GECROS模型在黄淮海地区模拟夏玉米生长的适应性评价

GECROS是荷兰瓦赫宁根农业大学近些年开发的机理性更强、算法更简要的作物生长模型。本文利用黄淮海地区夏玉米试验数据进行GECROS模型的适应性评价,为模型进一步开展区域应用提供依据。结果表明,GECROS基本能够反映黄淮海地区夏玉米的发育进程。模型模拟夏玉米抽雄期的绝对偏差在6.0 d以内,平均为2.1 d;模拟成熟期的绝对偏差在8.0 d以内,平均为3.4 d。GECROS描述夏玉米干物质积累和叶面积扩展过程的准确度较高。模拟雌穗总重的归一化均方根误差在7.8%~33.8%之间,平均为18.6%;模拟植株地上总重的归一化均方根误差在11.2%~32.6%之间,平均为20.7%;模拟LAI的绝对偏差在0.28~0.55之间,平均为0.41,模拟籽粒产量的绝对偏差在20.3~229.0 g m–2之间,平均为80.9 g m–2。利用GECROS模型相对评价作物生长状况或环境影响基本可行。但GECROS模拟夏玉米发育进程仍存在低值偏高、高值偏低的现象;在土壤水分胁迫较重时,描述的生物量积累过程有偏低情况;描述LAI扩展的总体效果差于生物量累积的效果。GECROS仍需进一步完善。     

深松耕作对夏玉米根系生长发育和产量的影响

深松耕作是用深松铲或凿形犁等松土农具疏松土壤而不翻转土层的一种深耕方法,采用这种方式耕作的土地,具有利于作物根系深扎、维持土壤微生物群体、蓄雨贮墒的优点。选用郑单958玉米品种作为试验材料,设置深松耕作试验组(ST)、传统耕作试验组(CT)、免耕对照组(NT)3个组别,记录玉米各个时间节点在田间表现的各项数据,探究深松耕作对于夏玉米根系生长发育和产量的影响。结果发现,随着植物的生长和发育,耕作方式对于夏玉米根系生长造成的影响逐渐明显;相对于免耕来说,耕作能够有效提高夏玉米产量。     

辽宁地区玉米生长发育及产量对温度和降水的响应

为了研究温度和降水对玉米生长发育及产量的影响,为合理利用不同气候条件保证玉米生长提供依据,采用大田试验数据和气候资料,分析了辽宁地区玉米生长发育及产量特征对温度、降水和热量条件的响应。结果表明：玉米各生育期生长天数,七叶—拔节期受平均温度影响,三叶—七叶期受降水量影响,播种—三叶期和乳熟—成熟期受前期积温影响;降水量与播种—三叶期的玉米地上干重相关显著,平均气温与三叶—七叶期的叶面积指数相关显著,前期积温对玉米生物量增长影响最大;在同等积温增加条件下,辽东地区地上生物量增加最多,辽西地区最少。不同生育期玉米受到播期和气候条件的影响程度不同,不同地区间的果实性状及产量差异较大。     

夏玉米灌浆与温度,籽粒含水率的关系

本试验以三个紧凑型玉米品种为材料，通过分期播种对夏玉米灌浆与温度，籽粒含水率的关系进行了初步研究。结果表明，夏玉米达到安全成熟，其灌浆期需活动积温≥１１００－１１５０℃，有效积温≥５００－５５０℃。灌浆在候平均温度１１．７－１１．９℃的低温环境下仍能保持一的强度，千粒重日增量达１．６－４．４克。灌浆高峰期的持续时间及灌浆强度在平均温度（１４．４－１５．８℃）较低时，都有所缩短和减弱。研究表明，夏玉     

基于WOFOST模型的2014年河南省干旱对夏玉米产量的预估

为了定量化预估干旱持续一段时间而未解除下对夏玉米气象产量的影响,采用预估日前气象数据与预估日后近5年平均值气象数据组成完整序列,设计3种情景4种处理方式,利用WOFOST作物模型预估干旱对夏玉米气象产量的影响。结果表明：在干旱预估当日,仅依靠自然降水条件,不同干旱区夏玉米减产率变化较大,重旱区47%~64%,中旱区28%~50%,轻旱区14%~47%;有灌溉条件下夏玉米减产率大幅下降,干旱影响小;灌溉充足的情景下,轻旱区几乎无减产,重旱区减产率仅在10%~38%之间。利用实况气象数据检验发现,预估方法对中旱区和轻旱区模拟较准确,重旱区模拟效果一般。利用作物模型可以定量化地预估干旱持续一段时间未解除情况下对夏玉米产量的影响。     

基于作物生长模型的玉米生殖期冷害致灾因子研究

利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)结合历史冷害数据分析了东北玉米灌浆期低温和初霜冻的发生规律,探讨了两者对玉米生长发育过程的影响与实际冷害年份之间的对应关系。结果表明,东北地区玉米灌浆期间较易出现15~16℃以下的急剧降温天气,对籽粒灌浆影响很大;出现在发育指数(DVS)为1.9之前且日平均温度连续5 d低于16℃的低温将对玉米贮存器官干重(WSO)积累造成重大影响,其出现年份与实际冷害发生年份符合度较高,是发生大面积冷害的致灾因子之一;随着气候变暖,东北各地初霜冻日和新玉米品种的成熟期均在推迟,但初霜冻日的年际波动不断增大。模拟显示,初霜冻发生在玉米成熟前的频率也在增加,初霜冻对玉米的影响仍不容忽视;初霜冻对WSO积累影响严重的年份与历史上出现冷害的一些典型年份比较一致,也是重要的冷害致灾因子之一。灌浆期低温和初霜冻出现时间以及由此导致WSO的损失程度可以作为基于作物生长模型进行玉米冷害监测预测的重要指标。同时,作物生长模型可以成为研究农业气象灾害致灾因子的有力工具。     

WOFOST模型对山东省夏玉米发育期与产量模拟的适用性评价

夏玉米作为山东省最主要的粮食作物,其生长发育与产量变化,对保障地区乃至全国的粮食安全具有举足轻重的作用。不同生育期内气象要素的不同组合对夏玉米发育进程与产量形成等将产生重要影响。WOFOST作物模型机理性较强、定量水平高,且更为高效,能够为客观、定量、动态地评估气象要素对夏玉米生产的影响提供技术支撑。为提高作物模型模拟的准确性,将山东省分为鲁西北、鲁中、鲁西南、鲁东南与半岛5个调参区域,并结合山东省10个夏玉米观测站2012-2014年玉米主栽品种的生长发育数据,开展模型的调参验证与适用性评价。研究结果表明,WOFOST模型对山东省各观测站点所有年份出苗期的模拟误差均不超过4d,决定系数（R ²）在0.43~0.99,归一化均方根误差（nRMSE）为0.3%~1.9%;针对开花期和成熟期,各观测站点绝大多数年份模拟误差均不超过5d,大多数观测站点R ²分别在0.77~0.99与0.51~0.99,各观测站点nRMSE分别在0.4%~2.3%与0.7%~3.2%;绝大多数观测站点产量模拟R ²在0.68~0.99,相对误差为0.8%~16.7%,绝大多数观测站点相对误差小于10%;nRMSE在1.2%~19.5%,均小于30%,大部分观测站点nRMSE小于10%。各评价指标均在可接受的范围内,WOFOST模型能够对山东省夏玉米发育期与产量进行较准确的模拟。     

长期施用有效微生物肥对冬小麦-夏玉米生长和产量的影响

在多年连续定位试验研究的基础上,研究了不同施肥方式对冬小麦、夏玉米生长和产量的影响。结果表明:EM微生物堆肥能明显增加冬小麦和夏玉米的产量。EM微生物堆肥处理的年均总产比等量传统堆肥增产8.3%~8.9%,其中冬小麦增产8.3%,夏玉米增产8.2%~9.4%。EM微生物堆肥能在一定程度降低土壤容重,增加土壤含水量,改善作物的生长环境。EM微生物堆肥处理的冬小麦、夏玉米总光合势比等量传统堆肥分别高5%~36%,5.2%~14.3%,比化肥处理分别高19%~72%,19.6%~46.4%,随EM微生物堆肥施用量的增加差异更明显。EM微生物堆肥比较高的光合势加快了干物质的积累速度,从而提高了冬小麦、夏玉米的群体生长速率。     

低温胁迫对不同品种玉米苗期根系性状的影响

盆栽试验研究了低温对不同玉米品种（农大364,先玉335）苗期根系发生发育及生物量的影响。结果表明：在低温胁迫下,玉米苗期根表面积、根体积、轴根长都明显低于常温处理。不同品种玉米总根长和侧根长对温度的反应程度存在明显差异,低温对农大364侧根生长明显促进作用,而对先玉335侧根生长有明显抑制作用。低温胁迫减弱了玉米根系的生长,同时对地上部的生长有明显的抑制作用,进而根冠比显著增大。     

夏玉米籽粒发育动态研究

以郑单958为试材,采用大田种植及室内测定相结合的方法,研究了夏玉米籽粒以及穗轴发育的形态特征和生理特性.结果表明,从果穗不同部位的籽粒长度、重量、干物质累积速度和体积方面看,中部籽粒的发育状况明显优于顶部籽粒.果穗不同部位籽粒和穗轴中可溶性糖分、淀粉、蛋白质含量变化趋势虽然不同,但12DAA是分水岭,三项指标均在12DAA后出现变化.本研究对认识夏玉米籽粒发育规律和指导夏玉米高产优质栽培具有重要意义.     

辽西雨养玉米农田土壤水分变化特征及其模拟

土壤含水量是作物生长发育的关键影响因子之一,确定土壤含水量变化及预测土壤含水量变化趋势,对于雨养农业更加有效地保墒、提高作物水分利用效率和增强抗旱防灾能力有着重要的现实意义。利用2008-2011年锦州玉米生长季逢三逢八土壤湿度观测数据,日气温降水数据和2008年玉米生长发育期数据资料,结合CERES-MAIZE土壤水分模块,分析了雨养玉米农田土壤水分时空变化特征和模拟了土壤水分时空变化特征。结果表明：生长季降水并不能反映土壤水分条件的好坏,生长季中雨以下的降水量和降水频次与土壤水分条件的好坏较好的一致性;土壤水分随土层深度而增加,0-40cm土壤含水量平均值和最低值分别是田间持水量的69%-82%和49%-64%;玉米根系生物量与生长时间呈二次曲线关系,所建根系生物量模型解释率达89.7%;耦合根系生物量模型和叶面积指数模型的CERES-MAIZE中的土壤水分模块能够较好的模拟雨养玉米生态系统土壤水分的时空变化特征。     

Influence of Accumulated Heat Units and Sunshine Hours on the Growth and Yield of Sorghum (var. Co 25)

The relationship between the aerial temperature, distribution pattern during the crop growth period, accumulated heat units and sunshine hours at different growth phases of sorghum (Co 25), and the growth parameters of the crop, sown on weekly intervals from January 29, 1986 to March, 1986 was studied at Coimbatore, India. Number of days for completion of germination, height of plant, leaf area index, grain, straw and total dry matter yield were found to be related to the sunshine hours. Grain and straw yield were negatively related with the heat units accumulated at the seeding stage. Grain yield alone was positively related to accumulated heat untis at flowering stage, while grain and straw yield were not related with heat units at growth, bootleg and maturity stage. Total accumulated heat units during the entire growth period of the crop was positively related to the grain and straw yield. Treatmental variations were significant for grain, straw, total dry matter production and other growth parameters except tiller numbers. An early cooler temperature followed by a warmer temperature during flowering, maturity phases are crucial for higher grain, straw and dry matter production.     

寒旱区地膜覆盖与施肥对土壤作物的效应分析

为了明确寒旱区不同地膜覆盖与不同施肥量的土壤和作物效应特点以及地膜覆盖增温和保水作用的相对重要性,采用二因素完全组合随机区组设计大田试验,分析比较了寒旱区宽窄幅普膜和降解膜与施肥的土壤水分、温度与作物生长和产量效应的差异。结果表明,宽、窄降解膜和普膜覆盖均有明显的增温保水作用,施肥也具有一定的增温保水作用。宽、窄降解膜和普膜覆盖玉米各生育时期均比CK明显提前,而施肥处理对玉米生育期无影响,覆盖处理对玉米生长发育的促进作用主要表现在生育前期,而施肥处理主要表现在生育中后期。不同覆盖处理显著增加了玉米产量和水分利用效率,且宽幅膜效果又显著好于窄幅膜,增产的原因主要是百粒重的显著增加,而施肥显著增产的原因是穗粒数和百粒重共同增加的结果。寒旱区限制玉米生长发育的主要因子是低温,地膜覆盖增产作用相对大于施肥,二者互作效应不显著。     

陇东2020年“强凉夏”气候特征及对农业影响分析

为研究“凉夏”事件的气候特征及对农业影响,对2020年夏季（6—8月）降水、气温和日照资料及春玉米发育期和产量资料进行分析,结果表明：经计算甘肃陇东2020年夏季为区域性“强凉夏”（区域性“冷夏”）;2020年夏季平均气温除6月上旬较历年同期偏高、7月上旬、8月上旬略高外,其余时间平均气温均较历年同期偏低,尤其是7月中旬偏低了3℃;各县夏季平均气温除环县、西峰较历年同期正常略低外,其余各县均普遍偏低,镇原偏低2.1℃,其中镇原、华池为历史记录次低值;夏季降水量较历年同期明显偏多,雨日偏多,其中正宁降水量和环县雨日为历史第二多;夏季日照较历年同期明显偏少,西峰、宁县为历史最少;“强凉夏”造成大秋作物生育期延长,较历年平均值延长12天左右;气候产量虽为正效应,但并非丰产年;生殖生长后期的持续低温寡照及土壤持续过湿,是造成产量较正常年份明显下降的主要原因;但由于降水充足,尤其是关键生育阶段土壤水分充足加之春玉米生长的特殊性和自适应调整,是气候产量仍为正效应的主要影响因素。     

底墒差异对夏玉米生理特性及产量的影响

研究了底墒差异对夏玉米生理特性及产量的影响。试验结果表明,在夏玉米生育期间极度干旱的条件下,以冬小麦生育期间灌拔节水和抽穗水(各40mm),夏玉米生育期间灌两水(共计100mm)的处理夏玉米产量最高,达7466.58 kg/hm2。而且该处理的叶面积、光合速率、蒸腾速率等生理指标高于其余各处理,气孔阻力和叶温等生理指标则低于其余各处理,以上各生理指标的变化是由于前茬冬小麦不同生育期灌溉而造成的。本试验同时表明,研究作物的水分问题应与特定的种植制度相结合。     

华北平原夏玉米生产潜力数值模拟及其自然正交分析

为了明确华北平原夏玉米区域生产潜力的气象要素影响层次,在中国科学院禹城综合试验站进行了夏玉米田间试验,利用Licor-6400便携式光合仪等对夏玉米生长过程进行了较为全面的生理生态参数测定,在此基础上对WOFOST模型进行了相应改进和系统验证,并利用验证后的WOFOST模型对华北平原42个站点1961—2006年夏玉米光温生产潜力和气候生产潜力进行了数值模拟,进行了生产力自然正交分解(EOF)分析。结果表明：模型可以较好地模拟夏玉米生长发育及干物质积累过程。华北平原光温生产潜力变化在7360~11370 kg/hm2之间,平均值为9384 kg/hm2,呈东北高西南低的趋势。光温生产潜力的EOF第一模态方差贡献超过总方差的1/3,前3个模态累计方差贡献达到总方差的62.5%。第一模态在区域上均为正值,具有较好的一致性。气候生产潜力变化在6160~10420 kg/hm2之间,平均值为7906 kg/hm2,与光温生产潜力的区域分布趋势类似,气候生产潜力的EOF前2个模态较为突出,其累计方差贡献可达总方差的1/3。该研究首次将作物数值模拟与EOF方法相结合,进一步揭示了气象要素对夏玉米生产潜力的影响层次关系,可为区域农业布局及决策提供一定的理论支持及实践指导。     

半湿润区免耕覆盖对土壤水分、温度及作物产量的影响

以半湿润区冬小麦－夏玉米一年两熟种植制度为研究对象,设置传统耕作(T0)、免耕无秸秆覆盖(T1)和免耕秸秆覆盖(T2)3个处理,研究不同耕作和秸秆覆盖方式对土壤水分、土壤温度和作物生长的影响及其在不同作物季节的功能差异。结果表明冬小麦季免耕覆盖(T2)和不覆盖(T1)处理0-60 cm土壤含水量都高于传统耕作(T0)处理,但免耕处理T1和T2只在表层土壤含水量存在显著差异,说明秸秆覆盖对表层土壤保水效果明显。免耕覆盖降低了土壤表层温度(T2相似文献   

土壤水分和CO2浓度增加对小麦、玉米、棉花蒸散、光合及生长的影响

通过在大型人工气候室内的试验、设计了350和700μl/L,两种C02浓度水平和高、中、低三种土壤水分处理,其土壤含水率范围分别为85%-100%, 65%-85%和45%-65%(占田间持水量的百分数),分析了土壤水分条件和大气CO2浓度增加的共同作用对小麦、玉米、棉花等作物蒸发蒸腾、光合速率、生长状况与干物质积累、水分利用效率的影响。     

温度变化对河套灌区玉米生长发育及产量结构的影响

为了研究在其他环境条件基本一致的前提下,温度对玉米生长发育的作用,笔者通过连续3年在河套灌区进行的玉米分期播种试验,分析了温度变化对玉米生长发育、产量构成的影响。结果表明：（1）出苗至各发育期的累积积温对玉米单株干物质总重起决定性作用,积温越高,单株地上干物质重越大;（2）出苗至各发育期的累积积温和叶面积指数LAI、植株高度之间存在良好的二项式回归关系,随着积温的升高,叶面积指数、植株高度先增加,待植株停止生长直至收获,叶面积指数和植株高度慢慢下降;（3）拔节期的积温与百粒重呈极显著正相关;秃尖长与各发育期的积温均呈负相关,七叶期、抽雄期及成熟期积温与秃尖长呈负相关显著;乳熟期积温与棒重呈显著负相关;（4）播种—拔节—抽雄期的积温与百粒重呈显著正相关;（5）播种—七叶、播种—拔节期的积温越高,越有利于玉米的雌雄穗发育,秃尖长越短。