1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
双季稻在中国具有悠久的种植历史，它的出现对充分利用自然资源和劳力资源，增加粮食产量起了十分重要的作用。氮素是氨基酸、蛋白质、核酸等物质生物合成的重要组成部分。因此氮素是作物产量形成和品质提高的重要营养元素。但是过高的氮素投入量即不合理的氮肥运筹方式在增加植稻成本的同时，也导致氮肥利用率降低。临界氮浓度被定义为在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值。氮浓度临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断作物氮营养动态变化的指标之一。通过适宜的施氮量即可提高双季稻产量和品质。
Lemaire和Salette在1984年首先提出了基于牧草整株氮浓度的临界氮浓度稀释曲线模型，结果表明：牧草在不受氮素限制的条件下，氮浓度(%N)与地上部生物量(W)之间存在：%N=αW，并且在氮浓度(%N)与生物量(W)之间存在一个常数：临界氮浓度曲线(criticalNcurve)，牧草内氮浓度值在这个曲线之下，则土壤供氮成为生物量累积的限制因素之一。Greenwood等在1990年提出了关于C3、C4作物临界氮浓度与地上部生物量关系的通用模型，后经Lemaire和Gastal等通过大量试验，修正了其中的参数，提出了关于C3、C4作物的新模型。由于试验设置和供试作物种类、品种的限制，此模型并不能代表所有的C3、C4作物。国外学者已针对不同作物开展了相关研究并已在马铃薯、冬油菜、玉米、高粱、小麦，向日葵等作物上得到了成功的应用。国内对于作物临界氮浓度的研究起步较晚，薛晓萍等构建了长江中下游植棉区棉花花后临界氮浓度稀释曲线模型，并利用模型对长江中下游植棉区棉花花后氮素营养状况进行了诊断，得出了长江中下游植棉区棉花的临界需氮量；王子胜等构建了东北特早熟棉区棉花临界氮浓度稀释模型，并得出在栽培密度9.75万株/hm2，施氮量240kg/hm2为东北特早熟棉区最佳种植密度和施氮量；梁效贵等构建了华北地区夏玉米的临界氮稀释及氮素营养指数模型，研究表明，氮素营养指数可作为华北地区夏玉米植株营养状况的诊断指标。赵犇等构建了基于临界氮浓度的不同蛋白质含量小麦的氮亏缺模型，并依据该模型对小麦生育期的营养状况进行诊断。
精确化和数字化农业技术的研究和实践正成为新世纪农业高新技术应用研究的热点领域，而精确氮肥管理作为精确农作的重要内容之一，它不仅能保证作物产量和品质，而且能提高氮肥利用效率、降低生产成本、减少农田污染，从而产生巨大的社会、经济和生态效益。纵观国内外对作物氮浓度营养诊断的研究进展，可以看出作物临界氮浓度稀释模型已经成为国外氮素氮素诊断的一个重要方法而国内对于此方面研究较少，有必要建立适应与国内双季稻氮素营养诊断的临界氮浓度稀释模型。这将为生产中双季稻的合理氮肥运筹提高依据。
参考文献:
2. 研究的基本内容和问题
按照Lemaire 和Salette等提出的方法计算临界氮浓度稀释曲线，步骤如下：1) 对比分析不同氮素水平试验下每次取样的地上部干物质及相应的氮浓度值，用方差分析对作物生长受氮素营养限制与否的施氮水平进行分类； 2) 对于施氮量不能满足作物最大生长需求的试验监测资料，其地上干物质与氮浓度值的关系以线性曲线拟合； 3) 对于作物生长不受氮素影响的施氮水平，用其地上部干物质的平均值代表最大干物质； 4) 每次取样日的理论临界氮浓度由上述线性曲线与以最大干物质为横坐标的垂线相交的交点的纵坐标决定。 双季稻临界氮浓度稀释曲线模型为:
%Nc=acDWmax
式中，%Nc 为临界氮浓度值；ac为地上部生物量为1 t/hm2时植株的临界氮浓度；DWmax为地上部生物量的最大值,t/hm2；b为决定临界氮浓度稀释曲线斜率的统计学参数。
3. 研究的方法与方案
按照Lemaire 和Salette等提出的方法计算临界氮浓度稀释曲线。在双季稻生长各关键时期，每小区取代表性植株20株，按器官分离，105℃杀青30 min，80℃烘干后称量，粉碎后使用半微量凯氏定氮法测定双季稻植株不同组织器官(茎、叶、穗)全氮含量(%)。各器官氮积累量(kghm－2) = 器官含氮量( %)器官干物质( kghm－2)。所有器官氮积累量相加得到地上部植株氮积累量。植株氮含量(%) = 植株氮积累量(kghm－2) /植株干物质( kghm－2)。
该技术已经多次进行运用科学可行，精确可靠。在上述田间试验后，采用Excel 软件进行数据处理和作图，采用SPSS 11. 0 统计软件进行单因素方差分析。使用软件GenStat 12 的简单分组线性回归功能测试本实验所建模型。
4. 研究创新点
作物临界氮浓度模型的构建在一些领域已有一定深刻的研究。
包括棉花、小麦、华北夏玉米甚至是蔬菜番茄。
但在种植面积巨大，区域广泛的双季稻领域的研究却十分匮乏。
5. 研究计划与进展
从2013年7月开始在双季稻生长各关键时期，每小区取代表性植株20株，按器官分离，105℃杀青30 min，80℃烘干后称量，粉碎后使用半微量凯氏定氮法测定双季稻植株不同组织器官(茎、叶、穗)全氮含量(%)。目前已经完成大部分定氮实验。预计在一月份完成全部的实验处理然后进入模型构建阶段。三月份前完成所有的工作，建立双季稻地上部临界氮浓度模型。
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