玉米冠層光譜氮營(yíng)養(yǎng)診斷追肥模型的研究.pdf

1、在我國(guó)，化肥尤其是氮肥的施用存在利用率低、污染環(huán)境等問(wèn)題，為解決這些問(wèn)題，必須進(jìn)行精準(zhǔn)變量施肥。 國(guó)內(nèi)外在變量施肥控制系統(tǒng)的研究方面有很多成果和進(jìn)展。國(guó)外的成型系統(tǒng)盡管性能優(yōu)良，但其總體造價(jià)都很昂貴，且其所依據(jù)的氣候和土壤條件等都與我國(guó)不甚相同，不適宜在我國(guó)國(guó)內(nèi)推廣。而國(guó)內(nèi)所研究的變量施肥系統(tǒng)則具有機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜，受肥料物理特性影響較大且造價(jià)較高的缺點(diǎn)。 近幾年，遙感技術(shù)的迅速發(fā)展及其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中不斷深入的應(yīng)用使近地遙感測(cè)

2、試與變量施肥的結(jié)合也有了進(jìn)一步的發(fā)展。歸一化植被差異指數(shù)(NDVI)是作物生長(zhǎng)中重要的冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)之一，對(duì)群體光分布、光能利用和作物產(chǎn)量有著重要的影響。 本文主要是針對(duì)吉林省在推廣測(cè)土配方旋肥過(guò)程中，廣大農(nóng)戶悄然興起的改玉米氮肥基、追施用為一次性施肥：即農(nóng)民不能按照決策施肥卡中規(guī)定的氮肥施用方法(基肥和追肥)去做，而是在播種時(shí)將氮肥全部以基肥形式施入的現(xiàn)象。提出玉米氮肥的施用應(yīng)采用以作物營(yíng)養(yǎng)診斷為主的追肥制施肥方式，并依據(jù)NDV

3、I值與玉米追肥模型的關(guān)系，通過(guò)對(duì)玉米生育期中實(shí)時(shí)獲取的現(xiàn)場(chǎng)玉米冠層歸一化植被指數(shù)點(diǎn)狀NDVI數(shù)據(jù)的分析，得出了適合本地區(qū)玉米帶區(qū)最優(yōu)氮肥用量模型(NFOA)中的參數(shù)。其結(jié)果如下： 1．由成熟期無(wú)N肥產(chǎn)量和拔節(jié)期無(wú)N區(qū)NDVI值計(jì)算預(yù)測(cè)玉米潛在產(chǎn)量子模型YP<,0>(無(wú)N肥產(chǎn)量)： YP<,0>=0.5348e<'308.93(INSEY)>。 2．應(yīng)用最高產(chǎn)量區(qū)的NDVI值除以變量追肥區(qū)NDVI值可以得到氮肥響應(yīng)指數(shù)模型

4、，變量追N區(qū)各處理RI<,NDVI>的平均值為RI<,N1>=1.059(基N量14.66kg/hm<'2>，追N量29.33kg/hm<'2>)，RI<,N2>=1.081(基N量29.33kg/hm<'2>，追N量58.66kg/hm<'2>)，RI<,N3>=1.153(基N量44kg/hm<'2>，追N量88kg/hm<'2>)。 3．由成熟期無(wú)N肥產(chǎn)量(YP<,0>)和模型②的結(jié)果計(jì)算預(yù)測(cè)目標(biāo)產(chǎn)量(YP<,N>)子模型

5、，變量追N區(qū)各處理YP<,N>的平均值為YP<,N1>=7.77Mg/hm<'2>(基N量14.66kg/hm<'2>，追N量29.33kg/hm<'2>)，YP<,N2>=7.92Mg/hm<'2>(基N量29.33kg/hm<'2>，追N量58.66kg/hm<'2>)，YP<,N3>=8.41Mg/hm<'2>(基N量44kg/hm<'2>，追N量88kg/hm<'2>)。 4．由成熟期玉米的吸氮量和模型③的結(jié)果計(jì)算玉米平

6、均含N％量(PNG)子模型： PNG=1.8891-0.0463YP<,N>由PNG和模型③的結(jié)果計(jì)算玉米N的吸收總量(GNUP)，變量追N處理的玉米N的吸收總量的平均值GNUP<,N1>=102.619kg/hm<'2>(基N量14.66kg/hm<'2>，追N量29.33kg/hm<'2>)，GNUP<,N2>=113.769kg/hm<'2>(基N量29.33kg/hm<'2>，追N量58.66kg/hm<'2>)，GNUP<,N

7、3>=137.117kg/hm<'2>(基N量44kg/hm<'2>，追N量88kg/hm<'2>)。 5．由變量追N處理不追N小區(qū)得到的NDVI值和拔節(jié)期玉米植株的含氮量計(jì)算玉米追肥前N的吸收量(FNUP)子模型： FUNP=19.217e<'0.3077*NDVI>。 6．由模型④和⑤的結(jié)果計(jì)算當(dāng)季氮肥追肥量子模型，變量追N處理的當(dāng)季氮肥追肥量的平均值FNR<,N1>=113.349kg/hm<'2>(基N量14.6

8、6kg/hm<'2>，追N量29.33kg/hm<'2>)，F(xiàn)NR<,N2>=131.00kg/hm<'2>(基N量29.33kg/hm<'2>，追N量58.66kg/hm<'2>)，F(xiàn)NR<,N2>=160.25kg/hm<'2>。(基N量44kg/hm<'2>，追N量88kg/hm<'2>)。 通過(guò)最優(yōu)氮肥用量模型(NFOA)中參數(shù)的獲得為以后將GreenSeeker近紅外光譜傳感器集成到中耕施肥機(jī)械上，研制具有實(shí)時(shí)營(yíng)養(yǎng)診斷