Abstract N:P ratios is often used to identify nitrogen and/or phosphorus limitation status of crop growth and further provides optimal fertilizer management for crop production. Although partial root-zone drying irrigation (PRDI) has been verified to influence N:P ratios in nitrophilic and nitrogen-demanding plants, the effect of PRDI on N:P ratios in N-fixing plants is not well documented. This study, conducted in 2014–2016, focused on alfalfa (Medicago sativa L.) to investigate the effect of PRDI on N:P ratios in roots, stems and leaves of N-fixing plant and on the resulting net economics. The field experiment was designed with two irrigation modes: PRDI and conventional furrow irrigation (CFI); and four irrigation volumes: 70 % ETc (evapotranspiration), 85 % ETc, 100 % ETc, 115 % ETc. PRDI maintained aboveground biomass, and it increased both economic benefits and N:P ratios in alfalfa roots, stems and leaves. PRDI transitioned alfalfa plants from N and P co-limitation to P limitation. The N:P ratios in roots were most useful for identifying N and/or P limitation status in alfalfa plants in a PRDI environment. A structural equation model (SEM) showed that irrigation mode indirectly impacted aboveground biomass by positively affecting N:P ratios in roots and leaves, and irrigation volume directly affected aboveground biomass. This study further found that the optimal combination were PRDI with 97 % ETc irrigation volumes in alfalfa production. These results suggest a mechanism for N-fixing plant adaptation to the changing environment caused by PRDI and provide useful information for water and nutrient management in alfalfa production.

中文翻译：

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PRDI可通过调节根叶氮磷比，维持苜蓿地上生物量，增加经济效益

摘要 N:P 比率通常用于确定作物生长的氮和/或磷限制状态，并进一步为作物生产提供最佳施肥管理。尽管部分根区干燥灌溉 (PRDI) 已被证实会影响嗜氮植物和需氮植物中的 N:P 比率，但 PRDI 对固氮植物中 N:P 比率的影响并没有得到很好的记录。本研究于 2014-2016 年进行，重点研究紫花苜蓿 (Medicago sativa L.)，以研究 PRDI 对固氮植物根、茎和叶中氮磷比的影响以及由此产生的净经济效益。田间试验设计了两种灌溉方式：PRDI和常规沟灌（CFI）；和四种灌溉量：70 % ETc（蒸散量）、85 % ETc、100 % ETc、115 % ETc。PRDI 维持地上生物量，并且提高了苜蓿根、茎和叶的经济效益和氮磷比。PRDI 将紫花苜蓿植物从 N 和 P 共同限制转变为 P 限制。根中的 N:P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。苜蓿根、茎和叶中的 P 比率。PRDI 将紫花苜蓿植物从 N 和 P 共同限制转变为 P 限制。根中的 N:P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。苜蓿根、茎和叶中的 P 比率。PRDI 将紫花苜蓿植物从 N 和 P 共同限制转变为 P 限制。根中的 N:P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。PRDI 将紫花苜蓿植物从 N 和 P 共同限制转变为 P 限制。根中的 N:P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。PRDI 将紫花苜蓿植物从 N 和 P 共同限制转变为 P 限制。根中的 N:P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。根中的 P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。根中的 P 比率对于识别 PRDI 环境中苜蓿植物的 N 和/或 P 限制状态最有用。结构方程模型 (SEM) 表明，灌溉模式通过积极影响根和叶中的氮磷比间接影响地上生物量，灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，苜蓿生产中最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。和灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。和灌溉量直接影响地上生物量。该研究进一步发现，在苜蓿生产中，最佳组合是 PRDI 和 97% ETc 灌溉量。这些结果表明了固氮植物适应 PRDI 引起的环境变化的机制，并为苜蓿生产中的水分和养分管理提供了有用的信息。