration in processing tomato[J]. European Journal of Agronomy, 2002,18(1):45-55. [24] Greenwood D J, Gastal F, Lemaire G. Growth rate and %Nof field grown crops: theory and experiments [J]. Annals of Botany, 1991,67(2):181-190. [25] Lemaire G, Gastal F. N uptake and distribution in plant canopies: diagnosis of the nitrogen status in crops[R]. Springer Berlin Heidelberg, 1997:3-43.2.2 不同濃度硝銨比下番茄氮營養(yǎng)診斷
2.3 氮營養(yǎng)指數(shù)與相對氮累積量、相對地上部生物量和相對產(chǎn)量間的關(guān)系
3 討 論
4 結(jié) 論