河套灌区春玉米农业气候条件分析及适生种植区划

利用河套灌区两个观测站22 a玉米观测资料和相应气象资料,计算玉米各发育期气温、日照等要素的多年平均值,分析了各发育期适宜和不利条件。利用气候资料与气候潜力产量建立回归模型,通过地理信息系统进行玉米适宜种植分区,将河套灌区玉米种植分成最适宜区、适宜区和基本适宜区等三个种植区域,并提出了不同种植区域的生产建议。     

黑龙江省玉米苗期低温冷害与干旱混发特征及其对产量的影响

利用1981—2016年黑龙江省玉米农业气象观测站的资料,引入中华人民共和国气象行业标准中≥10℃积温距平、水分亏缺指数(K_(CWDI))等指标,分别对玉米出苗～七叶期冷害、干旱进行判识,规定同一站点同一年份内冷害、干旱均有发生为两种灾害混合发生,并分析其时空分布特征,以数理统计方法构建积温距平、K_(CWDI)与玉米单产的关系,同时应用相对产量方法探讨两种灾害混发逆境对玉米产量的影响。结果表明:1981—2016年间,研究区玉米出苗～七叶期≥10℃积温距平呈增加趋势(P0.01),空间上具有北低南高的纬向特征,K_(CWDI)随时间呈波动式变化,空间上表现为西多东少的经向规律,两种灾害指标的变化对气候变暖趋势及研究区资源分布配置具有明显响应;研究期间,各站玉米出苗～七叶期冷害、干旱混合发生年数为0～10 a,研究区累计发生59 a。时间上,两种灾害混合发生呈减少趋势,1990年代中期以前为高发期,之后发生频率下降。空间分布上,两种灾害混合发生表现为由西至东减少趋势,频发区处于松嫩平原西部;玉米出苗～七叶期≥10℃积温距平、K_(CWDI)与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P0.05或P0.01),前者为正效应影响,后者为负效应影响,表征≥10℃积温距平升高、K_(CWDI)减小,玉米产量呈升高趋势,反之呈下降趋势;玉米出苗～七叶期冷害与干旱混发逆境对玉米产量影响总体以负效应为主。     

基于生理指标确定河套灌区玉米春霜冻的气象指标

霜冻是河套灌区发生频率较高的农业气象灾害之一。本文以河套灌区广泛种植的玉米中晚熟品种科河8号为试验材料,以常温(20℃左右)为对照,设置5℃~-5℃的低温环境,对玉米幼苗分别进行1 h、3 h、5 h处理,对比观测试验前后玉米各项生理指标的变化情况。逆境生理研究能更好地理解不同程度的低温胁迫下植物的生理生化变化,可基于此确定霜冻预报的气温指标。研究结果表明:随着处理温度的降低和低温胁迫时间的延长,玉米幼苗叶绿素含量呈稳定下降的趋势;可溶性糖含量、SOD活性、丙二醛含量先升高后下降,最高值出现在-2℃和-3℃。通过对以上3个指标变化特点的分析表明:4叶玉米幼苗比3叶的抗寒性更强;可溶性蛋白含量先下降后上升,最低值出现在-2℃;各低温处理均导致玉米幼苗的净光合作用速率、气孔导度、单叶水分利用率下降。参照本文及过冷却点的试验结果,制定河套地区玉米春霜冻的最低气温指标如下:轻霜冻,0℃~3.0℃;中霜冻,-2.5℃~0℃;重霜冻,-2.5℃。     

基于Jensen模型的内蒙古河套灌区春玉米水分生产函数研究

为了系统分析玉米整个生育期不同时期水分亏缺对产量的影响,适时开展灌溉影响评估,基于Jensen模型和水量平衡方程,利用水分试验数据和历史观测资料研究了河套灌区玉米水分敏感指数、玉米需水量和最高产量,建立了需水量和水分敏感指数时间变化方程,包括三项式和Logisitic两种形式,在旬尺度上二者的模拟结果十分接近;通过回代和实例检验,估算产量与实测产量有较好的一致性,回代结果的相关系数在0.92以上,相对误差小于15%的样本占到80%;实例检验的相关系数在0.63~0.69之间,相对误差低于20%的样本占到80%~100%,模拟效果基本符合实际。     

内蒙古引黄灌区种植面积与种植结构的时空演变

基于遥感技术,对内蒙古4个大型引黄灌区（河套灌区、黄河南岸灌区、镫口灌区、麻地壕灌区）近30 a的种植面积及种植结构的时空演变进行分析,并利用河套灌区7 a实测调查样本,对解译结果进行检验,确定遥感方法的可行性及精度。通过遥感解译得出,灌区的控制面积为17 845.55 km²,对比官方统计数据相差-1.73%。灌区种植面积及土地利用率近30 a来变化不明显,整体呈微增加趋势。近30 a灌区的种植结构发生了明显变化,由单一小麦种植结构演变成现今小麦、玉米、葵花的多元化种植结构。     

气候变暖对阿勒泰地区春玉米播种期和种植布局的影响

采用阿勒泰地区7个气象站1961—2010年逐日平均气温资料,使用线性趋势分析、累积距平、t检验并基于Kriging插值法,分析近50年日平均气温稳定通过≥10℃的初日、终日、持续日数和积温的时空变化特征,揭示春玉米播种期及种植布局的变化规律。结果表明,阿勒泰地区近50年≥10℃积温呈现初日提前、终日推迟、持续日数延长、积温增加的现象,其倾向率分别为0.3、1.3、1.6 d·10a-1和57.1℃·10a-1,且突变年份均发生在20世纪90年代中期。各县市春玉米播种期提前3~8 d,生长季延长6~11 d。突变前青河东部不能种植春玉米,晚熟品种不能种植或种植风险较大。随着气候不断变暖,春玉米不同熟性品种可种植区逐渐东扩,各县市春玉米在品种熟性上均发生了改变,表现为由不能种植到种植早熟、早熟向中(晚)熟、中晚熟向晚熟品种的变化。     

不同地膜覆盖对春玉米生长发育及水分利用效率的影响

为研究不同类型地膜覆盖在河套灌区农业生产中的适用性,同时筛选出适宜灌区玉米种植的地膜覆盖类型。试验设置普通地膜、生物地膜、液态地膜和不覆膜4个处理,研究了不同覆盖处理对玉米出苗率、生长状况、产量及水分利用效率的影响。结果表明:生物地膜覆盖条件下各指标与普通地膜覆盖差异性不显著(P>0.05),但出苗率平均较液态地膜和不覆膜处理高7.65%和8.24%,差异性达到显著或极显著水平。生物地膜覆盖玉米地上部干物质累积量、株高和叶面积指数均显著高于液态地膜和不覆膜处理(P<0.05),且在玉米生育前、中期差异性更为显著。生物地膜覆盖玉米产量平均较液态地膜和不覆膜处理高12.63%和14.69%,水分利用效率高13.55%和20.47%,差异性显著(P<0.05)。综合分析,河套灌区春玉米种植适宜采用生物地膜覆盖的方式。     

夏玉米水分—产量反应系数研究

利用3 a的试验资料,对夏玉米生长发育期间的气象条件、产量性状、水分利用效率(WUE)和水分-产量反应系数进行了分析.结果表明:夏玉米各个生长发育阶段水分亏缺对产量的影响不一样,其中抽雄期水分亏缺对产量的影响最大,水分-产量反应系数达1.443,说明这个阶段是灌水增产的关键期.     

基于订正后的CI指数分析近50年干旱对山西省玉米产量的影响

利用1961-2010年山西省气象站逐日气温和降水资料计算出逐日综合气象干旱指数(CI);通过对比CI指数与临近农田站1992-2010年的土壤墒情观测资料,分区域和发育期订正了玉米发生干旱时的CI指数评判标准.同时结合近50年山西省玉米单产资料,采用线性回归法分区域构建了山西省玉米干旱减产定量评估模型.结果表明,玉米不同发育期发生干旱的CI指数评判标准与传统的气象干旱等级划分标准差异较大.以晋南区为例,玉米播种至出苗期、拔节至抽雄期、乳熟至成熟期发生干旱的CI指数评判标准为≤-1.2,出苗至拔节期为≤-1.3,抽雄至乳熟期为≤-0.9.山西省玉米全生育期干旱累积指数与气象影响产量显著正相关,相关系数分别达到0.9335(晋北区)、0.6929(晋中区)和0.8041(晋南区);不同区域玉米干旱减产定量评估模型模拟的近50年玉米产量变化与实际气象影响产量通过Pearson相关性显著性检验,能较为准确地评估玉米发生干旱时的产量损失。     

东北地区玉米大豆水分利用效率研究

利用大安和朝阳玉米研究站点、呼玛和锦州大豆研究站点近20 a作物产量、发育期及土壤水分实测资料,同时结合分期播种试验资料,研究了玉米大豆产量水分利用效率(WUE_g)对降水、温度的响应特征,分析了两种作物产量水分利用效率与群落水平水分利用效率(WUE_b)的关系。结果表明:大安和朝阳站点玉米WUE_g分别为1.75±0.47 kg·m~(-3)和1.98±0.72 kg·m~(-3),呼玛和锦州站点大豆WUE_g分别为0.63±0.35 kg·m~(-3)和0.55±0.18kg·m~(-3);玉米站点WUE_g与播种—成熟期间的降水量和ET均呈显著的二次曲线关系(P0.05),WUE_g与温度关系不明显;大豆WUE_g与播种至成熟期间的降水量呈现显著的负相关关系;历史资料分析结果表明,随着生育期期间平均气温的增加,大豆WUE_g升高;在大安和朝阳站点,取得高水分利用效率与获得高产所消耗的水量(即ET)并不一致,表明对于存在干旱胁迫的半干旱和半湿润区,有效的利用水(Effective use of water,EUW)而不是一味追求水分利用效率(WUE)是提高产量的有效途径,植物消耗的水量(ET)往往是决定作物产量的重要因素。