关于如何改进小麦氮管理作物氮生物量关系建模的新见解

小麦对全球粮食安全至关重要，但面临着需求增加和耕地有限的挑战。氮(N)肥料对于高产至关重要，但可能会对植物生长和环境产生不利影响，这凸显了有效氮管理的重要性。

临界氮浓度(Nc)概念是确定植物氮状态和肥料优化的关键。

最近的研究指出了基于芽生物​​量的传统Nc稀释曲线的局限性，主张考虑叶片生物量，因为其对氮的光合反应。这些曲线的变异性受基因型、环境和管理的影响，给作物建模带来了不确定性。现有的研究差距包括不同Nc曲线得出的氮营养指数不一致，以及缺乏针对小麦的基于器官的Nc稀释曲线的研究。

本研究利用不同基因型、环境和管理(G×E×M)条件下的14项小麦氮(N)肥料实验数据来开发和比较器官特异性临界氮浓度(Nc)稀释曲线，分析其不确定性，并研究参数的变化。

研究发现，不同基因型和种植环境下，叶、茎、芽生物量和叶面积指数(LAI)的Nc稀释曲线参数存在显着差异。参数A1(起始位置)和A2(稀释率)的变异性受到G×E×M相互作用的影响，其中叶片生物量变化最小。

曲线参数A1和A2与各种因素相关，如蒸气压不足(VPD)、芽氮浓度(Nmax)、最大芽生物量(DMmax)和平均生长度日(AGDD)。然而，这些参数受基因型差异的影响较小。

降雨等环境特征与曲线参数没有显着相关性。Nc浓度通常随着生物量和LAI的增加而降低。营养生长期叶Nc保持较高浓度，而茎Nc浓度下降较快。不同实验条件下Nc曲线存在显着差异。

该研究还比较了不同器官的氮营养指数(NNI)。每个器官的NNI值随着施氮量的增加而增加。与茎生物量相比，叶生物量保持较高的NNI值且变化较小。器官特异性NNI和基于茎生物量的NNI之间的关系揭示了不同植物器官之间氮状态的差异。

总之，研究结果强调需要改进作物氮-生物量关系模型和不同G×E×M条件下的氮管理实践，为增强作物生长模型提供有价值的见解。