兼顾环境和高产的土壤供氮强度指标Nintensity研究

本研究以新疆滴灌棉花生产系统为例，以PSNT（Presidedress Soil Nitrate Testing）氮素资源管理系统为基础，以高产前提下最大程度的降低氮素的环境释放为研究目的。以土壤硝态氮适时监测技术、植株氮素营养适时诊断技术和流动注射分析技术为主要技术手段，以调控阶段内的追氮量和追肥前根层土壤硝态氮含量之和为总有效供氮量，该值与阶段内植物氮素目标吸收量之比作为氮素供应强度指标(Nintensity)，通过设定不同Nintensity梯度的裂区试验，以植株叶柄汁液的硝态氮浓度、主茎节数、第一果枝节位、保铃率、茎节比、顶部白花以上节数作为氮素营养反馈指标，结合标准供氮模式下的棉花氮素吸收积温累积模型和诊断指标体系的研究结果，研究适宜于高产滴灌棉田的不同生育阶段的Nintensity特征，为相关研究及生产实践提供依据。

建立在PSNT（Presidedress Soil Nitrate Testing）法基础上的土壤氮素优化管理法，突破了效应函数法无法通过过程优化实现结果优化的缺点，能够在作物全生育期内监测并动态平衡作物的氮素需求和氮素供应，在过去的验证试验中表现出突出的节氮、高效、环保的作用，与当地常规施氮量相比，施氮量降幅达到41-56％，氮素的表观损失下降了70-88％。但后续试验（2002-2008年）表明，优化施氮处理的长期产量和常规施氮处理比有降低的趋势，从而导致优化施氮技术在环境保护上是成功的，但在经济上是不成功的，限制了技术的应用。分析原因后认为解决该矛盾的核心就是在动态平衡根层氮素供需数量平衡的基础上，引入供氮强度指数，以满足高产棉花不同生育阶段对氮素供应强度的动态需求。对土壤供氮强度指数的研究结果不仅能够在PSNT法基础上进一步优化施氮，提高作物产量和氮素资源利用效率，而且也是高产棉田PSNT氮素管理法得以推广应用的关键，对于施肥理论及生产实践均有重要意义。本研究以新疆滴灌棉花生产系统为例，以PSNT（Presidedress Soil Nitrate Testing）氮素资源管理系统为基础，以高产前提下最大程度的降低氮素的环境释放为研究目的。以土壤硝态氮适时监测技术、植株氮素营养适时诊断技术和流动注射分析技术为主要技术手段，以调控阶段内的追氮量和追肥前根层土壤硝态氮含量之和为总有效供氮量，该值与阶段内植物氮素目标吸收量之比作为氮素供应强度指标(Nintensity)，通过设定不同Nintensity梯度的裂区试验，结合标准供氮模式下的棉花氮素吸收积温累积模型和诊断指标体系的研究结果，研究适宜于高产滴灌棉田的不同生育阶段的Nintensity特征，为相关研究及生产实践提供依据。.研究成果：1. 初步确定了棉花不同生育阶段的供氮强度指标合理范围，Nintensity值在苗期大于1.5，蕾期为1.25，盛花期为1.0，花铃前期为1.0，花铃中期为1.0，花铃后期在积温条件好的年份为0.75，在积温条件一般或差的年份为1.0，吐絮期为0.75。2. 建立了叶柄硝酸盐指标区划诊断图，茎节比诊断指标图，为生产中确定兼顾环境和高产的供氮强度时，提供了理论依据，为生产中氮素管理提供了可行的参照依据。3.建立了基于供氮强度的棉花根系构型调控技术，并获得了4个发明专利授权。