北疆棉花出苗的低温胁迫影响及适宜播种期研究

为解决新疆北疆地区棉花播种出苗期低温冷害问题,笔者利用人工气候室,对种子低温胁迫设计不同温度进行播种出苗试验,并结合1991—2017年农业气象观测资料,研究播种—出苗的适宜播种温度指标、积温指标,确定棉花适宜播种期。结果表明,棉花种子的萌芽率、萌芽天数、萌芽长度、萌芽鲜重及出苗率等各项参数随温度呈非线性有规律变化。棉花种子低温胁迫时间越长出苗越滞后,所需的积温较多。北疆地区棉花主栽品种播种出苗下限温度为12℃,需要活动积温在160℃·d以上,≥12℃有效积温在55℃·d以上。通过人工气候室试验结合大田实际监测研究,新疆北疆地区稳定通过12℃应作为棉花主栽品种播种的初始期;播种期确定在4月下旬,出苗期可免受春季低温冷害的威胁。     

温度对棉花种子萌发及出苗的影响

本文通过在人工气候室开展不同恒温处理对棉花种子萌芽和出苗的影响试验,旨在筛选棉花种子适宜的萌发和出苗温度。结果表明,棉花种子发芽率、出苗率随着供试环境温度的升高而提高,12～13℃可作为棉花播种适宜温度。     

低温胁迫对棉花种子萌发的影响

为了研究低温胁迫对棉花种子萌发特性的影响,以新陆中88为试验材料,采用纸培和砂培的方式进行种子萌发试验,将棉花种子的发芽温度设置为5℃、10℃和15℃不同的低温,低温持续时间分别为1 d、2 d、3 d、4 d、5 d。结果表明,在同一温度下低温持续时间对种子发芽率、发芽势、幼苗高度、主根长度、叶面积、电导率均有所影响,持续时间越久抑制越严重;同一持续时间下温度越低导致发芽率越低、幼苗高度越矮、主根长度越短、叶面积越小。因此,适当推迟棉花播期,可以预防棉花苗期的冻害,有效防止苗期病害的发生,并且有利于棉花出苗整齐、长势健壮,提高幼苗的抗逆能力。     

播种期温度变化对玉米出苗速率的影响

为了应对气候变化,掌握玉米播种出苗期的温度特性,科学调整玉米播种期提供依据,采用分期播种方法,研究温度变化对玉米出苗速率的影响。结果表明,随着春季气温的升高,玉米出苗速率加快。玉米出苗速率与4月中旬—6月上旬平均气温存在对数函数关系,与≥12.0℃有效积温存在线性函数关系,出苗天数与活动积温存在指数函数关系。稳定通过12.0℃为玉米播种初始温度,14.0~18.0℃为较适宜温度,18.0℃以上为播种适宜温度。耕层温度与气温对出苗速率的影响相同。播种期初始温度应从稳定10.0℃调整至稳定12.0℃为宜。     

热量资源变化对石河子垦区棉花产量的贡献

为探讨新疆石河子垦区热量资源变化对棉花产量的影响及关键期,收集石河子地区1961—2015年棉花单产、气温资料以及1988—2017 年棉花物候期监测等资料,运用多项式分离气候产量、气候倾向率、一元回归及相关系数等方法,研究不同时间段热量资源对棉花产量的贡献。结果表明：石河子垦区热量资源丰富增加趋势明显;≥10℃积温、棉花生产期≥0℃积温、稳定通过10℃初终日、播种出苗期和裂铃至停止生长≥0℃积温对棉花产量影响显著。≥10℃积温低于3350℃· d、棉花生产期≥0℃积温低于3650℃·d 棉花减产明显。播种出苗期和裂铃至停止生长期是棉花的热量关键期,对棉花产量的贡献分别为6.59%和5.95%。研究结果可为新疆石河子垦区棉花生产技术管理水平的提高提供理论参考。     

沙芥生长发育及种子产量形成与播种期关系的研究

在1998-2002年预备试验的基础上,于2003-2004年期间研究了不同播期对沙芥生长发育及种子产量的影响。试验采用直播法,每隔15 d播种1次,共12个播种期。结果表明:沙芥从播种至出苗需7~18 d,种子发芽出土的活动起始温度为12.56℃,有效积温为69.07℃;各播种期株高、总叶片数、株展、茎粗、一级分枝数、返青率、种子产量均随播种期推后而降低,且播种过晚,翌年才出苗;一年生植株安全越冬且翌年能抽薹开花的日历苗龄为59 d以上,植株形态指标为株高9.6 cm,株展为15.5 cm,平均叶片数为5.8片,茎粗为0.8 cm以上;二年生植株生长势、种子产量与一年生苗生长势呈正相关,返青后二年生植株的生育进程基本相同,其全生育期分为营养生长期、休眠期、生殖生长期。沙芥在内蒙古呼和浩特地区的栽培或采种的春季适宜播期是5月中旬,寄子栽培可以在10月上旬播种。研究确定了人工栽培条件的适宜播种期,掌握了越冬的最小苗龄,为沙芥人工栽培及繁育技术的研究奠定了基础。     

气候变化对河北省棉花物候期的影响

【目的】研究河北省棉花物候期对气候变化的响应。【方法】利用气象数据和棉花物候期数据,分析了1981—2010年河北省棉花各生育阶段气候变化特征、物候期变化趋势、各生育阶段长短变化趋势以及各生育阶段长短与该生育阶段气象因子的相关性。【结果】1)棉花各生育阶段平均温度和≥0℃积温整体呈升高趋势;2)棉花播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期呈提前趋势,而收获期呈延后趋势。开花之前各生育阶段缩短,开花之后各生育阶段延长,整个生长期延长;3)吐絮之前各个生育阶段的平均温度、≥0℃积温与该生育阶段长短呈负相关,吐絮到收获及全生育期的天数与该时期平均温度、≥0℃积温呈正相关。【结论】研究结果有助于理解气候变化对棉花生长发育的影响,并据此提出棉花生产应对气候变化的适应技术与策略。     

基于COSIM模型的棉花区域产量动态预测研究——以新疆阿克苏市为例

【目的】提高基于作物生长模型进行产量动态预测的准确率。【方法】以新疆阿克苏市为例,采用1991―2014年的气象资料、棉花产量资料和棉花的物候资料,通过应用COSIM棉花模型分别以多年平均播种期和适宜播种区间内多个播种期作为播种期输入,比较分析两种产量预测方法的效果。【结果】结果表明:两种方法的预报准确率均在90.0%以上,在阿克苏市均有很好的适用性。但对比分析得出,在棉花生育期内按照月份进行产量动态预测时,以及预报年份实际播种期不确定时,基于适宜播种期区间的多播种期预测方法的预报准确率更高。【结论】研究结果为阿克苏市提供了两种基于作物生长模型的棉花产量预报方法 ,针对不同预报年的特征选择合适的预报方法可以提高预报准确率,同时可为其他棉花产区的产量动态预测提供参考和借鉴。     

基于COSIM模型的新疆棉花延迟型冷害指标分析

 应用新疆石河子和莎车两地的棉花试验资料,对棉花模型COSIM进行参数调试及有效性验证,模型可较好地模拟石河子和莎车两地的棉花生长发育过程及产量水平。利用COSIM模型45年连续模拟结果及2004年不同播种期的模拟结果进行统计学分析,结果表明：棉花生育期≥12℃有效积温、开花期和子棉产量有显著的线性关系。提出：棉花生育期≥12℃有效积温较多年平均的减少量和开花期较多年平均的推迟日数是定量评估新疆棉花延迟型冷害的指标。通过检验,延迟型冷害指标对严重气候减产年的拟合率达到80%。     

灌浆初期低温对春玉米产量构成的影响研究

旨在研究东北地区低温冷害对春玉米灌浆的影响,确定春玉米灌浆期间冷害影响农业气象指标。用人工气候室通过模拟自然低温（平均15℃、17℃、19℃）方法,对灌浆初期盆栽春玉米进行（3、5、7天）胁迫处理。结果表明：春玉米在灌浆初期经不同天数的低温处理后,穗粒数减少,穗粒重、百粒重和叶绿素降低,成熟期延迟,果穗秃尖长度和籽粒含水量增加,作物产量呈不同程度的下降。温度越低,持续时间越长,对玉米产量的影响越严重。其中在15℃低温下处理7天后,玉米产量下降最大,较对照穗粒重减少了32.4%,百粒重减少9.2%。可见,灌浆初期低温对春玉米产量结构影响最大的因素是结实率和籽粒干物质含量的双重降低。     

近52年北疆气候变化对棉花种植气候适宜性分区的影响

基于北疆52个气象台站1961―2012年逐年≥10℃积温、最热月(7月)平均气温和无霜冻期资料,使用Arc GIS空间插值技术对上述各热量要素的空间分布进行模拟,使用线性趋势和年代间比较对近52年各热量要素的变化进行分析,结合棉花气候分区指标,完成了1961―1970年、1971―1980年、1981―1990年、1991―2000年和2001―2012年5个时段的北疆棉花种植气候适宜性分区;并对比分析了各时段宜棉区、次宜棉区、风险棉区和不宜棉区分布区域和面积的变化。结果表明:北疆热量资源的空间分布总体呈现"平原和盆地多,山区少"的特点;在气候变暖背景下,近52年北疆≥l0℃积温、7月份平均气温和无霜冻期分别以每10年75.657℃、0.218℃和4.36 d的斜率呈显著的上升趋势,并且20世纪90年代以来上升速率呈增大趋势。受其影响,近52年,尤其是20世纪90年代以来,北疆宜棉区面积明显扩大,次宜棉区和不宜棉区有所减小,风险棉区变化不大。2001―2012年与20世纪60年代相比,宜棉区面积扩大了6.54164×104 km2;次宜棉区和不宜棉区分别缩小了0.99982×104 km2和5.28675×104 km2。     

基于主成分分析的不同棉花品种低温萌发关键期研究

为明确低温为害棉花种子萌发过程的关键期,以新陆中46号、新陆早57号、新陆早74号和新陆早82号为试验材料,25℃为对照温度,通过室内发芽试验,研究12℃低温处理下4个棉花品种在种子萌发过程中种子活力指标变化和胚根生长情况。结果表明,12℃低温处理能降低棉花种子活力和抑制胚根生长,不同品种间耐低温能力存在差异,新陆早57号低温耐受力最强。7个测定指标间均存在正相关关系,发芽指数与活力指数、胚根鲜重与胚根干重间相关性最大,发芽势与胚根长、发芽指数与胚根长间相关性最小。不同棉花品种各处理主成分综合得分排序为T 2相似文献   

播期对小麦冬前幼苗生长和积温的调控效应

为了研究播期对小麦冬前幼苗生长和积温的调控效应,以‘光明麦1号’为试验材料,设计不同播期试验,旨在探讨播期对春性小麦冬前幼苗生长发育和积温的影响。结果表明,随播期推迟,出苗率下降,且冬前积温降低,显著影响小麦冬前生育进程,植株叶龄减小,分蘖发生数下降,LAI和干物质积累降低。播种至出苗阶段日均温与出苗天数呈指数相关关系,出苗至越冬始期≥0℃积温与此期天数、叶龄、茎蘖数、LAI和干物质积累呈显著线性正相关。本试验条件下,播期每推迟6天左右,播种至出苗日均温下降1.0~2.5℃,≥0℃积温上升5~15℃,播种至出苗所需天数延长2~5天,出苗至分蘖所需天数延长1~10天,出苗至越冬始期的天数缩短6~11天,出苗率下降1.5~3.5个百分点,越冬始期叶龄减少0.4~1.0,茎蘖数、叶面积指数和干物质积累分别下降100~150万/hm²、0.04~0.51和30~200 kg/hm²。实现春性小麦壮苗的冬前≥0℃积温为500~670℃,适宜播期10月23日—11月4日,最适播期是10月27日—10月29日。     

苗期地温对棉花前期生育进程的影响研究

为研究苗期地温变化对棉花出苗和生长状况的影响,采用田间试验,设置3个不同播期,调查地温与棉花生长变化的关系。结果表明,苗期5 cm地温受气温影响波动要比10 cm和15 cm土层大,且地温相对较高,随播期推后,不同土层温差变化减小;不同播期约4~5天可见苗,受积温影响不大,但随播期推后,进入苗期时间增长;从第一真叶到见蕾一、二播期仅差1天,出叶时间间隔变短,而二、三播期的间隔则变长;不同播期中第三播期棉花株高最高,高出其他播期达20 cm,差异显著,株宽和始节高度差值也达5.5 cm和5.3 cm,且随播期推迟这种差异增大。本试验认为,不论播期怎样变化,只有地温变化趋缓,才利于棉花出苗和稳健生长,构建理想群体结构。     

昼夜不同温度对2种Bt棉苗期叶片杀虫蛋白表达量和棉铃虫死亡率的影响

为探讨Bt棉的抗虫性对不同昼夜温差变化的响应机理,应用生物测定和ELISA方法,于苗期对2种不同来源的Bt棉棉株进行连续96 h的不同昼夜温度处理,用处理后的叶片饲喂棉铃虫,研究昼夜温度变化对Bt蛋白表达及棉铃虫死亡率的影响。结果表明,白天高温35℃,夜间低温18℃,能显著影响Bt棉蛋白表达量和幼虫死亡率,且随着胁迫时间的延长,杀虫蛋白含量和幼虫死亡率急剧下降;虽然白天高温35℃,夜间正常温度28℃,也会影响杀虫蛋白表达量和幼虫死亡率,但影响程度较小,且随着胁迫时间的延长,Bt蛋白的下降幅度趋于稳定。2个不同基因来源的品种间,美国棉‘邯杂154’蛋白表达量高于‘皖棉11’,且美国棉品种受到昼夜温度变化的影响较小。白天极端高温,晚上极端低温可以显著影响Bt棉抗虫性,并且胁迫时间越长,影响越强,该研究结果将为中国棉花种植过程中经常出现的极端天气下Bt棉的抗虫性安全应用提供理论基础。     

辽西地区玉米生长速率及产量对光热条件变化的响应

为了保障粮食生产安全合理安排农业生产,探讨辽宁西部地区玉米生产中的农业气象问题,通过玉米分期播种试验,运用数理统计和气候诊断分析方法,分析气候变化对玉米出苗速度、营养生长、生殖生长发育速度和产量的影响。结果表明：气候变化对玉米生长发育和产量的影响十分显著,在水分基本满足的条件下,气候变暖气温升高、积温增加,玉米播种至出苗阶段生长速度加快,出苗至抽雄、抽雄至成熟阶段生长速度减慢,日照时间增加可延长玉米生育期。≥10℃积温每增加（减少）100℃·d,产量每公顷增产（减产）约455 kg。在气候变暖环境下,延长生育期可提高单产,应考虑引用偏晚熟玉米品种,增加喜温作物比例。辽西地区最佳播种期在4月20—30日之间。研究成果可为农业结构调整、提高玉米产量提供依据。     

内蒙古平原灌区“春麦冬播”种植效应及品种适应性

针对内蒙古春播小麦生育期短、干热风、高温逼熟等因素制约产量提高,且收获后光温资源极大浪费的现状,以及试种冬小麦发现的冬季冻害、春季干旱或“倒春寒”影响返青率及前茬限制等问题,本研究以“春麦冬播”种植模式为切入点,采用不同春化类型小麦品种,通过连续2年的田间试验,系统研究了不同小麦品种越冬出苗、叶片生理、根系性状及产量形成的差异,以期筛选适宜冬播的小麦品种。结果表明:供试的全部春性小麦品种及部分冬性品种可以以种子形式完成春化作用,第2年正常抽穗成熟。冬播条件下春季田间出苗率较春播小麦有所降低,但根系发达,对低温及干旱的适应性强。通过系统聚类筛选出适宜内蒙古平原灌区冬播的3个小麦品种,包括春性品种永良4号、冬性品种宁冬11号和半冬性品种河农7106,其共同特征为越冬出苗率高、抗逆性强、根系发达、产量表现较高,其中永良4号产量可达到与春播相同的水平。