1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其生产也是世界粮食安全的重要组成部分。它为全世界50%的人口提供了35-60%的热量消耗。与小麦不同，95%的水稻生长在亚洲、非洲和拉丁美洲等发展中地区。中国的水稻产量占全球总产量的28.8%，其次是印度(21.6%)、印度尼西亚(8.6%)和越南(5.7%)[1, 2]。水稻也是我国的主要粮食作物，我国以水稻为基础的人口约占总人口的65%[3-5]。我国水稻生长的最北限是中国的黑龙江省呼玛，但主要的生长区域是中国南方。本次研究对象为不同区域的水稻。
氮营养指数（nitrogen nutritionindex，nni) 是实际氮浓度与临界氮浓度的比值，nni=na/nc。nni是一个诊断氮素状况的很好的指标。na为实际氮浓度，nc为临界氮浓度，当nni1，作物处于氮素过量状态，当nni1时，作物处于氮素亏缺状态[6]。氮营养指数(nni)可用于评价植物氮营养状况，该氮营养诊断方法已应用于高羊茅[7]、马铃薯[8]、甘蔗[9]等多种作物。然而，这些学者仅将nni作为诊断缺氮或过量氮的简单指标。另一方面，lemaire和meynard[10]利用nni对谷类和禾本科作物进行氮素诊断和施肥调节。 colnenne[11]等建立了nni指数与油菜生长速率、叶面积指数、氮素利用率、产量之间的关系模型，定量诊断氮素营养胁迫对作物各生长指标的损失。ata-ul-karim[12]等和赵犇等建立了水稻nni与氮素需求量之间的关系，并根据nni和移栽后天数定量计算水稻的氮素需求量。ziadi建立了玉米和春小麦临界氮浓度曲线模型[13,14]，并建立了平均nni与相对产量(relative xyield, ry)的关系模型。结果表明，nni和ry呈直线加平台形式拟合。r2达到0.7或更高。当nnix 0.92(春小麦)或0.88(玉米)时，产量随nni的增加而增加。当nni≥ 0.92(春小麦)或0.88(玉米)产量达到最大。
然而，作为一个瞬时值，nni可能会根据施肥或土壤条件而大幅波动[15]，平均nni会导致低估n缺乏后再施肥的影响，因为作物将有一个再施肥后的奢侈氮吸收期[16]。因此，lemaire和gastal[16]提出了积分nni的概念（integrated nni，nniint）公式如下：
2. 研究的基本内容和问题
水稻从产量到种植面积占我国粮食生产很大的比重，其保障了我国的粮食安全与社会经济发展。氮营养指数(nni)能较好地反映作物的氮营养状况，但对植物的实际氮浓度需要进行破坏性抽样。
因此本研究的目的是：通过不同区域的水稻氮肥试验，构建水稻不同生育阶段nni与产量和产量结构的定量关系，为水稻氮肥管理提供支持。
3. 研究的方法与方案
研究方法
1 临界氮浓度稀释曲线模型的构建
根据justes[2]的方法，计算临界氮浓度稀释模型的步骤如下：1）利用单因素方差分析，对不同氮处理的地上部植株干物重（或lai、叶干重、茎干重）进行受氮素限制或不受氮素限制生长进行分类，当干物重不随施氮量增加而显著增加，则视为不受氮素限制处理；2）以干物重为横坐标、氮浓度为纵坐标，对受氮素限制处理的干物重与氮浓度做线性拟合，对不受氮素限制处理的干物重取平均值并通过平均值做垂直于横轴的垂线，两条直线的交点为临界氮浓度；3）对不同取样时期的临界氮浓度进行幂函数曲线拟合，得到临界氮浓度稀释曲线模型为：
4. 研究创新点
与前人的研究相比，本研究的特色与创新主要体现在以下方面：
基于移栽后天数，建立了不同时期积分氮营养指数的产量及产量结构估算模型，具有较高的稳定性，为水稻产量的预测及氮肥管理发展了新方法。
5. 研究计划与进展
本研究计划以不同区域的水稻氮肥试验为基础，系统分析试验获得的干物质，氮浓度，叶面积指数。基于临界曲线模型计算了氮营养指数(Nitrogen nutrition index, NNI)，构建基于NNI和积分氮营养指数(Integrated NNI, NNI-int)的产量及产量结构估算模型。
