利用CMIP5多模式集合模拟气候变化对中国小麦产量的影响

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中30个全球大气-海洋耦合模式（AOGCMs）在典型浓度路径（RCPs）情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用“虚拟气候变暖”（PGW）的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国冬春小麦代表站在其小麦生育期内的平均气温均有升高。预估21世纪末期,冬小麦代表站平均增温2.7-2.9℃,春小麦代表站平均增温3.0-3.3℃。RCP8.5情景比RCP2.6情景增温显著。预估未来冬、春小麦在其生育期内的降水量普遍增加,并随着排放量的增长,降水量表现出逐渐增多的趋势。在仅改变未来气候变化的条件下,冬、春小麦的灌溉小麦单产相对于1996-2005年普遍减产,并且随着气候变化,灌溉小麦的减产概率上升。春小麦代表站在灌溉条件下小麦减产的程度比冬小麦代表站更显著。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下减产2%左右,在RCP4.5情景下减产6%左右,在RCP8.5情景下减产9%左右,减产概率超过85%。预估春小麦代表站在RCP2.6情景下减产5%,在RCP4.5情景下减产8%以上,在RCP8.5情景下减产15%以上,减产概率超过90%。在雨养条件下,冬小麦代表站的小麦单产相较于1996-2005年显著增产。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下增产21%以上,在RCP4.5情景下增产22%以上,在RCP8.5情景下增产25%以上,增产概率超过90%。【结论】利用PGW方法获得未来气候预估的逐日数据集合有效的保留了当前气候的天气信息,尤其是极端天气事件的信息。利用集合模拟的方法评估未来气候在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下对中国小麦单产的影响,表明在灌溉条件下,随着排放量的增加,气候变化导致中国小麦单产减产的概率逐渐上升。雨养小麦单产集合的不确定性较灌溉条件大。     

花后开放式增温对小麦产量及品质的影响

【目的】采用开放式红外增温技术,研究花后开放条件下温度升高对小麦产量及品质的影响,为评估未来气候变暖对江淮地区冬小麦的影响提供理论依据。【方法】以扬麦16为材料,采用开放式红外增温技术,于2009-2011年通过设计不同的增温时间（全天增温、白天增温、夜间增温）和不同的增温幅度（1.5、3℃）来模拟未来气候变暖不同情景和不同增温程度下气温升高对小麦产量及其构成因素和品质（主要是淀粉和蛋白质）的影响。【结果】该增温系统实际增温值低于设计值,在本试验条件下,花后不同增温处理的小麦产量、穗粒数和千粒重均呈现下降趋势,并随增温幅度提高下降的幅度增大,而且小麦产量在不同增温水平下,都以全天增温处理的产量损失最大,花后小麦冠层在全天、白天和夜间的平均温度分别为20.8、23.7和16.9℃的基础上升高1.8℃左右,产量损失可达22.3%;花后增温增加了小麦籽粒粗蛋白和湿面筋的含量,两年试验中粗蛋白和湿面筋含量均以处理6（夜间增温3℃）增加最多,增幅分别为7.9%和13.2%;蛋白组分方面,增温处理对蛋白组分的影响较为复杂,但两年结果显示谷蛋白显著提高,因此谷蛋白的合成和积累易受温度的控制;另外增温处理对淀粉及其组分的影响较小。【结论】在其它生育进程不变的情况下,花后增温将会导致小麦减产,同时小麦籽粒物质组成也将发生复杂的变化,从而影响到小麦的品质。     

夜间增温对冬小麦生长和产量影响的实验研究

 【目的】探讨夜间增温对冬小麦生长及其产量的影响及其影响机制。【方法】以冬小麦超优-626(冬性)为试材,利用红外辐射器模拟大田条件下的夜间增温环境(增温从4月3日小麦起身开始,到6月15日小麦收割结束),研究夜间增温对冬小麦生长、产量及其构成的影响。【结果】红外辐射器增温设施增温稳定,使小麦冠层增温2.5℃。夜间增温导致冬小麦生育期缩短,各物候期提前,产量显著降低。夜间增温导致冬小麦乳熟期提前4 d,成熟期提前达5 d,其它各物候期提前1—2 d,灌浆过程缩短5 d;春季夜间冠层增温2.5℃导致冬小麦无效穗数显著增加,小穗数、穗粒数和千粒重显著减小,冬小麦减产达26.6%。【结论】春季夜间增温可导致冬小麦大幅度减产。从生长发育角度分析得出,物候期提前使生育期缩短、灌浆过程缩短使千粒重下降是夜间增温导致冬小麦减产的重要原因;从产量构成分析得出,生育期缩短相应产生的无效穗数大幅度增加、穗粒数大幅度减少是产量降低的最重要影响因子。同时,增温导致蒸散增加,土壤水分降低可能是导致产量下降的另一因子。建议在全球变暖背景下,采取适宜措施应对夜间气温升高,以确保冬小麦稳产高产。     

麦田开放式昼夜不同增温系统的设计及增温效果

【目的】设计旱地开放式增温系统,并从田间温度变化和冬小麦生育期改变等方面来监测系统的增温效果与可靠性。【方法】参考国际已有增温系统,于2007—2009年在江苏南京设计了中国首个麦田开放式增温系统(freeair temperature increase,FATI),进行冬小麦全天、白天和夜间3种增温试验。【结果】2年试验结果表明,该开放式主动增温系统的增温效果明显。3种情景下各增温小区的均匀有效增温面积在4m2以内,其中全天、白天和夜间增温分别使冬小麦全生育期地下5cm的土温平均增加2.2、1.5和1.8℃,地表温度增加2.2、0.9和1℃,冠层温度增加1.5、0.9和1.1℃。3种增温情景下,冬小麦各关键生育期田间温度的日变化及全生育期日平均温度的变化动态与未增温区的基本一致,增温设施能客观地模拟田间实际气温变化特征。尽管该增温系统略微降低了耕层土壤(0—20cm)水分含量,但降幅仅在0.5—2.2个百分点之间,与对照相比不显著。3种增温情景均对冬小麦生长发育产生了显著影响,全天、白天和夜间增温两年平均分别可以使冬小麦从播种至抽穗期缩短14、9.5和11.5d,灌浆成熟期延长3、3和2.5d。【结论】从增温效果及其对冬小麦的生长影响来看,该套系统基本适用于模拟气候变暖下小麦生产力和品质响应与适应的田间试验研究。     

中国不同气候区小麦产量及发育期持续时间对田间增温的响应

【目的】气候变暖对小麦生长发育有重要影响。然而,中国不同气候区小麦生长发育对温度升高的响应程度仍未系统量化。因此,急需阐明不同气候区增温及不同时段增温对小麦产量及发育期持续时间的影响程度,揭示小麦产量及发育期对增温的响应规律。【方法】本文搜集了1990-2017年间已发表的关于中国小麦全生育期田间持续增温条件下小麦产量变化的21篇文献,运用整合分析（Meta-analysis）量化田间不同增温幅度及不同时段增温对中国小麦产量及生育期的影响程度,系统阐明其在不同气候区的差异及规律。【结果】（1）亚热带季风区增温（0-3℃）显著增加小麦产量、千粒重和穗粒数,其平均增幅分别为8.2%、6.3%和4.7%;温带季风区增温（0-3℃）显著增加小麦产量、穗粒数和穗数,其平均增幅分别为6.8%、3.9%和5.5%,而温带大陆性气候区增温（0-3℃）显著降低小麦产量、千粒重和穗粒数,其平均降幅分别为10.2%、5.9%和8.3%。其中,亚热带季风区增温0-2℃,小麦产量显著提高了8.5%,而增温2-3℃时,小麦并未增产;温带季风气候区小麦增产愈为明显,当增温2-3℃时小麦的增产幅度达14.5%;相反,在温带大陆性气候区增温0-2℃和2-3℃时,小麦分别显著减产10.1%和15.9%。（2）亚热带季风区和温带大陆性气候区增温（0-3℃）小麦全生育期持续时间分别缩短了3.3%和7.1%,相反,在温带季风区,增温并未明显改变小麦全生育期持续时间;与此同时温带大陆性气候区和温带季风气候区的生殖期持续时间并无明显变化,而亚热带季风区小麦生殖生长持续时间却显著增加（8.7%）。（3）总体来看（季风气候区所有独立研究结果）夜间增温0-2℃和2-3℃对小麦产量有显著影响,小麦分别增产10.5%和15.0%。【结论】田间增温会显著影响中国粮食主产区小麦产量以及发育期持续时间,但不同气候区及不同时段增温对小麦生长和发育的影响不同。本研究结果可为未来气候变化新态势下中国粮食主产区种植制度优化与合理布局提供科学依据。     

未来气候条件下秸秆还田和氮肥种类对夏玉米产量及土壤氨挥发的影响

【目的】秸秆还田配施氮肥可以提高作物生产力,但在气候变化条件下,不同管理措施对夏玉米农田氮素利用存在很大的不确定性。明确在未来气候条件下秸秆还田与氮肥种类对夏玉米产量和土壤氨挥发的影响,以应对气候变化。【方法】利用DNDC模型预测未来不同情景下,秸秆还田和不同氮肥种类对关中地区夏玉米产量和土壤氨挥发的影响。通过田间土壤温度、水分、产量和土壤氨挥发累积量试验数据的验证,DNDC模型可以很好地模拟未来气候条件下不同处理的作物产量和土壤氨挥发累积量。【结果】模拟和实测结果均表明,在当前气候条件下秸秆还田会提高作物产量并促进土壤氨挥发,稳定性氮肥与普通尿素相比对产量无显著影响但会显著减少土壤氨挥发累积量。敏感性分析表明,作物产量与土壤氨挥发累积量均对施氮量最敏感。在RCP4.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）和单施尿素（NF2）分别在2050s—2090s和2070s—2090s产量显著降低,秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高;在RCP8.5排放情景下,单施稳定性氮肥（NF1）在2070s—2090s产量显著降低,单施尿素（NF2）产...     

气候变化对乌鲁木齐市冬小麦产量的影响

【目的】探讨乌鲁木齐市冬小麦不同生长发育阶段气温、降水量和日照时数等气候条件对冬小麦产量形成的影响,进而对近35a冬小麦生长季气候变化及其对冬小麦产量形成的利弊进行分析,以期为制订适应和应对气候变化、采取趋利避害的冬小麦生产管理和技术措施提供理论依据。【方法】利用1977-2011年新疆乌鲁木齐国家基本气象站逐日气温、降水量和日照时数资料以及乌鲁木齐市冬小麦产量资料,在对近35a冬小麦生长季平均气温、降水量、日照时数变化趋势和变化特征分析的基础上,使用积分回归和相关分析方法,对冬小麦不同生长发育时段气候条件对产量形成的影响程度进行分析,进而就近35a气候变化对冬小麦产量影响的利弊进行探讨。【结果】在全球变暖背景下,1977-2011年,乌鲁木齐市冬小麦生长季平均气温以0.606℃/10a的倾向率呈极显著上升趋势,降水量和日照时数分别以4.010mm/10a和29.289h/10a的倾向率呈不显著的增多趋势,但生长季内不同时段各气候要素的变化及其对冬小麦产量的影响差异较大。【结论】近35a乌鲁木齐市气候变化对冬小麦生产既有有利的方面,也有不利的影响,但总体来看弊大于利。气候变暖,尤其是春、夏季气温升高对小麦产量产生了较明显的不利影响,降水量略增对提高冬小麦产量有一定积极意义,而日照时数的变化对冬小麦产量无显著影响。     

气候变化对豫东冬小麦产区的综合影响

分析了豫东冬小麦产区近50年的水、温要素的变化趋势,通过数学统计与模型模拟农业气候资源的变化和极端气候事件发生的规律,预测未来农业气候资源变化趋势和极端天气事件出现的规律,探讨气候变化和干旱灾害对豫东地区冬小麦产量的影响,结果表明,豫东冬小麦产区气候趋于"暖湿化",对冬小麦产量的提升较为有利;冬小麦生长中后期的光照、温度和降水适宜度与冬小麦产量的相关性显著;豫东冬小麦产区干旱受灾面积呈减小趋势,但成灾面积呈增大趋势。     

田间增温1.5℃对高纬度粳稻产量和品质的影响

【背景】水稻是我国最重要的口粮作物。东北稻区不仅是我国高纬度优质粳稻的重要产区,约占我国粳稻总产50%以上;也是我国气候变暖最明显区域,近半个世纪来该区年平均气温上升了1.1℃。【目的】研究气候变暖情境下东北稻区水稻产量和品质的变化,为保障我国优质粳稻生产提供参考依据。【方法】结合田间开放式远红外增温装置,设置全生育期增温1.5℃和不增温处理,分析田间开放式增温1.5℃对高纬度粳稻生育期、产量及产量构成、加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质的影响。【结果】与不增温相比,2017年和2018年增温处理的水稻全生育期天数分别减少了6—7 d和4—5 d,主要表现在抽穗前天数缩短;增温处理下龙稻5号和龙稻18两年平均产量分别提高了5.8%和14.4%,其主要得益于单位面积的有效穗数增加;增温显著降低了籽粒中直链淀粉含量,但对糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量影响不大;增温有增加水稻淀粉峰值黏度、热浆黏度和最终黏度,降低淀粉消减值的趋势,但对回生值无显著影响。【结论】基于高纬度稻区较低的背景温度,增温1.5℃对水稻产量和稻米蒸煮品质具有一定的促进作用,但未来增温幅度升高将会加大该稻区稻米品质变化的不确定性。     

气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征 ——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986-1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997-2007年期间变化较大,2007-2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高（0.684^**）、有效穗（0.531^**）和千粒重（0.541^**）均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

几丁质固定化菊粉酶的研究

以自制的几丁质作载体，戊二醛作交联剂，用吸附交联法对菊粉酶进行了固定化研究。优化了固定化反应条件，在最适条件下，菊粉酶活力最大收率为３２％。固定化菊粉酶的最适温度为６０－６５℃，比游离酶提高５℃。最适ｐＨ保持不变。固定化酶的热稳定性和对酸碱稳定性都有较明显的改善，将固定化酶装柱进行菊芋汁连续水解试验，操作半衰期达２２ｄ。     

应用臭氧降解农药百菌清的试验研究

农药残留超标是目前影响我国果蔬质量和食品安全性的一大问题。笔者以农药百菌清为研究对象 ,利用不同质量浓度的臭氧 ,采用不同作用时间 ,进行了百菌清降解试验。试验中发现 ,臭氧初始质量浓度为1.4 mg.L-1时 ,在 0～ 15 min内百菌清残留率快速下降 ,至 15 min时已降至原有量的 4 0 ,之后随着放置时间的延长百菌清的降解程度并无明显增加 ;当臭氧初始质量浓度为 7.0 mg.L-1时 ,5 min后百菌清降解率几乎为 10 0 ;臭氧与百菌清混合后适当的振荡 ,有利于百菌清的降解。试验结果表明 ,臭氧有完全降解百菌清的可能。     

溶液化学对高岭土吸附腐植酸影响的实验研究

对溶液化学(pH值,离子强度和溶液组成)如何影响高岭土吸附腐殖物质(HS)的实验,结果表明,溶液化学显著影响有机物在矿物表面覆盖的形成和属性:随pH值的增加,腐植酸(HA)在高岭土上的吸附率降低;随离子强度增加,高岭土对HA的吸附率呈现增加趋势;由于溶液中高岭土的含量腐植酸含量,HA的吸附等温线显示出随HA的增加吸附量增加的趋势。     

油菜素内酯在黄瓜上的应用效果研究

采用发芽期浸种试验和幼苗期喷施试验 ,研究了油菜素内酯 (BR)不同处理对黄瓜种子萌芽和幼苗生长的影响。以 0 1mg/kg浓度浸种的效果最为显著。相同浓度的油菜素内酯对不同品种影响也有差异。 0 0 1mg/kg浓度喷施的效果最为显著 ,可促进幼苗的营养生长 ,提高幼苗的株高、茎粗和干物质积累量 ,叶面积和壮苗指标也有所增加。     

水动力对藻类的作用机理研究

归纳总结近年来国内外关于水动力对藻类生长影响的相关研究报道,针对水动力对藻类的作用机理进行综述。     

香蕉喷施“碧护”试验总结

为探讨＂碧护＂在香蕉生产上的应用效果,通过碧护0.136%赤·吲乙·芸可湿性粉剂在福建省漳州市香蕉主栽品种天宝高蕉的喷施试验,表明＂碧护＂能显著提高香蕉的抗叶斑病力和抗寒力,消除或减轻田间肥害或药害,促进香蕉平衡生长发育,还可明显提高香蕉果实的外观质量和商品性能,而对蕉株及其生长发育均无任何不良影响。＂碧护＂在香蕉生产上的使用是安全的,可大力推广应用。     

基于HTML文档的WEB图像分类研究

随着信息技术的快速发展和Internet的普及应用，Internet已经成为包含各种信息形式，如文本、图像、视频、音频等的巨大信息资源库。然而由于Web图像从主题、格式，到功能和来源都多种多样，很难用一个统一的标准进行分类。本研究首先从Web页面上图像的功能角度对图像进行初步分类，将其分为链接类、装饰类、广告类和内容类。初步分类可提高Web图像处理的效率和性能，并为它基于Web的应用与研究提供帮助。     

大蒜施用毒赛尔复硝钠乳油的防效试验

试验表明,大蒜采用高效低毒27%,47%毒赛尔复硝钠乳油灌根,能有效杀灭蒜蛆,防效可达80.78%~99.56%,毒赛尔复硝钠乳油在较低的用药量下,防效要高于甲胺磷乳油;又能促进蒜头膨大,对大蒜株高、蒜头径围、蒜头重及植株鲜重等生物性状都有良好的促进作用,可提高大蒜的产量和品级,增加收益。     

有机硅助剂对莠去津增效作用的研究

通过室内理化指标测定及温室盆栽和大田试验,研究了有机硅助剂对莠去津的增效作用,并探讨了有机硅助剂对莠去津增效作用的机制.结果表明,有机硅助剂混用于莠去津后对阔叶杂草均有明显的增效作用,且用量最低,仅为喷液量的0.1%,有机硅助剂2#增效作用最明显,莠去津900 g a.i.·hm-2加入有机硅助剂2#后可增加防效40%...     

放牧对人工草地植物群落演替影响研究进展

 根据人工草地植物群落的各种变化特征，可以及时掌握草地在放牧利用下的演替方向;适度放牧不但能促进牧草生长发育，提高牧草再生能力及营养价值，保持草地较高的利用价值，而且保护了草地的植物多样性，是维持群落稳定防止草地退化，有利于草地持续利用的重要措施。