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花生生长动态与土壤氮素水平的关系及模拟模型研究

导  师: 万勇善;刘风珍

学科专业: I0101

授予学位: 硕士

作  者: ;

机构地区: 山东农业大学

摘  要: 2006年设置氮肥试验,通过播种前施用不同数量的氮肥,造成土壤氮素水平的差异,测定了土壤氮、磷、钾动态变化,植株各器官氮、磷、钾含量和积累量动态,以及植株生长动态,研究了植株营养含量、生长与氮素水平的关系。根据经典生长分析的原理和方法,建立了花生生长模型。主要研究结果如下: (1)不同施氮水平土壤养分的变化动态播种前施用360、240、120、0kg/hm<'2>的氮素,苗期土壤速效n含量分别为117.8、110.2、89.6、83.9mg/kg,之后逐渐降低,到收获期分别降至73.4、75.1、68.9、62.2mg/kg,生育阶段下降速率与生长速率相关。不同氮素处理导致生育进程中速效氮、速效钾、有机质含量和下降速率的差异,高氮水平磷、钾含量下降较快,与植株生长量有关。 (2)不同施氮水平植株各器官氮、磷、钾积累规律花生各器官氮、磷、钾的含量明显受施氮水平的影响,随氮素水平的提高,叶、茎中氮、磷、钾的含量及籽粒氮、磷含量均有明显提高,对籽粒中钾含量无明显影响。全株平均氮含量动态,叶中由苗期的4.7%~5.0%,收获期降至2.2%~2.4%。茎中由2.86%~3.1%降至0.88%~1.1%。各处理n、p、k积累动念均呈s型曲线增长规律,与植株干物质增长同步。钾积累高峰期约在出苗后40d,氮、磷稍晚约在50d。高氮水平氮积累高峰期稍早,磷、钟无显著差异。氮、磷、钾最大积累速率均随氮素水平提高而增加。收获期氮、磷、钟累量,随施氮水平增加而提高。叶、茎和籽粒积累量占全株总积累量的比例,氮分别为14.98%、11.77%、64.88%,磷分别为17.02%、19.83%、43.71%,钟分别为13.71%、34.32%、33.66%。 (3)施氮水平对花生生长的影响随着氮素水平的提高花生主茎高、叶面积、干物质积累量显著提高。主茎高和干物质积累量动态符合s型曲线,用logistic方程可很好拟合。 处理间生长速率最大高峰期无显著差异,主茎生长速率最大高峰期在出苗后37d,干物质积累在50d。主茎高增长最大速率、干物质积累最大速率均随氮素水平提高而增加。叶、茎干物质积累速率在苗龄40d时达到高峰,荚果在苗龄60d达到高峰。 (4)花生物质生产模拟模型观测了2006年氮肥试验中四个不同施氮量处理各生育进程(出苗后天数)的干物质积累量,土壤速效氮含量。经过回归分析和曲线拟合,干物质积累发展动态符合s形曲线,用logistic方程w=wm/(1+ae<'bt>)拟合。用其分别建立不同施氮水平的干物质积累动态模型,对方程求导获得干物质积累速率△w和△w/w,即相对增长速率rgr。以每个生育时期4个不同施氮水平的土壤速效氮含量作自变量,分别建立不同生育时期干物质积累相对增长速率rgr与土壤速效氮含量的拟合方程rgr=a<'*>(ni-30)e^(b<'*>(ni-30)),获得各个时期对应的参数值a、b。经曲线拟合,不同生育进程的a=0.00281+8.378e-05d<,j>-2.200e-06d<,j>^2+9.272e-09d<,j>^3+1.707e-114^4,b=-0.016686+0.000116*d<,j>-0.000005*d<,j>^2,从而引入生育时期自变量。建立了干物质积累相对增长速率rgr=f(ni,di)(ni为不同生育时期的土壤速效氮含量,dj为生育时期)的模拟模型。最终建立干物质积累的预测模型w(t)=f(ni,dj,t)=w<,0>*(1+rgr),经2005年氮肥试验中干物质积累数据进行检验,三个不同施氮处理的预测值与实测值rmse分别为2.217g/plant、3.585g/plant、3.253g/plant,三个处理的rmse均小于5g/plant,模型预测效果较好。 由于该模型采用了经典生长分析的原理,只要了解某一时期的初始生物量,即可根据该期的土壤速效氮含量,预测之后任意一天的干物质积累量。因此模型可以适应各种生产条件。

关 键 词: 花生 氮素 矿质营养 生长模拟

分 类 号: [S565.2]

领  域: [农业科学]

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