石河子地区冬小麦生育期需水量变化特征及其气候成因

[目的]探究作物生育期需水量的变化趋势及其与气象因子的关系,为气候变化下农作物灌溉排水决策提供理论基础。[方法]基于联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数,利用石河子地区1954—2012年逐日气温、降水、日照时数、风速、相对湿度等资料,计算石河子地区冬小麦近59a作物需水量和灌溉需水量,并探究其气候趋势变化的影响。[结果](1)过去50a,石河子垦区冬小麦需水量总体呈增加趋势,越冬—返青期增势最为明显(气候倾向率为2.65mm/10a);拔节—抽穗期冬小麦需水量最大,为130.23mm。(2)灌溉需水量总体呈减少趋势,其中拔节—抽穗期灌溉需水量最大(平均值为88.65mm)且减少趋势最为明显(气候倾向率为-3.11mm/10a)。(3)气象因子对冬小麦不同生育期的需水量和灌溉需水量有很强的相关性,其中冬小麦生育后期需水量与气象因子有极强的相关性;气象因子中,降水对于灌溉需水量影响最大。[结论]气候变化下,石河子地区冬小麦作物需水量呈增加趋势,但降雨量的增加趋势下,灌溉需水量总体呈减少趋势。     

冀京津冬小麦灌溉需水量时空变化特征

利用冀京津地区20个气象站点1961-2010年气象资料和1980-2009年冬小麦生育期资料,采用美国农业部土壤保持局推荐方法计算有效降水量,同时利用FAO推荐的Penman-Monteith方法计算冬小麦全生育期和4个主要生育阶段的需水量,并对冬小麦生育阶段灌溉需水量进行探讨。结果表明,过去50a来,冀京津冬小麦生育期内有效降水量呈增加趋势,空间上呈经向分布特点,表现为从西向东梯状增加的趋势。而冬小麦的需水量呈减少趋势,其中抽穗-乳熟期减少幅度最大,全生育期需水量的空间分布呈带状特征,全区差异较大。抽穗-乳熟期分布由东南向北递减。为满足冬小麦需水要求,全生育期灌溉需水量为291~381mm,灌溉需水量较多的地区为沧州市和衡水市一带。其中需水较多的生育阶段为拔节-抽穗期和抽穗-乳熟期。在空间上,拔节-抽穗期灌溉需水量以沧州市为中心,向南北两侧递减;抽穗-乳熟期灌溉需水量南高北低,有明显的带状分布特征。研究结果可为冀京津冬小麦适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑。     

播期对辽西地区春小麦水分利用效率和产量的影响

为探讨辽西地区不同播期对春小麦水分利用效率和产量的影响,2017年以辽春13号为供试材料,开展3个不同播期处理试验。研究结果表明,不同播期处理春小麦耗水规律基本一致,苗期需水量较小,进入拔节期后需水量增加,灌浆期以后需水量逐渐降低。随着播期的推迟,田间总耗水量呈减少趋势,但差异不显著,同时籽粒产量和水分利用效率显著下降,3月10日播种处理春小麦产量和水分利用效率最高,同时净效益也最高。播期是影响春小麦产量和水分利用效率的重要因素,建平地区春小麦适宜播种时间为3月10日左右。     

芨芨草产量结构及刈割强度对其再生性影响的初步探讨

对芨芨草产量结构、刈割强度及其再生性的影响做了初步探讨，结果表明：(1)芨芨草的产量结构从基部到顶部呈下降趋势，在0～10cm，非同化器官的生物量远远大于同化器官的生物量，10cm以上同化器官和非同化器官生物量的差异不大；(2)留茬4cm的芨芨草日增长速率显著高于不留茬时的日增长速率。     

近30年吴桥县冬小麦生育期水分亏缺变化趋势分析

为了给地处黑龙港地区的河北省吴桥县制定冬小麦稳产灌溉制度提供理论依据,本文利用1981—2013年吴桥县的气象数据和SIMETAW模型,分析了冬小麦全生育期及播种—返青期、返青—拔节期、拔节—开花期、开花—成熟期4个生育阶段的降水量、需水量、耗水强度及水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势;同时利用5年滑动平均法将分析年份冬小麦实际产量分为趋势产量和气象产量,计算了不同降雨年型下冬小麦减产率的变异系数。结果表明,近30年河北省吴桥县冬小麦生育时期的水分亏缺指数和需水量均呈现轻微的上升趋势;冬小麦发生干旱的概率为93.75%,其中,中旱和重旱发生概率为65.52%。冬小麦生育时期的平均日降雨量呈现从冬小麦生育中期向后期转移的趋势,日耗水强度表现为从生育后期向生育中期移动的趋势,这是导致返青—拔节期和拔节—开花期水分亏缺指数较大的重要原因。冬小麦减产率的变异系数的绝对值在缺水年最大,为154.241;在丰水年最小,为1.999;正常年份为24.776。因此,冬小麦拔节—开花期的及时灌溉对于保障冬小麦的稳产增产具有重要作用。建议在缺水年份调整冬小麦的水分管理制度,在冬小麦拔节初期一次性充分灌溉或在拔节初期和中后期分次进行少量灌溉。     

不同灌水技术下香梨地土面蒸发规律研究

对新疆库尔勒灌溉实验站香梨地不同灌水技术处理的土面蒸发进行了试验研究,并分析了土面蒸发强度与土壤含水量和土面蒸发强度与土壤耗水强度间的关系。结果表明,各处理在整个生育期的平均土面蒸发强度由大到小依次为微喷、小管和环管,其累积土面蒸发值分别为116.05,104.53和89.60mm。各处理棵间相对土面蒸发强度与0-20cm土层深度的土壤含水量相关关系显著,呈二次递增规律。土壤耗水强度在生育期内整体上呈现从大到小的变化规律,大小顺序依次为微喷、环管和小管,且土面蒸发强度均随着土壤耗水强度的增大而增大,二者之间呈幂函数关系。     

刺槐耗水研究进展

刺槐是干旱半干旱地区的多用途造林树种，水分生理研究是抗旱造林和林分管理的基础，从苗木、单木和林分三个层面论述了刺槐耗水特性及其研究进展。苗木耗水是林木水分生理研究的基础，刺槐苗木耗水量和耗水速率的日变化均呈单峰型，峰值出现在中午12：00左右。苗木耗水速率除与自身遗传特性有关外，还与土壤水分条件密切相关，随着土壤水分亏缺的加重，耗水速率呈下降趋势。单木耗水除表现与苗木相似的日动态外，其耗水量和蒸腾强度还表现季节动态，生长季节初期和末期耗水量和蒸腾强度较低，生长盛期较强，此外蒸腾耗水还与光照、气温和风速等环境因子呈显著相关关系。林分蒸腾耗水占林分总耗水量的57．7％～60．2％，季节变化与单木相同，一般阴坡耗水大于阳坡，高密度林分耗水量大于低密度林分。     

青海湖流域芨芨草斑块对地表水分再分配过程的影响

[目的] 研究芨芨草斑块对降雨再分配和地表径流过程的影响，为揭示植被斑块的形成与水分调控机理提供依据。[方法] 以青海湖流域芨芨草斑块为例，通过对芨芨草斑块冠层降雨再分配和地表径流进行试验观测，计算水平方向芨芨草斑块水分补偿比例。[结果] ①芨芨草斑块穿透雨占降雨量比例为70.58%，穿透雨主要受降雨量、降雨强度和降雨历时的影响，芨芨草斑块冠层对降雨再分配过程的影响和多数干旱区灌木相似；②芨芨草斑块平均径流系数为0.45%±0.33%，明显低于基质区（2.08%±1.46%），且随着降雨量增加而呈增大趋势；③芨芨草斑块水分补偿比例为1.13%±1.34%，且随着降雨量和降雨强度增加而增大，最高可达到4.94%。[结论] 在生态系统尺度，芨芨草斑块会受到来自基质区的径流补偿，这是斑块植被一种适应干旱的水分调控策略。     

基于CT的青海湖流域芨芨草草地土壤大孔隙特征分析

为探究青海湖流域芨芨草草地的土壤大孔隙特征,以青海湖流域芨芨草草地为研究对象,在研究区芨芨草斑块处和芨芨草斑块间分别采集原状土柱,每块样地选取3个重复样品,通过对样品进行CT扫描并利用Fiji软件解译的方法分析土壤孔隙的结构特征差异。结果表明:芨芨草斑块土壤平均大孔隙数量、不同深度大孔隙数量、平均大孔隙度以及不同深度大孔隙度均大于芨芨草斑块间土壤。芨芨草斑块土壤大孔隙平均数量是芨芨草斑块之间的2.8倍,平均大孔隙度是芨芨草斑块间的12.1倍,芨芨草斑块的土壤大孔隙度随土壤深度增加呈先增加后减少的趋势,斑块间的大孔隙度呈递减趋势。     

青藏高原东北部黄土区草本植物根系加筋土的抗剪特性

为了分析草本植物根系加筋土的抗剪特性,以青藏高原东北部黄土区生长时间为1a的芨芨草根系作为加筋土的筋材,通过将根系加筋土试样制成9组不同含根量的扰动试样,进行了直剪摩擦试验。结果表明,当含根量与含水量一定时,根系加筋土的抗剪强度与剪切面上的法向压力呈正比,抗剪强度随垂直压力的增加基本呈线性增大;当根系加筋土含水量与垂直压力一定时,抗剪强度随含根量的增加而呈增大趋势,其黏聚力c和内摩擦角φ均有不同程度的提高,c值明显增加,且c值与含根量之间呈指数函数关系,φ值变化不大;在20.5,61.5,102.5,和143.5kPa这4种垂直压力下,根系加筋土抗剪强度和含根量之间均呈指数函数关系。说明供试种芨芨草根系可以显著提高试验区土体的抗剪强度,同时有助于增强坡体稳定性。     

调亏灌溉和施氮对玉米叶片保护系统的影响

通过盆栽试验,研究了不同生育期亏水和氮肥处理对春玉米叶片丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.结果表明,调亏灌溉可使玉米叶片MDA和SS含量明显升高,而使POD和SOD活性有所降低.施氮处理能保证叶片在抽雄期前SS含量、SOD和POD活性处于较高水平.MDA含量与灌水和施氮水平呈负相关,拔节后期达最大值,之后减小.从苗期到拔节后期,调亏灌溉施氮处理的可溶性糖含量较高,而高氮持续亏水处理可导致可溶性糖含量降低.POD活性到拔节后期达到最大,抽雄期有所降低.亏水处理明显降低了叶片POD活性,复水后补偿效应明显.施氮可适当提高POD活性,但抽穗亏水和全生育期亏水高氮处理在抽雄期的酶活性降低.SOD活性的变化趋势和POD相似.苗期亏水处理在复水后各生理生化指标补偿效果较好,拔节期亏水处理次之.高氮处理不宜在抽雄期调亏灌溉.调亏灌溉和施氮的最佳处理组合为苗期调亏低氮处理.     

基于控制灌溉理论的水稻优化灌溉制度研究

结合田间试验研究成果及Jensen模型，建立了基于水稻控制灌溉理论的宁夏引黄灌区轻度盐碱地水稻优化灌溉制度。水稻全生育期灌溉水量为600 mm，灌水15次，主要分布在返青期、拔节孕穗期和抽穗开花期。该优化灌溉制度较常规漫灌节水69.2%。该灌溉制度的建立，对于提高宁夏引黄灌区水稻节水灌溉技术具有重要的实践参考价值。     

西藏冬小麦需水关键期的降水变化趋势分析

利用1961～2000年西藏不同农业气候区旬降水量资料，分析了冬小麦生育期的降水特征及趋势变化。结果发现，半干旱农区冬小麦拔节-孕穗期、抽穗-乳熟期的降水变率较大，多数年份自然降水不能满足作物需水，水分亏缺严重。半湿润农区多数年份拔节-孕穗期的降水少于作物需水量，而抽穗-乳熟期相反，水分有盈余。过去40年冬小麦抽穗-乳熟期、全生育期的降水量，在半湿润农区呈较明显的增加趋势，而在半干旱农区1980年以前呈减少趋势，1981年以后表现为显著的增加趋势。     

灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响

为了探讨中国北方冬小麦高效节水灌溉模式,采用了3种灌溉处理:在拔节期一次灌溉120mm,在拔节期和抽穗期各灌溉60mm及在拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm,研究了在总灌溉量为120mm的情况下,灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响.结果表明,在冬小麦的拔节期和抽穗期各灌溉60mm,显著提高乳熟期和蜡熟期旗叶...     

盐碱地人工种植芨芨草效益分析

试验研究表明,在盐碱地里人工种植芨芨草,可以明显降低土壤盐碱度和pH值,对盐碱化土壤具有很好的改良作用;芨芨草可作为良好的造纸原料,不仅可以节约造纸辅料还有利于环保。芨芨草作为解决家畜冬春饲草不足和灾年家畜的“保命牧草”,对于牧区抗灾害能力有极大的提升作用。因此,人工种植芨芨草对干旱地区盐碱地改良、促进生态建设、发展地方经济具有重要的意义。     

光温条件对浙中晚稻抽穗期和结实率的影响

2002—2003年。以协优9308和绍糯119为材料。通过分期播种试验，研究了光、温条件对晚稻抽穗期和结实率的影响。结果表明。两品种感光性较强。播种-抽穗期日数可由播种期的可照时数和积温拟合。温度是影响结实率的主要气象因子，从孕穗期到抽穗期高结实率形成需要一定的适宜温度。结合1995—2004年的大田调查资料分析表明，在浙江中部造成晚稻结实率下降的低温冷害包括孕穗期冷害和开花期冷害。因此生产上安排晚稻品种和播期必须考虑可照时数和孕穗期到抽穗期的温度条件。协优9308在孕穗期和抽穗期比常规品种更易遭受低温冷害，不适宜作为双季稻的晚稻种植。     

主要生育期气候变化对河南省冬小麦生长及产量的影响

为分析不同生育期气候变化对冬小麦生长及产量的影响,本研究选择河南省30个农业气象观测站1961—2014年气象资料、1981—2014年冬小麦发育期及产量资料,采用数理统计与DSSAT-CERES Wheat模型模拟相结合的方法,分析了冬小麦播种—返青、返青—抽穗、抽穗—成熟3个时期的气候变化特征及其对生育期和产量的影响。结果表明:研究区气候变化的显著特征是播种—返青期日照时数按40.09 h·(10a)~(-1)的速率显著减少(P0.05),返青—抽穗期平均日最高气温和平均日最低气温同时大幅升高。冬小麦幼穗分化随着抽穗前日最低气温的升高按2.9 d·(10a)~(-1)的速率而提前结束,返青前气候变化对后续生育进程有持续影响,气象因子与播种—抽穗期、播种—成熟期持续日数以负相关关系为主。两种分析方法均表明:当前河南麦区播种—返青期气候变化对产量的影响不大,在一定范围内甚至有增产作用,气象因子贡献率平均为0.758;返青—抽穗期气候变化使穗密度和穗粒数平均减少2.74%和3.94%,大于抽穗—成熟期。不同生育期气候变化情景下,冬小麦高产和稳产均受影响,代表站点播种—返青、返青—抽穗、抽穗—成熟期分别平均减产1.6%、6.3%和4.8%,其中播种—返青、抽穗—成熟期影响产量的关键气象因子是日最高气温,而返青—抽穗期是日最低气温。     

煤矸石改良盐碱土对马铃薯生长的影响

为探索煤矸石用于盐碱地改良的可行性,拓展大宗固体废物煤矸石的资源化利用途径,该研究采用盆栽法对煤矸石用量影响盐碱土理化性质及马铃薯生长进行研究。试验设置4个处理：85%盐碱土+15%煤矸石（CL15）、70%盐碱土+30%煤矸石（CL30）、50%盐碱土+50%煤矸石（CL50）,以及不添加煤矸石的对照（CK）,分析煤矸石用量对土壤理化性质、马铃薯植株生长生理、产量和品质等的影响。结果表明：1）煤矸石加入能够影响土壤的理化性质,改善盐碱土自身贫瘠、板结的土质,土壤pH值、盐分浓度、容重逐渐降低,土壤结构趋于稳定,同时土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮和速效钾含量显著增加（P <0.05）,增幅分别为15.2%～447.2%、11.7%～27.6%、0.5%～29.5%、43.3%～225.8%、16.6%～216.1%和3.6%～34.9%。2）不同煤矸石添加量对马铃薯植株生长、光合作用以及抗逆性等指标影响效果存在差异,随着煤矸石用量的增加,植株各个时期的生长生理、抗逆境胁迫等指标多数呈现先增加后降低的趋势。CL30处理对马铃薯生长促进效果最佳,CL50则表现出一定的抑制作用,3个品种马铃薯收获后的地上生物量排序均为CL30、CL50、CL15。3）对照中马铃薯植株在幼苗期全部死亡,煤矸石各处理种植马铃薯可完成生长周期并结薯。CL30处理下单株块茎质量最高,为252.37～424.10 g/株,块茎中淀粉、蛋白质和维生素C含量也最高,分别为90.0～110.3 g/kg、13.3～14.1 g/kg和99.0～164.0 mg/kg,但与商品马铃薯品质相比仍有差距,淀粉、蛋白质和维生素C含量分别低于商品马铃薯21.2%～35.7%、45.8%～48.8%和7.9%～44.4%。综上所述,煤矸石可用于盐碱土改良,煤矸石用量为30%时,可有效改善盐碱土壤环境并适合种植马铃薯,因而在盐碱地土壤改良、保障粮食安全领域具有应用前景。     

FACE条件下水稻生育后期剑叶光合色素含量及产量构成的响应研究

为明确CO2浓度增高对水稻叶片光合能力的影响,利用自由CO2富集系统(free-air carbon dioxide enrichment,FACE)研究‘松粳9号’和‘稻花香2号’水稻生育后期剑叶光合色素含量及产量构成的变化趋势;通过测定水稻孕穗—抽穗期剑叶叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,分析光合色素组成、各组分间相关关系及品种间差异;收获后实测产量构成因素,比较处理及品种间差异。结果表明,与对照相比,高CO2浓度下水稻孕穗和抽穗期叶绿素a含量都极显著升高,‘松粳9号’和‘稻花香2号’的最大增幅分别达28.46%和19.58%;抽穗后20 d分别极显著降低15.25%和23.20%。高浓度CO2极显著降低水稻抽穗后20 d叶绿素b含量,两品种降幅分别为7.57%和5.33%;极显著增加抽穗后30 d叶绿素b含量,增幅分别为4.19%和9.46%。高CO2浓度下两品种水稻抽穗期类胡萝卜素含量显著增加9.47%和13.55%,抽穗后10 d之后显著降低,最高降幅达13.54%和16.67%。高CO2浓度下水稻总叶绿素含量和叶绿素a/b比值在孕穗和抽穗期增加,抽穗后20 d减少。高CO2浓度对产量构成因素均有正面影响,增加了水稻单位面积穗数、结实率和千粒重,显著提高了千粒重,两品种增幅分别达8.6%和4.5%。试验结果明确了高CO2浓度对水稻灌浆前期剑叶光合色素的积累有促进作用,后期有抑制作用,品种间响应差异显著;千粒重增加是增产的主要因素。     

四川盆地水稻不同生育期干旱频率的空间分布特征

将四川盆地按地理地貌类型及水稻种植区划分为5个区域即盆南、盆中、盆西、盆周和盆东,基于区内102个县(市)气象台站1980-2014年的逐日气象资料及32个农业气象观测站的水稻生育期资料,利用干旱评估指标分析四川盆地水稻各生育期干旱发生频率的空间分布特征。结果表明：水稻移栽-分蘖期干旱频率在盆中及盆南部分区域高达90%以上;分蘖-拔节期及拔节-孕穗期干旱频率也相对较高,大部地区集中在50%～90%;水稻孕穗-抽穗期和抽穗-成熟期的干旱发生频率与其它生育期相比较低,孕穗-抽穗期干旱发生频率除盆西部分区域、盆中及盆东北局部在70%～84%以外,其余大部在50%左右;抽穗-成熟期干旱发生频率大部分在50%～70%。