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临界氮浓度(Nc)稀释曲线是作物生物学上特有的且可靠的诊断工具,是诊断作物氮素营养状况的有效手段。本研究针对宁夏引黄灌区玉米生产上氮肥投入量大,田间管理精度不高及动态调控难以实现等问题,于2019—2020年在宁夏典型灌溉区开展田间氮肥梯度(纯氮:0、120、240、360kg/hm2)试验。根据Nc稀释原理构建基于地上部生物量(AGB)、叶片干物质(LDM)、叶面积指数(LAI)和冠层覆盖度(CC)的覆膜滴灌玉米Nc稀释曲线,并利用氮营养指数(NNI)和氮累积亏缺量(NAD)模型对玉米氮营养状况进行动态诊断和评价。同时利用CC构建的Nc稀释曲线对玉米籽粒产量进行了预测。主要研究结果如下:(1)玉米植株Nc、最大氮浓度(Nmax)和最小氮浓度(Nmin)与AGB之间均呈现幂函数关系,其决定系数(R2)分别为0.88、0.96、0.89;模型检验指标均方根误差(RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)分别为0.17、9.09%,稳定性较好。利用NNI和AND模型诊断出覆膜滴灌玉米以240 kg/hm2左右为最佳施氮量。(2)基于LDM构建的玉米Nc模型分为2部分:当LDM<1.15 t/hm2时,Nc=3.21%;当LDM≥1.15t/hm2 时,Nc=3.31LDM-0.21。拟合模型的评价指标 RMSE 为 0.15,n-RMSE 为 6.71%,模型精度高。基于线性加平台回归模拟以及NNI模型综合得出玉米的最佳施氮量介于222.71~240kg/hm2之间,两种方法估测的玉米最高产量基本相吻合。不同生育时期NNI与产量呈极显著正相关,与氮素农学利用效率(NAE)、氮素回收利用率(NRE)和氮素生理利用率(NPE)之间呈负相关,与氮素偏生利用率(NPEP)呈无显著相关。(3)基于LAI构建的玉米拔节期至吐丝期的Nc稀释曲线(Nc=3.56LAI-0.36)可准确的将独立验证试验中的氮素限制处理和非氮素限制处理的数据区分开,模型具有较好的稳定性。基于Nc稀释曲线推导的NNI和临界氮吸收量(Nuptc)均诊断出玉米的适宜施氮量为240 kg/hm2。玉米关键生育时期积分氮营养指数(INNI)与相对产量(RY)的关系均能很好地预测产量。(4)玉米冠层图像参数CC与AGB、LAI和地上部氮累积量(ANA)之间的动态变化关系可用指数函数模型来描述。基于CC构建的玉米Nc、Nmax和Nmin模型决定系数R2分别为0.92、0.84、0.87;模型检验参数RMSE和n-RMSE分别为0.24和11.75%。以CC为基础推算的NNI和NAD模型估算出玉米最佳施氮量为240 kg/hm2,与基于AGB和LAI推荐的适宜施氮量保持一致。(5)玉米不同生育时期NNI、NAD与RY的显著关系可用线性加平台模型来描述,其中大喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)的R2最高。模型验证结果表明,玉米V12和VT的R2值均大于0.944,n-RMSE值小于10%,进一步证实了玉米关键生育时期VI2和VT时期模型的稳定性。NNI、NAD与RY之间的极显著关系很好地解释了氮素限制和非氮素限生长条件下RY的变化,为宁夏引黄灌区覆膜滴灌玉米产量预测提供了理论依据。