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基于临界氮浓度和作物模型的甜瓜氮素诊断与控制

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临界氮浓度稀释曲线作为诊断作物氮素水平的重要方法之一,由于缺乏对干物质量和养分含量等数据进行测量的简便方法,还未广泛应用.根据临界氮浓度稀释曲线的概念,提出一种将作物生长模型和作物氮浓度模型相结合的方法以估算作物生长所需的施氮量.该方法的主要思想是首先使用基于叶面积指数的甜瓜干物质量累积模型来模拟各个时期甜瓜的干物质量,再根据不同施氮水平对甜瓜不同时期含氮量的影响建立甜瓜氮素吸收模型,最后利用甜瓜栽培试验验证甜瓜干物质量与养分需求量之间的定量关系.结果表明,甜瓜干物质量模型与氮素吸收模型均与试验测量结果接近,模拟效果较好,决定系数(r2)分别为0.998 9、0.960 5;均方根误差(RMSE)分别为44.821 3 kg/hm2、0.268 0g/株.说明本研究提出的方法可较准确地计算出甜瓜的干物质和氮含量.基于所获得的甜瓜干物质量与氮需求量之间的定量关系,设计了一个氮肥施加模糊控制系统.仿真结果表明,该控制系统能有效地对甜瓜氮浓度进行控制,将各个生育期的甜瓜氮浓度稳定在临界氮浓度附近.本研究提出的将临界氮浓度和甜瓜生长模型结合的方法可行,能够根据作物不同的发育状态来提供合适的氮素,为作物精准施肥提供了新思路.

王招、高旭春、高绘文、苏远平

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江西理工大学能源与机械工程学院,江西南昌 330013

南昌市农业科学院,江西南昌 330038

临界氮浓度 氮素诊断 作物模型 模糊控制 甜瓜

国家自然科学基金国家自然科学基金江西省教育厅科技项目江西省重点研发计划

6226301361863015GJJ21083720192ACB60016

2024

10.15889/j.issn.1002-1302.2024.13.029

江苏农业科学
江苏省农业科学院

江苏农业科学

CSTPCD北大核心
影响因子：0.732
ISSN：1002-1302
年,卷(期)：2024.52(13)
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