花生生長動態(tài)與土壤氮素水平的關(guān)系及模擬模型研究.pdf

1、2006年設(shè)置氮肥試驗(yàn)，通過播種前施用不同數(shù)量的氮肥，造成土壤氮素水平的差異，測定了土壤氮、磷、鉀動態(tài)變化，植株各器官氮、磷、鉀含量和積累量動態(tài)，以及植株生長動態(tài)，研究了植株營養(yǎng)含量、生長與氮素水平的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)典生長分析的原理和方法，建立了花生生長模型。主要研究結(jié)果如下： (1)不同施氮水平土壤養(yǎng)分的變化動態(tài)播種前施用360、240、120、0kg/hm<'2>的氮素，苗期土壤速效N含量分別為117.8、110.2、89.6、

2、83.9mg/kg，之后逐漸降低，到收獲期分別降至73.4、75.1、68.9、62.2mg/kg，生育階段下降速率與生長速率相關(guān)。不同氮素處理導(dǎo)致生育進(jìn)程中速效氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量和下降速率的差異，高氮水平磷、鉀含量下降較快，與植株生長量有關(guān)。 (2)不同施氮水平植株各器官氮、磷、鉀積累規(guī)律花生各器官氮、磷、鉀的含量明顯受施氮水平的影響，隨氮素水平的提高，葉、莖中氮、磷、鉀的含量及籽粒氮、磷含量均有明顯提高，對籽粒中鉀含量無

3、明顯影響。全株平均氮含量動態(tài)，葉中由苗期的4.7％～5.0％，收獲期降至2.2％～2.4％。莖中由2.86％～3.1％降至0.88％～1.1％。各處理N、P、K積累動念均呈S型曲線增長規(guī)律，與植株干物質(zhì)增長同步。鉀積累高峰期約在出苗后40d，氮、磷稍晚約在50d。高氮水平氮積累高峰期稍早，磷、鐘無顯著差異。氮、磷、鉀最大積累速率均隨氮素水平提高而增加。收獲期氮、磷、鐘累量，隨施氮水平增加而提高。葉、莖和籽粒積累量占全株總積累量的比例，氮

4、分別為14.98％、11.77％、64.88％，磷分別為17.02％、19.83％、43.71％，鐘分別為13.71％、34.32％、33.66％。 (3)施氮水平對花生生長的影響隨著氮素水平的提高花生主莖高、葉面積、干物質(zhì)積累量顯著提高。主莖高和干物質(zhì)積累量動態(tài)符合S型曲線，用Logistic方程可很好擬合。 處理間生長速率最大高峰期無顯著差異，主莖生長速率最大高峰期在出苗后37d，干物質(zhì)積累在50d。主莖高增長最大速

5、率、干物質(zhì)積累最大速率均隨氮素水平提高而增加。葉、莖干物質(zhì)積累速率在苗齡40d時達(dá)到高峰，莢果在苗齡60d達(dá)到高峰。 (4)花生物質(zhì)生產(chǎn)模擬模型觀測了2006年氮肥試驗(yàn)中四個不同施氮量處理各生育進(jìn)程(出苗后天數(shù))的干物質(zhì)積累量，土壤速效氮含量。經(jīng)過回歸分析和曲線擬合，干物質(zhì)積累發(fā)展動態(tài)符合S形曲線，用Logistic方程W=Wm/(1+ae<'bt>)擬合。用其分別建立不同施氮水平的干物質(zhì)積累動態(tài)模型，對方程求導(dǎo)獲得干物質(zhì)積累速

6、率△w和△W/W，即相對增長速率RGR。以每個生育時期4個不同施氮水平的土壤速效氮含量作自變量，分別建立不同生育時期干物質(zhì)積累相對增長速率RGR與土壤速效氮含量的擬合方程RGR=A<'*>(Ni-30)e^(B<'*>(Ni-30))，獲得各個時期對應(yīng)的參數(shù)值A(chǔ)、B。經(jīng)曲線擬合，不同生育進(jìn)程的A=0.00281+8.378E-05d<,j>-2.200E-06d<,j>^2+9.272E-09d<,j>^3+1．707E-114^4，B

7、=-0.016686+0.000116*d<,j>-0.000005*d<,j>^2，從而引入生育時期自變量。建立了干物質(zhì)積累相對增長速率RGR=f(Ni,di)(Ni為不同生育時期的土壤速效氮含量，dj為生育時期)的模擬模型。最終建立干物質(zhì)積累的預(yù)測模型W(t)=f(Ni，dj，t)=W<,0>*(1+RGR)，經(jīng)2005年氮肥試驗(yàn)中干物質(zhì)積累數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，三個不同施氮處理的預(yù)測值與實(shí)測值RMSE分別為2.217g/plant、3.5