田興帥，李松陽(yáng)，張 羽，劉小軍，田永超，朱 艷，曹衛(wèi)星，曹 強(qiáng)

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物系統(tǒng)分析與決策重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省信息農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210095)

氮肥對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到30%～50%，是小麥生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，其對(duì)于小麥產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的調(diào)控起著至關(guān)重要的作用[1]。中國(guó)小麥生產(chǎn)過(guò)程中施用的氮素占到了中國(guó)氮素消費(fèi)的14%[2]。然而，小麥產(chǎn)量并非一直隨施氮量的增加而提高，氮素的過(guò)量施用及施用時(shí)期的不合理還可能造成減產(chǎn)的后果[3-4]，同時(shí)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題[5-6]。因此明確小麥生產(chǎn)過(guò)程中各階段合理的氮素需求量，精確施用氮肥，對(duì)提高小麥產(chǎn)量、降低環(huán)境污染、促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)至關(guān)重要。

臨界氮濃度是實(shí)現(xiàn)作物最大生物量所需要的最低氮濃度，臨界氮濃度曲線(Nc=aW-b)能夠反映作物體內(nèi)氮素濃度和地上部生物量之間關(guān)系(Nc代表地上部植株的臨界氮濃度(%)，W代表植株地上部生物量(t·hm-2)，a代表地上部生物量為1 t·hm-2時(shí)的氮濃度，b代表曲線的稀釋系數(shù))[7-8]。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)中國(guó)不同類型的生態(tài)區(qū)域結(jié)合當(dāng)?shù)赝茝V的小麥品種，建立了適應(yīng)于各種生態(tài)條件的臨界氮濃度稀釋曲線[9-13]，通過(guò)臨界氮濃度曲線計(jì)算得到氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(nitrogen nutrient index，NNI)，并用來(lái)診斷作物的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，NNI<1表明植株氮素不足，NNI>1表明植株氮素過(guò)量，NNI=1則代表植株氮素狀況處在最佳狀態(tài)。然而，由于用NNI較難確定作物的氮素需求量，因而不能基于其來(lái)優(yōu)化氮素的施用，尤其是不適用于氮素不足狀況下適宜施氮量的確定。前人的研究已經(jīng)建立了基于臨界氮濃度稀釋曲線計(jì)算氮素需求量(nitrogen requirement，NR)的方法[14]，并通過(guò)估測(cè)相對(duì)產(chǎn)量(不同氮設(shè)置下的產(chǎn)量與當(dāng)?shù)刈罡弋a(chǎn)量的比值)來(lái)糾正作物生育時(shí)期的氮素需求量，當(dāng)NR>0 kg·hm-2時(shí)表明作物氮素不足，施氮量過(guò)少；當(dāng)NR<0 kg·hm-2時(shí)代表作物對(duì)氮素奢侈吸收，施氮過(guò)量；當(dāng)NR=0 kg·hm-2時(shí)表明氮素施用量最接近作物的最佳施氮量。該方法在馬鈴薯[14]、水稻[15]等作物上已有相關(guān)應(yīng)用。前人針對(duì)小麥相對(duì)產(chǎn)量(relativeyield,RY)與NR的關(guān)系已進(jìn)行了系統(tǒng)研究[16]，但是基于臨界氮濃度曲線估測(cè)NR，并通過(guò)RY調(diào)整不同生育階段的NR，從而實(shí)現(xiàn)小麥氮素的精確管理的研究在國(guó)內(nèi)還少有報(bào)道。

鑒于此，本研究擬開(kāi)展不同年份、地點(diǎn)、氮素施用量的小麥試驗(yàn)，建立NNI-NR、RY-NNI以及RY-NR之間的關(guān)系，并確立小麥氮素需求量的估測(cè)方法，明確該方法應(yīng)用于小麥氮素管理上的可行性，以期為小麥氮素精確管理提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)實(shí)施情況

本研究于4個(gè)不同年份及地點(diǎn)(表1)，開(kāi)展了不同品種和氮肥水平的小麥試驗(yàn)，各試驗(yàn)點(diǎn)分布情況及土壤屬性見(jiàn)表2。

各試驗(yàn)氮肥施用基追比均為5∶5，基施氮肥于播種前施入，追施氮肥在拔節(jié)期施入。采用人工條播的播種方式，品種為主區(qū)，氮肥為副區(qū)，小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m)，行距25 cm，重復(fù)3次。試驗(yàn)1～3的基本苗為2.25×106株·hm-2，試驗(yàn)4的基本苗為1.8×106株·hm-2。結(jié)合整地，試驗(yàn)1～3基施P2O5105 kg·hm-2和K2O 120 kg·hm-2，試驗(yàn)4基施P2O5和K2O 150和210 kg·hm-2，其他管理同一般高產(chǎn)田。

1.2 生物量、植株氮含量、相對(duì)產(chǎn)量的測(cè)定

在小麥生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，各小區(qū)取代表性植株20株，將樣品按照莖、葉、穗分離，于105 ℃殺青30 min，再經(jīng)80 ℃烘干后稱重。樣品粉碎后使用半微量凱氏定氮法測(cè)定植株全氮量。

成熟期每小區(qū)收取1 m2樣方進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，并根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算同一品種下不同氮水平的相對(duì)產(chǎn)量(RY，小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量與最高產(chǎn)量的比值)。

表1 不同年份、地點(diǎn)小麥小區(qū)試驗(yàn)實(shí)施情況Table 1 Basic information of experiments at different locations during different years

在各試驗(yàn)點(diǎn)4個(gè)不同取樣時(shí)間，小麥分別處于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期。

Wheat samples were collected at jointing,booting,heading and anthesis stagesat the four sampling dates at each experiment location.

表2 各試驗(yàn)田塊耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分Table 2 Basic nutrient content in tillage layer of soil in each experimental spot g·kg-1

1.3 小麥臨界氮濃度稀釋曲線和氮參數(shù)計(jì)算

本研究選擇王曉玲[9]所建立的小麥臨界氮濃度曲線(Nc= 4.16W-0.41,W≥1 t·hm-2)進(jìn)行相關(guān)分析。NR=(Ncna-Nna)/NUE，NR、Ncna、Nna、NUE分別代表氮素需求量、臨界氮濃度曲線下的氮積累量、不同氮水平下的氮積累量和氮素利用率，其中NUE采用王桂良[17]對(duì)南方冬小麥(含江蘇省)的研究結(jié)果，定為38%。氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(NNI)是基于Nc提出的，NNI=Na/Nc,Na為小麥地上部實(shí)際測(cè)得的氮濃度，Nc為基于臨界氮濃度稀釋曲線獲得的臨界氮濃度值。

1.4 模型的構(gòu)建和驗(yàn)證

本研究以試驗(yàn)1和試驗(yàn)2的數(shù)據(jù)構(gòu)建小麥拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期NNI-NR，RY-NNI和RY-NR的關(guān)系模型，采用決定系數(shù)R2對(duì)所構(gòu)建模型的擬合優(yōu)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，運(yùn)用獨(dú)立試驗(yàn)數(shù)據(jù)(試驗(yàn)3、試驗(yàn)4)對(duì)所構(gòu)建模型進(jìn)行驗(yàn)證，采用相對(duì)均方根誤差RRMSE對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行 評(píng)價(jià)。

其中，Pi代表模型模擬值，Qi代表真實(shí)觀測(cè)值，n代表樣本數(shù)量，計(jì)算所得RRMSE值越小，模型精度越高。

采用SPSS 25.0進(jìn)行模型的構(gòu)建與驗(yàn)證，使用Sigmaplot 12.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于氮積累量估算小麥氮素需求量

基于試驗(yàn)1和試驗(yàn)2數(shù)據(jù)計(jì)算得到的不同小麥品種拔節(jié)期至開(kāi)花期的當(dāng)季氮素需求量(NR)為-220.02～169.61 kg·hm-2(圖2)。對(duì)于試驗(yàn)1，當(dāng)總施氮量在N1(120 kg·hm-2)水平時(shí)，各品種NR值最接近于0 kg·hm-2，說(shuō)明N1最接近于最佳施氮量。N2(225 kg·hm-2)、N3(330 kg·hm-2)水平下NR為負(fù)值，說(shuō)明氮素施用過(guò)量。

試驗(yàn)2中N3(270 kg·hm-2)水平下，兩品種在拔節(jié)期時(shí)NR值最接近于0 kg·hm-2，而在其他生育階段，當(dāng)施氮量在N2(180 kg·hm-2)水平時(shí)NR值最接近最佳施氮量。對(duì)于各試驗(yàn)中不同的小麥品種，雖然最佳的氮素需求量表現(xiàn)一致，但是品種間仍然存在差異，淮麥20相較于其他品種差異最明顯，在兩試驗(yàn)的最佳施氮量水平下(試驗(yàn)1中N1水平，試驗(yàn)2中N2水平)，淮麥20在各生育階段的NR值始終大于0 kg·hm-2，說(shuō)明對(duì)于淮麥20而言，最佳施氮量要高于其他品種。在兩試驗(yàn)的最佳施氮水平下，小麥拔節(jié)期NR值分布在-28.22～36.21 kg·hm-2，平均值為0.17 kg·hm-2，孕穗期、抽穗期和開(kāi)花期的NR平均值分別為11.63、6.77、42.40 kg·hm-2。

GS31：拔節(jié)期；GS45：孕穗期；GS55：抽穗期；GS65：開(kāi)花期。

GS31：Jointing;GS45:Booting;GS55:Heading;GS65:Anthesis.

圖1 小麥不同生育時(shí)期氮素需求量

Fig.1 Nitrogen requirement of wheat at different growth stages

2.2 小麥NNI-NR關(guān)系的擬合性

在各個(gè)生育時(shí)期中，NNI與NR均表現(xiàn)出極強(qiáng)的相關(guān)性(圖3)，二者之間呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)NR=0 kg·hm-2時(shí)，NNI接近于1，代表最優(yōu)的氮素供應(yīng)；氮素不足時(shí)NR>0 kg·hm-2，NNI<1；反之，NR<0 kg·hm-2，NNI>1。其中，拔節(jié)期二者的相關(guān)性最強(qiáng)，R2值達(dá)0.97；其次為孕穗期，R2值為0.95；抽穗期與開(kāi)花期決定系數(shù)R2值均為0.93。因此，在拔節(jié)期至開(kāi)花期，可以利用所構(gòu)建的NNI-NR模型估測(cè)小麥實(shí)時(shí)氮素需求量。

2.3 小麥RY-NNI關(guān)系的擬合性

從圖4看，RY-NNI數(shù)據(jù)點(diǎn)呈較為明顯的線性加平臺(tái)的分布，即當(dāng)NNI小于某個(gè)臨界值時(shí)，RY隨NNI數(shù)值增大而升高，當(dāng)NNI到達(dá)該臨界值并繼續(xù)增大時(shí)，RY保持不變即達(dá)到最大值。通過(guò)4個(gè)生育時(shí)期建立的模型進(jìn)行計(jì)算，NNI臨界值在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期和開(kāi)花期分別為 0.919、0.984、1.102和0.992。雖然抽穗期的NNI臨界值最大，但RY值最小，模型擬合性最差；開(kāi)花期的RY-NNI模型擬合效果最好，R2值達(dá)到0.86。

圖2 小麥不同生育時(shí)期氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與氮素需求量之間的關(guān)系(NNI-NR) Fig.2 Relationships between nitrogen nutrition index and nitrogen requirement (NNI-NR)of wheat at different growth stages

圖3 小麥不同生育時(shí)期相對(duì)產(chǎn)量與氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)之間的關(guān)系(RY-NNI)Fig.3 Relationships between relative yield and nitrogen nutrient(RY-NNI) of wheat at different growth stages

2.4 小麥RY-NR關(guān)系的擬合性

從圖5來(lái)看，在小麥主要生育階段內(nèi)，RY和NR均表現(xiàn)為線性加平臺(tái)的關(guān)系。當(dāng)NR小于或等于某一臨界值時(shí)，RY達(dá)到最大值并保持穩(wěn)定；當(dāng)NR大于該臨界值時(shí)，RY隨NR的增大而下降，二者呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)NR最接近于0 kg·hm-2時(shí)，RY最接近于1，小麥產(chǎn)量達(dá)到最高。在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期和開(kāi)花期，NR臨界值分別為33.60、11.25、-20.50和-24.00 kg·hm-2。其中，孕穗期NR的臨界值最接近于0 kg·hm-2，模型擬合性最好，R2值為0.81；開(kāi)花期的模型擬合性最差，R2值為0.70。因此，在通過(guò)RY-NNI模型預(yù)測(cè)產(chǎn)量目標(biāo)的基礎(chǔ)上，可以使用RY-NR模型校正小麥不同生育階段的氮素需求量。

2.5 模型檢驗(yàn)

使用試驗(yàn)3和4數(shù)據(jù)集對(duì)所建立的小麥4個(gè)生育時(shí)期的三種模型(NNI-NR、RY-NNI、RY-NR)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果(表3)表明，對(duì)于NNI-NR模型預(yù)測(cè)效果，綜合R2和RRMSE的表現(xiàn)，拔節(jié)期的模型最優(yōu)；孕穗期R2值高于抽穗期，RRMSE值略低于抽穗期，總體上孕穗期預(yù)測(cè)效果優(yōu)于抽穗期；開(kāi)花期的R2值和RRMSE值分別為0.86和14.82%，模型表現(xiàn)最差。對(duì)于RY-NNI模型預(yù)測(cè)效果，開(kāi)花期最好，R2值和RRMSE值分別為0.96和7.84%；抽穗期的R2值和RRMSE值均優(yōu)于孕穗期；拔節(jié)期模型最差，R2值和RRMSE值分別為0.67和18.64%。對(duì)于RY-NR預(yù)測(cè)效果，抽穗期具有最高的R2值和最低的RRMSE值，模型表現(xiàn)最好；其次為開(kāi)花期模型；孕穗期具有最小的R2值，但是拔節(jié)期具有更大的RRMSE值，綜合來(lái)看拔節(jié)期的模型表現(xiàn)最差。總的來(lái)看，建立的三種模型中NNI-NR模型預(yù)測(cè)精度最好，RY-NR模型表現(xiàn)最差。

3 討 論

3.1 不同小麥臨界氮濃度稀釋曲線和氮素需求量估測(cè)方法比較分析

Justes等[8]最先建立了小麥臨界氮濃度曲線(Nc=5.35W-0.442)，表征小麥地上部生物量與植株氮濃度之間的關(guān)系，成為小麥氮素管理的有效工具，并被證明了Nc在不同生態(tài)區(qū)域以及小麥品種間存在差異[13,18]。如本研究所采用的臨界氮濃度曲線(Nc=4.16W-0.41)[9]與法國(guó)冬小麥模型(Nc=5.35W-0.442)[8]相比，參數(shù)a相差較大，而參數(shù)b比較接近；與華北平原冬小麥模型(Nc=4.15W-0.38)[13]以及長(zhǎng)江中下游稻麥兩熟區(qū)模型(Nc=4.33W-0.44、Nc=4.65W-0.45)及(Nc=4.29W-0.425)[11-12]相比，參數(shù)a差異較大，參數(shù)b相近；同時(shí)，中國(guó)冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線與法國(guó)冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線存在明顯差異，這一定程度上反映了模型參數(shù)會(huì)受到品種和環(huán)境條件的影響。參數(shù)a的差異主要是由于品種因素導(dǎo)致的，而參數(shù)b受到品種和環(huán)境的影響較小[10,19]，因此針對(duì)不同地區(qū)及不同品種需建立不同的曲線加以利用，滿足實(shí)際生產(chǎn)和氮肥推薦需求。

綜合考慮試驗(yàn)點(diǎn)的區(qū)域和特性及小麥品種因素，本研究選用了小麥臨界氮濃度稀釋曲線(Nc=4.16W-0.41)，并計(jì)算得到江蘇地區(qū)的小麥氮素需求量，結(jié)果表明，小麥最佳氮肥施用量為120～180 kg·hm-2，平均值為150 kg·hm-2。趙 犇等[19]基于臨界氮濃度構(gòu)建了小麥氮虧缺值模型，將江蘇省小麥的適宜施氮量確定在150～225 kg·hm-2范圍；Yao等[20]基于小麥葉片臨界氮濃度模型方法得到了相似的結(jié)果。在針對(duì)江蘇省小麥的其他研究中，有人認(rèn)為，當(dāng)施氮量達(dá)到180 kg·hm-2時(shí)，小麥能保持產(chǎn)量穩(wěn)定，并獲得較高的氮素利用率[21]，通過(guò)區(qū)域最大收益施氮量方法(maximum return to N，MRTN)計(jì)算出江蘇地區(qū)小麥氮肥推薦用量為165 kg·hm-2[22]，結(jié)果均與本研究的結(jié)果接近，表明在江蘇省地區(qū)可以使用本研究所選的曲線推薦小麥氮肥用量。在河南和關(guān)中地區(qū)，通過(guò)使用相應(yīng)地區(qū)適宜的小麥臨界氮濃度稀釋曲線估測(cè)方法和其他方法得到的小麥氮肥推薦用量也均較為接近[10,22-27]，說(shuō)明使用臨界氮濃度稀釋曲線估測(cè)小麥氮素需求量的方法較可靠。綜上，使用臨界氮濃度曲線得到的各個(gè)地區(qū)小麥推薦施氮量與其他研究方法較為一致，說(shuō)明通過(guò)臨界氮濃度曲線能夠很好地估測(cè)小麥的氮素需求量，本研究提出的方法適用于氮素的快速診斷和施肥決策。

圖4 小麥不同生育時(shí)期相對(duì)產(chǎn)量與氮素需求量之間的關(guān)系(RY-NR)Fig.4 Relationships between relative yield and nitrogen requirement(RY-NR) of wheat at different growth stages表3 小麥不同生育期NNI-NR、RY-NNI、RY-NR模型驗(yàn)證結(jié)果Table 3 Validation of NNI-NR,RY-NNI and RY-NR models for wheat at different growth stages

生育時(shí)期Growth stageNNI-NRR2RRMSE/%RY-NNIR2RRMSE/%RY-NRR2RRMSE/%拔節(jié)期Jointing0.939.940.6718.640.6030.05孕穗期Booting0.9011.820.7618.090.5823.97抽穗期Heading0.8911.290.8511.630.6518.93開(kāi)花期Anthesis0.8614.820.967.840.6419.43

3.2 小麥追肥時(shí)期以及品種需肥特性差異分析

小麥拔節(jié)期至開(kāi)花期是其生長(zhǎng)調(diào)控和決定產(chǎn)量的關(guān)鍵階段[28]。前人研究認(rèn)為，在拔節(jié)期之前施用更多的氮肥對(duì)于提高產(chǎn)量最為重要[29]，而近年來(lái)的研究表明小麥拔節(jié)后，氮素需求量增加，是氮素管理的關(guān)鍵階段[30]，該階段與小麥的穗分化和籽粒灌漿密不可分。在該研究中，小麥四個(gè)主要的生育時(shí)期(拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期)最佳施氮量水平(RY最接近于1)下NR均為正值，說(shuō)明小麥中后期的氮素供應(yīng)還可以進(jìn)一步優(yōu)化，但未到達(dá)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中所設(shè)置的下一施氮量水平。開(kāi)花期的NR值相較于其他三個(gè)時(shí)期較高，并非意味著開(kāi)花期需要進(jìn)一步施肥，可能是由小麥在拔節(jié)期到抽穗期生長(zhǎng)過(guò)快而導(dǎo)致植株體內(nèi)氮濃度下降及作物氮素需求與土壤氮素供應(yīng)之間存在時(shí)間差異而造成的結(jié)果[31]。各品種對(duì)適宜施氮量的具有相似的響應(yīng)趨勢(shì)，但是不同品種間仍然表現(xiàn)出特異性，可能與品種因素有關(guān)[32]。

3.3 建模與驗(yàn)證結(jié)果及差異分析

在RY-NNI模型中，從拔節(jié)期到抽穗期，NNI臨界值逐漸增大，在抽穗期達(dá)到最大并開(kāi)始下降，開(kāi)花期NNI臨界值小于抽穗期，大于拔節(jié)期和孕穗期；在RY-NR模型中的表現(xiàn)基本一致，拔節(jié)期至開(kāi)花期NR值逐漸減小。上述兩種模型臨界值的表現(xiàn)主要與小麥吸肥特性和追肥時(shí)期有關(guān)，小麥在拔節(jié)期至開(kāi)花期吸收的追施氮肥占到全生育期吸收追施氮肥的80%～90%[3]，拔節(jié)期追施氮肥可以提高小麥開(kāi)花期的氮素含量[4]。

RY-NNI和RY-NR模型驗(yàn)證結(jié)果顯示，兩模型均在拔節(jié)期表現(xiàn)最差，其次為孕穗期最差，這與建模結(jié)果存在差異，與前人研究也有所不同[11]，這可能是由于不同年份和品種間的差異造成的。盡管模型最佳的時(shí)期存在差異，但是各時(shí)期模型關(guān)系均比較穩(wěn)定，能夠用于小麥生長(zhǎng)期間的追氮調(diào)控；并且RY-NNI模型NNI臨界值和RY-NR模型NR臨界值變化基本一致，驗(yàn)證結(jié)果也表明兩模型表現(xiàn)最好的兩個(gè)時(shí)期均為抽穗期和開(kāi)花期，說(shuō)明通過(guò)臨界氮濃度稀釋曲線計(jì)算作物氮素需求量的方法是可靠的。

3.4 基于臨界氮濃度稀釋曲線的小麥精確氮素管理

通過(guò)臨界氮濃度求得的NNI可以準(zhǔn)確地判斷植株的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況[13]，從而對(duì)植株是否缺乏氮素進(jìn)行判斷。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，葉綠素儀和冠層傳感器等廣泛應(yīng)用于作物NNI的快速獲取計(jì)算[33,34]，這將更有利于估測(cè)NR。然而，NR的確定與產(chǎn)量目標(biāo)密不可分，過(guò)高或過(guò)低的產(chǎn)量目標(biāo)都會(huì)影響氮肥施用決策。在RY-NNI和RY-NR模型中，NNI>1或NR<0 kg·hm-2代表植株氮素過(guò)剩，此時(shí)部分RY值低于NNI=1或NR=0 kg·hm-2時(shí)的RY臨界值，說(shuō)明過(guò)多的氮素投入并不代表一定能獲得高產(chǎn)；然而，在中國(guó)農(nóng)民的傳統(tǒng)農(nóng)事操作中，往往傾向于投入大量的氮肥，以期作為高產(chǎn)的一種保證，同時(shí)為了減少勞動(dòng)成本，農(nóng)戶將過(guò)高比例甚至全部的氮肥作為基肥的使用，這種做法一方面難以滿足作物氮素需求與氮素供應(yīng)同步的潛在要求，亦增加了成本和對(duì)環(huán)境的影響，卻并不能保證獲得高產(chǎn)[35]。精確氮素管理的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)植株氮素需求與土壤氮素供應(yīng)同步，這表現(xiàn)在肥料施用與肥料作用于植物存在時(shí)間差，因此在小麥需肥的生育階段前準(zhǔn)確地估計(jì)氮素需求量顯得至關(guān)重要。模型的檢驗(yàn)結(jié)果表明，本研究所建立的拔節(jié)期至開(kāi)花期的三種模型(NNI-NR、RY-NNI、RY-NR)具有非常好的穩(wěn)定性，能夠比較準(zhǔn)確地進(jìn)行小麥當(dāng)季產(chǎn)量目標(biāo)和氮素需求的預(yù)測(cè)，進(jìn)而指導(dǎo)氮肥施肥。

由此可見(jiàn)，在小麥各關(guān)鍵生育階段，首先根據(jù)RY-NNI模型確定產(chǎn)量目標(biāo)，是給出合理的追肥建議的關(guān)鍵，通過(guò)產(chǎn)量目標(biāo)即RY-NR模型得到作物總的氮素需求量，最后根據(jù)NNI-NR之間可靠的線性關(guān)系確定施肥建議。