中国夏玉米和冬小麦近年生育期变化及其与气候的关系

作物物候期受气候条件和人为耕作的共同影响,而水热气候条件又直接影响着人为耕作时间。全球变暖背景下温度增加的趋势在近年来出现了停滞现象,针对这一新的气候变化特征,本研究选取作物物候观测和气象观测的站点数据,利用经典的统计学方法分析2000—2013年中国夏玉米和冬小麦主要物候期的变化趋势和空间分布,及作物生育期与对应水热条件的相关关系。研究发现:夏玉米和冬小麦各主要物候期均呈现一定程度的延后,其中64%的站点显示夏玉米成熟期延后,冬小麦成熟期延后的站点数比例达78%。研究期间,夏玉米和冬小麦的生育期历时对温度和降水变化均比较敏感,88%和64%的站点分别显示出夏玉米和冬小麦的生育期历时与平均温度之间呈负相关关系,而71%和77%的站点显示夏玉米和冬小麦生育期历时与年均降水量呈正相关关系。本研究时段内的气温变化也不同于一般性认为的单调升温,夏玉米生育期对应的平均温度呈增加和降低趋势的站点数基本相同,但显示降水量增加的站点较多,达到总站点数的68%;而冬小麦整个生育期显示冷干化趋势的站点居多,显示温度降低和降水量下降的站点数均占总站点数的60%以上。此外,本研究还用轮作站点探讨说明了可以利用年值气候数据替代生育期气候数据分析夏玉米和冬小麦轮作的物候和生育期特征。本研究通过站点数据证实了作物生长发育过程对气候变化的敏感性,新的气候条件下我国夏玉米和冬小麦的物候也对应产生了新的特征。     

气候变化对中国北方玉米种植及物候的影响

通过分析北方地区玉米生产典型区1992—2012年40个有长时间序列记录站点的物候信息与年均温度及≥10℃有效积温之间的关系发现:随着年际之间气温波动,玉米自身进行着生育期的调整,年均温每升高1℃,玉米生育期大致缩短3～5 d;年均温11℃可能是春夏玉米的分界阈值,也可能是一年一作和一年两作两种种植方式的温度划分基线;东北和西北地区作物在1992—2012年间对气候变化响应程度强于华北地区,潜在适应性更强。通过本研究发现玉米物候对气候变化的响应规律,对于阐明玉米品种空间分布与气候变化的关系以及未来气候条件下玉米物候、品种及种植结构变化趋势具有重要意义。     

《中国主要农作物气候资源图集》简介

《中国主要农作物气候资源图集》是一本农业气象基础图集。图集根据全国各县市主要农作物生育期、产量、品种类型、品种区域试验等资料2000多份以及收集整理全国482个气象台站1959-1978年共20年气象资料(其中太阳辐射统计计算了204个站点资料)编制而成。包括麦、稻、棉、玉米等主要农作物的物候期,全生育期和各生育期阶段的太阳辐射量、日照时数、积温、降水量、降水量相对变率等农业气候图232幅。图集反映了各地主要农作物的气候状况,气候与作物的生长关系;揭示出主要作物气候     

近57年松嫩平原春玉米生育期干旱特征分析

春玉米生长发育及其产量受干旱影响很大,明晰不同生育期干旱特征对为保障春玉米安全和防旱减灾具有重要意义。基于松嫩平原及周边42个站点1960—2016年逐日气象资料和春玉米生育期资料,分别计算各生育期逐日相对湿润度,将其作为春玉米生育期干旱等级评价指标,并应用线性倾向估计法、Mann-Kendall法和相关分析法,分析了近57年松嫩平原春玉米全育期及各主要生育期干旱变化特征。结果表明:(1)松嫩平原春玉米全育期、并进期和生殖生长期呈干旱化趋势,营养生长期呈湿润化趋势。(2)干旱频率、强度和持续时间在全育期、并进期和生殖生长期呈增加趋势,在营养生长期呈下降趋势。并进期干旱在1990s最严重,其他生育期和全育期均在2000s最严重。各生育期干旱程度表现为营养生长期生殖生长期并进期。(3)全育期及各生育期多年平均干旱频率、强度和持续时间呈东北向西南递增的变化趋势,从东北向西南干旱加强。(4)松嫩平原春玉米生育期干旱变化特征对降水量、日照时数和相对湿度的变化最敏感。研究结果可为松嫩平原春玉米干旱预报及生产规划等提供参考。     

过去30年气候变化对华北平原冬小麦物候的影响研究

全球变暖已成为全球共同关注的问题。作物物候对气候变化的响应是研究气候变化对农业生产影响的重要内容。本文选用1981—2009年华北平原16个农业气象观测站的冬小麦物候资料,利用统计方法分析了冬小麦物候的变化趋势。结果表明,过去30年华北平原冬小麦播种期、出苗期和越冬开始期推迟,而返青期、开花期和成熟期呈提前趋势。物候期的提前或推迟促使小麦不同生长发育阶段历时发生变化,出苗—越冬开始、越冬开始—返青、返青—开花等阶段呈缩短趋势,但开花—成熟阶段生育期却延长0.9 d.10a 1,整个生育期历时呈减少趋势,平均减少3.4 d.10a 1。本文采用作物模型(CERES-Wheat)模拟固定小麦品种在气候变化背景下的物候变化趋势,以探讨冬小麦物候变化的主要驱动因子。模拟结果表明,过去30年小麦开花期和成熟期提前的主要驱动因素为气候变化,品种变换在一定程度上可减缓气候变化对物候的影响。     

辽宁省生长季气候变化及其对春玉米产量的影响

为了明确气候变化对辽宁省春玉米产量的影响,基于1968—2017年气象站点数据,结合标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),运用M-K趋势分析、相关分析及回归分析等数理统计方法研究了辽宁省春玉米生长季各气候要素、干湿变化特征及其与春玉米产量的关系。结果表明:降水量除丹东呈增加趋势外,其它地区呈现减少趋势; 大部分地区温度呈现升高趋势,风速呈显著减弱趋势,相对湿度变化趋势不显著; 日照时数除辽阳、本溪呈不显著增加外,其他地区呈减少趋势。降水、最高温和平均温是影响辽宁省春玉米产量的重要因子,尤其是朝阳、葫芦岛、锦州、阜新和大连地区,春玉米对这些要素更敏感,与降水量正相关,与最高温、平均温负相关,未来降水量减少、温度升高将不利于这些地区春玉米生长。随着位置东移降水量逐渐以负效应为主,温度逐渐表现为正效应。除阜新、抚顺、本溪等部分地区呈现干旱化外,其他地区表现为不显著的湿润化趋势。朝阳、葫芦岛、阜新等地区春玉米产量对6月、7月的干湿变化较敏感,易受旱减产; 干旱化将使阜新春玉米生产形势变得严峻,朝阳、锦州、大连地区湿润化对春玉米生长有利; 沈阳、鞍山、辽阳和营口地区5—9月的干湿状况均对春玉米产量有影响,抚顺、本溪、铁岭等地区则易受6—8月的干湿状况影响,这些地区当前较适宜春玉米生长; 丹东地区易受涝减产,且湿润化趋势将会对该地区玉米生产造成不利影响。辽宁省不同气候要素及干湿变化对不同地区春玉米产量的影响效应有正有负,程度也各不相同,各地应因地制宜采取合理措施促进玉米丰产。     

气候变化背景下华北平原夏玉米各生育期水热时空变化特征

气候变化背景下,华北平原气候资源也发生了相应变化。研究作物生长季各生育期的水热时空变化特征,对适应气候变化技术与政策的制定有重要意义。本文基于华北平原49个气象站点的逐日气象数据和27个农业气象试验站的物候期数据,分析了1961—2010年在夏玉米营养生长期、并进期、生殖生长期和全生育期的生长度日(GDD)、高温度日(HDD)、降水量及气候倾向率的时空分布。结果显示,华北平原夏玉米各生育期GDD、HDD均呈东北-西南走向的递增趋势,降水量呈东南-西北递减趋势。华北平原夏玉米在全生育期GDD倾向率、HDD倾向率、降水量倾向率分别为8.14℃·d·10a-1、-2.45℃·d·10a-1、-10.75 mm·10a-1。华北北部GDD在营养生长期呈递减趋势,在并进期、生殖生长期以及全生育期呈递增趋势,而华北南部GDD变化趋势与之相反;HDD在各生育期均呈现北部递增,南部递减趋势。降水量在各生育期均表现为北部降低,南部增加趋势。因此,河北省北部、北京市和天津市等华北北部地区夏玉米生产高温风险与干旱风险呈增加趋势,而河南省大部、山东省南部等华北南部地区高温风险与干旱风险呈降低趋势。     

基于WOFOST模型的吉林省中西部春玉米灌溉模拟

利用1961?2015年吉林省中、西部气象站资料,采用Peman-Monteith公式计算主要种植区春玉米生长季蒸散量,并确认生育期内有效降水量,得到研究区域春玉米净灌溉量和各生育期灌溉需求指数,据此确定关键灌溉期;再利用WOFOST作物模型模拟代表站点在不同降水年型下各灌溉方案的产量情况,通过模拟产量的结果选取春玉米较优灌溉方案。结果表明：吉林省中西部有效降水量占春玉米需水量的69%左右,乳熟?成熟期、播种?出苗期和出苗?拔节期的灌溉需求指数较高,这3个生育期为春玉米灌溉关键期;吉林省中西部春玉米乳熟?成熟期灌溉效率最高,其次为播种?出苗期,可根据条件加强关键生育期灌溉。     

华北平原冬小麦对过去30年气候变化响应的敏感性研究

以气候变暖为主要特征的全球变化已经对人类的生产和生活产生重要影响。作物物候及产量对气候变化的响应和适应是研究气候变化对农业生产影响的重要内容。本文选择位于华北平原的4个典型农业气象试验站(唐山、惠民、商丘和驻马店),利用详细的物候和产量观测资料,在站点尺度上研究了冬小麦物候及产量对过去30年(1980—2009)气候变化的响应及其敏感性。结果表明:过去30年冬小麦出苗期推迟,而抽穗期和成熟期呈提前趋势。物候期的提前或推迟导致冬小麦不同生长发育阶段历时发生变化,出苗—抽穗阶段(营养生长阶段)呈缩短趋势,而抽穗—成熟生长阶段(生殖生长阶段)呈延长趋势。相关性研究表明:在4个研究站点,温度和辐射是制约冬小麦产量的主要气候因子;但不同生长阶段,冬小麦产量对气象因子的响应不同。利用多元回归统计方法研究冬小麦产量对不同生长阶段气候因子(温度、辐射和降雨)的敏感性发现:在出苗—抽穗生长阶段,除驻马店站点外,温度升高对冬小麦产量有正效应;而在抽穗—成熟阶段,温度升高会给产量带来负面影响。冬小麦产量与辐射呈正相关,辐射降低给冬小麦产量产生负效应。     

山西省春玉米生育期干旱特征分析

应用山西省15个气象站点1981-2011年春玉米生育期内逐日气温、降水量资料分别计算不同生育期的相对湿润度指数、降水与作物需水的耦合度,以相对湿润度指数（M）作为春玉米干旱等级评价指标,分析近31a山西省春玉米不同生育期干旱变化特征。结果表明：（1）近31a来,山西春玉米各生育期中,以出苗-拔节期干旱发生频率最高,达86.95%,干旱发生等级以中等以上为主,降水与作物需水的耦合度最小,仅0.41,该生育期缺水最严重;播种-出苗期干旱发生频率达82.47%,干旱发生等级以中等以上为主,北部和中部地区降水与作物需水耦合度分别为0.45和0.41,南部地区降水能满足玉米需水要求;拔节-抽雄期降水与作物需水耦合度为0.69,干旱发生频率为51.51%,干旱发生等级以轻旱为主;抽雄-乳熟期和乳熟-成熟期干旱发生频率较低,为32.58%～43.33%,以轻旱为主,降水与作物需水耦合度在0.95以上,降水基本能满足春玉米的需水要求。(2)从北部至南部,山西春玉米各生育期干旱发生频率基本呈递减趋势,降水与春玉米需水耦合度呈递增趋势。全省播种-出苗期中等以上干旱占各级干旱发生频率的比重均为最高,北部、中部和南部地区分别达86.73%、79.43%和72.88%。     

Sowing date influence on winter oilseed rape overwintering in Estonia

Abstract

In 2001–2005 an overwintering investigation of winter oilseed rape (Brassica napus L.) was carried out at the Institute of Agricultural and Environmental Sciences of the Estonian University of Life Sciences. In our trial we used two winter oilseed rape varieties: ‘Wotan’ and ‘Express’. The sowing was performed at four different times, with weekly intervals: 8, 15, 22 and 29 August. The soil type was Stagnic Luvisol by WRB classification; the texture was sandy loam with a humus layer of 20–30 cm. Our research indicated that successful wintering of winter oilseed rape depends directly on sowing date. From the data obtained it may be seen that differences between sowing dates and overwintering were statistically significant. Overwintering depends on numbers of growing-degree-days (GDD) in the autumn vegetative period. Three years’ data showed that in the autumn period plants need 416 GDD for developing a strong root system and to prepare for wintering.     

Se肥施用方式和施用时期对水稻含Se量及产量的影响

在田间小区的试验条件下研究不同硒(Se)肥的施用方法及施用时期对水稻植株和籽粒中Se的吸收与富集的影响。研究表明:水稻在生长前期和旺盛时期对Se的吸收和积累有很大差异。与对照相比,苗床施Se、土壤施Se和叶面喷Se 3种方式均能明显提高各生育期水稻植株和籽粒中Se的含量,富Se效果达到差异极显著水平。从稻米富Se效果看,富Se含量在0.163~0.207 mg·kg-1之间,Se含量增加了5.8~7.6倍,且都在安全范围内。从水稻富Se的方式上,不同施Se方式富Se效果依次为水稻扬花期喷Se土壤施Se育苗期喷Se对照。从叶面喷施Se的时间上,稻米富Se效果依次是扬花期喷Se育苗期喷Se灌浆期喷Se齐穗期喷Se对照。从水稻富Se类型上看,外源无机Se和有机Se都能明显促进水稻对Se的积累。水稻育苗期和扬花期叶面喷Se在提高水稻稻米中含Se量的同时,并没有降低水稻产量。因此水稻叶面喷Se是一条安全、简单、易操作的途径。     

作物棵间蒸发及叶面蒸腾量的研究

在农田生态环境中分别测量了作物的棵间蒸发量和叶面蒸腾量，为提高水分利用率，减少非生产性水分消耗提供了依据。     

Sensory quality and chemical composition in carrots: A multivariate study

Carrots from designed trials and organic and conventional farms were analysed for sensory quality and chemical composition. The data were combined in principal component analyses and partial least squares regression for exploration of the main factors responsible for the variation in quality. One of the most important factors was fertilization. Carrots grown with no fertilizer and carrots fertilized with 40–80 kg nitrogen ha^?1 as mineral fertilizer or 20–72 tons ha^?1of organic fertilizer contained more total sugars and total flavour strength, less crispness, crude protein, true protein and carotene, and had a lower pH, compared with carrots fertilized with 100–192 kg nitrogen ha^?1 as mineral fertilizer. Location site was also very important in the explanation of the total variation and was a composite factor of precipitation, temperature in June, growth system and length of growth period. Soil type, amount of organic fertilizer, use of pesticides and temperatures in July and August seemed to be of less importance.     

经济作物替代薯稻三熟制早稻对肥料利用、土壤养分和经济效益的影响

为缩短“薯-稻-稻”三熟制作物早稻的生育期,促进“薯-稻-稻”茬口顺畅衔接,提高整体经济效益,本研究以不同经济作物替代早稻,分别在2016年惠东县和2017年白云区试点进行田间试验,共设置5个处理:休耕T₀(空白对照,不种任何作物)、常规处理T_CK(早稻)、T₁(黄瓜)、T₂(豆角)、T₃(甜玉米),探究不同春播经济作物生育期、产量、种植效益和肥料效率及土壤酶活的差异。结果表明,种植黄瓜、豆角和甜玉米替代早稻均可明显增加经济效益和缩短生育期。其中,T₃效果最优,与T_CK相比,单位面积种植效益增加了1.32~3.72 元·m^-2,生育期缩短了37~43 d,收获指数提高了18.6%~20.1%;同时,增加了土壤有效磷和速效钾含量,增强了土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。综上,甜玉米等经济作物代替早稻形成的“经济作物-中晚稻-冬种马铃薯”三熟轮作模式可以使作物茬口衔接更加顺畅,提升三季作物的整体经济效益,对农民增收具有积极作用。本研究为优化广东乃至华南“薯-稻-稻”三熟区的种植模式提供了理论基础和实践依据。     

玉溪烟区烤烟主要大田生长期紫外辐射分析与模拟

选取云南省玉溪市红塔区和通海县两个不同海拔烟区连续3a(2008-2010年)烤烟主要大田生长期(5-8月),利用逐日正午(11:30-12:30)紫外辐射强度和同期光照度、部分气候要素值的观测资料,分析紫外辐射强度变化与气候要素之间的关系,并选取光照度和云量两个要素对紫外辐射强度进行模拟预测。结果表明,烤烟大田生长期紫外辐射强度均值的年际变化不显著,同时期气象条件中,云量是影响烤烟生长期紫外辐射强度均值的主要因子。光照度、云量与紫外辐射强度变化的关系较密切,紫外辐射强度与光照度的比值较恒定,紫外辐射强度随云量的增加而降低。统计回归模型模拟表明,可用光照度和云量对紫外辐射强度进行估算,模拟值较准确。     

不同品种冬小麦磷效率性状与农学性状关系的研究

通过两年的田间试验,对冬小麦农学性状和磷效率性状之间的关系进行了研究。结果发现,植株较高或抽穗期推迟较多的品种中磷效率性状好的品种较多;产量构型中更多地依靠单一产量因素获得产量的品种对低磷敏感。研究还发现,在缺磷严重的条件下(OlsenP=2.4mg.kg)扬花期的生物量、光合叶面积和穗粒数与冬小麦的磷效率相关性较好;在缺磷较轻的条件下(OlsenP=6.6mg.kg)成穗数与冬小麦的磷效率相关性较好。这些性状有可能作为筛选磷高效材料的辅助选择指标。     

不同施肥处理的土壤肥力指标及微生物碳、氮在玉米生育期内的动态变化

动态监测了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站不同施肥处理土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾及土壤微生物量碳、氮在玉米6个生育期内的变化.试验结果得出,长期施肥处理使土壤pH值降低;M4和M4N2P1处理使土壤有机质提高,而N4处理使土壤有机质降低;施肥处理土壤碱解氮含量都高于对照处理,在玉米生育期内土壤有机质和碱解氮变化都呈下降趋势;长期施用有机肥或有机无机肥配合施用可以大幅度提高土壤速效磷和速效钾的含量,M4处理土壤速效磷在玉米拔节期达到最大值.同时,除N4处理土壤微生物量碳、氮的平均值较对照降低外,其他施肥处理都较对照提高,且在抽雄期都表现出较高的水平.     

干旱地区棉田膜下滴灌盐分运移规律

以田间实测数据为基础,研究棉田膜下滴灌对土壤盐分的变化。通过对棉田4个不同的生育期以及不同滴灌年限棉田盐分的变化进行了分析,初步得到,棉田在生育期盐分变化特征是0～20 cm含盐率从播前到苗期减小、盛铃期增大、吐絮期减小的趋势,>40～80 cm从播前缓慢增加、盛铃期～吐絮期逐渐减少;水平方向滴头处盐分累积最少,膜间处盐分累积较多;垂直方向上0～20 cm土层盐分减少,>60～100 cm土层累积程度较大;不同滴灌年限棉田随滴灌年限的延长各层土壤含盐率相应增加并且在>60～100 cm增加的趋势显著,且滴头、行间、膜间的总含盐率是依次增加;>60～100?cm已成积聚盐分的最大区域;在棉花生育期内,0～60 cm土壤呈脱盐状态,60～100 cm土壤呈积盐状态。该结果可为干旱区棉花膜下滴灌水盐的治理与防治提供参考。     

近51a来额济纳旗绿洲胡杨年生长期对气候变化的响应

利用额济纳旗绿洲胡杨林分布区内的气象站点1960—2010年的日平均气温和日平均最低、最高气温的数据,采用气候倾向率和相关分析等方法,研究了胡杨年生长期开始日、终止日、生长期天数、展叶始期、叶黄始日的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,近51a来研究区胡杨年生长期有开始日提早,终止日推后,年生长期延长,展叶始期提前,叶黄始日微推后的变化趋势。相关分析结果显示,胡杨年生长期开始日受3月平均气温影响最大,终止日受10月平均气温影响最大,胡杨生长期与3—11月平均气温呈显著正相关关系。4月平均气温对胡杨展叶始期的影响最大,且展叶始期与4月平均温度的负相关关系最显著,相关系数达0.678 2(α=0.001)。胡杨叶黄始日受9月平均气温的影响最大,且平均气温越高,胡杨叶黄始日越推迟。可见,研究区内胡杨对气候变化的响应比较明显。