河北省农作物发育期降水量时空分布特征

利用河北省地区80个气象站48年资料,通过对冬小麦、夏玉米全发育期和各发育期的降水量时空变化进行线性趋势分析,研究降水量的时空分布及变化特征。结果表明:(1)近50年河北各区域冬小麦全发育期降水量变化无明显增加或减少趋势。各区域夏玉米全发育期降水量呈线性减少趋势,从南部、中部、北部到东北部,减少趋势依次增大。(2)冬小麦在播种-出苗期,中部、南部降水量有增多的趋势,东北部降水量变化趋势不明显,北部降水量自90年代以来有增加的趋势。在分蘖-越冬期、越冬期、返青期、拔节期、成熟期,各区域降水量无明显增加或减少的趋势。在抽穗期,各地降水量年际变化波动很大,南部、中部降水量呈线性增加趋势,北部、东北部90年代以来呈明显减少迹象。(3)夏玉米在播种期、苗期、成熟期,各区域降水量无明显增加或减少的趋势。在拔节期、抽穗期,各区域降水量都表现为减少趋势,东北部减少趋势最明显,南部减少趋势最弱。(4)冬小麦不同发育期降水量变化趋势在各区域是一致的;而夏玉米不同发育期降水量在各区域存在相反的情况,即在同一年四个区域中有的偏多、有的偏少。     

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗－开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种－分蘖期和抽穗－成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身－拔节期的气温,开花－成熟期的气温和日照,拔节－抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青－抽穗期最为突出)、开花－成熟期的气温和日照影响。     

杨凌地区冬小麦-夏玉米水分供需适配性分析

采用1984—2015年气象观测站逐日气温、降水等资料,计算冬小麦-夏玉米各生育期阶段的需水量和有效降水,采用趋势分析及数理统计方法分析近32 a陕西杨凌示范区冬小麦和夏玉米生育期的降水特征,并结合作物需水特征分析其水分供需的适配性。结果表明:冬小麦和夏玉米生育期的有效降水都表现出不稳定性,除个别年份外,大多年份降水不能满足作物的需水要求。冬小麦播种~返青阶段有效降水量仅为18.9 mm,需水量在126.5 mm左右;返青~拔节阶段有效降水13.5 mm,且变异系数达130%,而需水量为81.2 mm;拔节~孕穗阶段有效降水为37.6 mm,但小麦在此阶段需水量达206.6 mm;根据小麦生理需水规律,一般年份在冬前灌水45~50 mm,拔节期灌水50 mm左右,孕穗期视情况而定。夏玉米播种~出苗阶段有效降水变异系数最大,其次是拔节~抽雄阶段,各生育阶段有效降水均表现出不稳定性。出苗~抽雄阶段平均有效降水量为126.8 mm,此阶段玉米需水量为157.2 mm;玉米抽雄~灌浆阶段平均有效降水73.9 mm,而需水量为166.6 mm;根据玉米生理需水规律,一般年份可在夏玉米大喇叭口期灌水50 mm左右,抽雄灌浆期灌水60 mm。     

天水地区冬春地温变化与冬小麦生长和产量的相关分析

为分析地温变化对冬小麦生长发育和产量的影响,采用天水地区1982—2010年的冬小麦观测资料和同期冬春两季地温资料,分析了冬春地温在近28 a来的变化特征,研究了冬春地温变化对冬小麦返青后各发育期开始和持续时间的影响,以及冬春地温对冬小麦中后期生长状况、产量构成要素和地段实产的影响。结果表明:(1)天水地区近28 a来冬春两季地温均出现增温现象,春季地温增幅高于冬季地温增幅;(2)冬春两季地温与冬小麦返青后各发育期开始时间均为负相关,春季地温与全生育期持续时间为显著的负相关;(3)春季地温与冬小麦孕穗期株高呈显著负相关,与籽粒与茎秆比、成穗率呈显著正相关。冬春地温与冬小麦生长和产量间存在明显的关系,春季地温的影响比冬季地温更明显。春季地温的影响具有显著性和持续性,而冬季地温的影响具有阶段性和滞后性的特点。     

甘肃东部气候变化及冬小麦生长发育响应特征

分析发现1971年以来陇东黄土高原变暖特征明显,其中西峰半湿润塬区1971～2005年增温线性趋势0.0525℃/a,环县半干旱川区增温线性趋势0.0367℃/a,平凉半湿润半干旱过渡地区增温线性趋势0.0411℃/a.除了环县川区夏季增温不明显,其余各区域四季增温均比较显著,西峰塬区四季增温幅度最大,增温趋势最明显,平凉次之.增温表现出夏季、秋季、春季、冬季依次增强的趋势.西峰半湿润塬区年降水量呈减少的趋势,环县半干旱川区年降水量呈增加的趋势,处于半湿润和半干旱过渡带的平凉年降水量则没有明显变化,不同区域秋季降水量均呈现出减少的趋势.气候变暖对陇东不同气候区域冬小麦生态影响既有相同之处,也有不同之处,相同之处主要表现在停止生长期和乳熟期均没有明显变化,起身期提前趋势明显.不同之处体现在西峰播种期明显推迟,返青期明显提前,而环县和平凉播种期和返青期均没有明显变化;西峰、平凉分蘖期明显推迟,抽穗期明显提前,而环县分蘖期和抽穗期没有明显变化;西峰、环县成熟期显著提前,全生育期日数显著缩短,而平凉成熟期和全生育期日数则没有明显变化;另外,西峰、平凉冬前及早春分蘖减少,越冬死亡率大幅度下降,产量显著增高,西峰、环县灌浆期显著延长,成熟期显著缩短,环县越冬死亡率较高时段对应秋春季降水偏少时段,产量增幅不大,增产趋势不明显.综合分析认为,西峰半湿润塬区气候变暖特征最明显,气候变暖对冬小麦的生态影响最显著.     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

晋西黄土高原地区近47年降水量的统计分析

利用晋西地区1955~2001年年降水量、月降水量资料,采用线性趋势法和累积距平曲线法分析了该地区近47年降水变化趋势。结果表明:年降水量变化呈减少趋势,降水倾向率为-28.16mm/10a;汛期降水变化也呈减少的趋势,20世纪90年代减少趋势显著;降水的季节变化各季均呈减少趋势;年降水量无明显的突变。     

气候变化与品种更新对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦的影响

利用甘肃省通渭农业气象观测站1981—2010年的气象和农气观测资料,运用相关分析、趋势分析和方差分析等方法,就气候变化与品种变化对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦的影响进行了初步研究。结果表明:近30年来该地区在冬小麦生育期内温度升高(增长率为0.225℃·10a~(-1))、降水量减少(减少率为23.879mm·10a~(-1)),气候呈现暖干化趋势。降水的减少与品种更新均导致冬小麦的生育期明显缩短。近30年来,甘肃省通渭县冬小麦产量增加了4 514.97 kg·hm~(-2),冬小麦生育期内温度的增加和降水量的减少对产量增加没有明显促进作用。冬小麦品种的改良可提高产量8.8%~132.0%,其变异系数在4.1%~65.6%之间。方差分析结果表明,不同品种间的平均产量之间存在显著的差异(F=4.056,P0.01)。通过分析产量在年际间、气候要素间和品种间的变化,可以发现品种的更新是冬小麦产量显著提高的原因。     

黄土塬区降水变化对冬小麦土壤耗水特性及水分利用效率的影响

采用人工遮雨棚和自流滴灌系统来实时人工干预降水,研究了黄土塬区不同降水条件即正常降水(CK)、降水减少1/3(R-1/3)和降水增加1/3(R+1/3)条件下,麦田0~4 m土壤水分变化、冬小麦耗水特性及WUE。结果表明:(1)降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用和补给;降水减少,冬小麦对土壤水的利用增强,导致生育期和休闲期深层土壤含水量降低,且很难补充恢复;降水增加,冬小麦也会部分利用深层土壤水,土壤含水量在生育期呈降低趋势,在冬小麦收获后,土壤水得到补给,土壤含水量会逐渐恢复并高于前期土壤含水量。(2)冬小麦优先利用降水转化而来的土壤水,然后利用土壤前期储水;对于越冬~成熟期的总耗水量(ET)组成,R-1/3处理的冬小麦对降水和0~2 m土壤水分的利用增强,降水量(P)和0~20 m土壤贮水变化量(ΔW0-2 m)各自约占ET的40%;R+1/3处理P占ET的比例约是ΔW0~2 m的1倍多;CK处理P占ET的比例比ΔW0~2 m高15%左右;降水减少,降水占耗水量的比例降低,0~2 m土壤水占耗水量比例增加;降水增加,则有相反的结果。(3)降水减少,WUEbio(基于生物量的WUE)相对于CK处理降低了1.3%,但产量下降程度(7.1%)小于耗水下降程度(14.2%),WUEgrain(基于籽粒产量的WUE)反而增加;降水增加,相对于CK处理生物量减少5.3%而籽粒产量增加4.5%,但水分的消耗增加了11.4%,WUEbio和WUEgrain均降低。总之,降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用、土壤水的补给、冬小麦的耗水组成以及生物量和产量的平衡,最终影响冬小麦WUE。     

黄土高原夏半年降水气候变化特征及对作物产量的影响

利用黄土高原56站夏半年(4~10月)降水总量资料,分析了其空间基本分布特征,用EOF、REOF方法对平均降水总量进行了气候分区,用方差分析方法分析了其时间变化特征,对比分析了多雨年和少雨年降水对冬小麦及玉米产量的影响。结果表明:黄土高原夏半年降水具有明显的南北和东西差异,可分为6个气候分区,不同区域降水的年代际变化明显;在时间分布上少雨年份和多雨年份交替出现,自1986年以来降水总量趋于减少趋势;对比分析表明,上年7~10月和当年4~6月多雨使冬小麦产量增加420~720 kg/hm2,少雨使冬小麦产量减少180~660 kg/hm2,当年4~9月多雨使玉米产量增加435 kg/hm2,少雨使玉米产量减少435 kg/hm2。     

利用播期研究气候条件对黑龙江春玉米产量性状的影响

不同播期致使作物所处的气候条件不同,进而影响作物的生长发育和产量。本文以哲单37(特早熟,生育期113 d)、先玉335(中早熟,118 d)、郑单958(中熟,120 d)等3个玉米品种为试验材料,于2012年到2014年在黑龙江林甸县进行了为期三年分期播种试验,分析了玉米产量相关性状与各个生育阶段气象因子的关系。结果显示:分期播种对3个玉米品种均有影响,其中对早熟品种影响最大。播期主要通过影响玉米百粒重、穗长和秃尖引起产量的变化,贡献最大的因素是百粒重,总效应为0.847,其次是穗长,总效应为0.840,秃尖为负效应,总效应为-0.213。产量性状与气候条件相关性分析发现,玉米产量与抽雄~成熟期的日均温度、降雨呈显著正相关。因此在黑龙江第二积温带播种中早熟和中熟玉米品种(先玉335和郑单958)适当早播可增加抽雄~成熟期的日均温度,增加积温以达到增产的效果;晚播有利于避开早春易发生的干旱、冷害等自然灾害。采用偏最小二乘路径模型PLS-PM处理分析结果显示,播期对产量性状有较大的直接作用(0.763),同时通过影响各生育期的气候和土壤条件间接影响产量。综上所述,在黑龙江西部地区影响玉米产量最关键的气象因子是抽雄~成熟期的温度和降雨,此时适量的灌溉更有利于增加产量。     

小麦叶锈菌越夏与气象因子相关性初步分析

小麦叶锈病是一种严重威胁小麦安全生产、依靠气流传播的真菌病害,近年来发生呈逐年加重趋势。为明确气象因子对小麦叶锈菌越夏的影响,本研究通过对全国698个气象站点7月-8月最热10 d的日均温和平均日最高气温进行回归分析,对7月-8月0 cm平均地温、平均风速、平均降水量、平均日照时数和平均相对湿度进行空间插值,提取了93个小麦叶锈菌越夏调查点的气象数据,再与调查点小麦叶锈菌能否越夏进行相关性分析,结果显示小麦叶锈菌越夏与7月-8月最热10 d日均温和最热10 d平均日最高气温之间存在极显著相关性(P<0.01),与其他气象因子相关性不显著(P> 0.05),结果为小麦叶锈病的越夏区划奠定了基础。     

气象因子对黄土高原间套作豌豆和春小麦叶片水势的影响

在甘肃省农业科学院会宁农业试验站,对春小麦和豌豆间套作模式下,不同气象因子对春小麦和豌豆叶水势的影响进行了田间对比观测。结果表明:在半干旱地区,春小麦和豌豆的叶水势与气象因子的关系在不同生育期的表达式不同,与大气温度呈线性关系,与太阳辐射、大气相对湿度、大气水势均呈二次方程模型,与综合气象因子也呈良好的线性关系。不同气象因子对作物叶水势影响的通径分析表明,影响春小麦叶水势日变化作用最强的气象因子是大气水势,其次是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射。大气相对湿度、大气温度和太阳辐射对春小麦叶水势日变化的直接影响小于它们通过大气水势的间接影响。对豌豆叶水势日变化直接影响最大的气象因子是大气温度,其次是大气水势、太阳辐射和大气相对湿度。大气水势、太阳辐射和大气相对湿度的直接通径系数均小于各自通过大气温度的间接通径系数,这三者对豌豆叶水势日变化的直接影响小于它们通过大气温度的间接影响。     

不同耕作措施旱地春小麦产量对温度变化的响应

为了探析温度变化对不同耕作措施春小麦产量的影响,利用APSIM模型对2因素9水平3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,选择日最低温度和最高温度作为自变量因子对产量效应进行分析,并对3种耕作措施条件下最低温度和最高温度的互作效应进行通径分析。结果表明:不同耕作措施条件下,春小麦产量随最低温度升高呈二次抛物线上升型变化,会出现报酬递减,且传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖的增产效应大于免耕耕作措施;传统耕作+秸秆还田和免耕耕作措施下,产量随最高温度升高呈二次抛物线递减型,并呈叠加递减,而免耕覆盖耕作措施下产量随最高温度升高呈负相关。3种耕作措施下,最低温度和最高温度之间还存在正的协同效应,免耕覆盖耕作措施相比其它两种耕作措施,具有更好的协同促进效应。     

新疆泽普县小麦白粉病流行的时间动态及预测模型

2012年-2019年对泽普县春季小麦白粉病田间发生情况进行了系统调查, 并对数据进行了分析和模型拟合, 明确了当地白粉病春季发生和流行的特点?其病害春季流行曲线为典型的单峰S形曲线, 符合Logistic或Gompertz模型?在此基础上, 通过Pearson相关系数法分析了多年来该地小麦不同生育期白粉病病情指数与66个主要气象因子之间的相关关系, 筛选出影响小麦白粉病发生流行的关键气象因子为1月下旬平均日照时间?2月下旬平均气温?1月上旬-3月上旬平均气温和10月下旬-4月中旬平均日照时间, 并采用多元回归分析法建立了基于关键气象因子的小麦扬花期?灌浆初期和灌浆中期的病害预测模型?此研究结果可为当地小麦白粉病的防控提供技术支撑?     

旱地小麦产量及其构成因素灌溉效应的模拟分析

为揭示灌水时期与灌水量对黄土丘陵区小麦产量及其构成因素的影响规律，依据黄土丘陵典型区域定西1971-2016年气象数据及定西市安定区凤翔镇安家沟村2016年大田试验数据，利用APSIM（Agricultural Production Systems Simulator）平台，动态模拟各灌溉处理下的小麦生长发育过程，并对各灌溉响应进行模拟分析。结果表明：小麦全生育期需水量为315.25 mm，各生育阶段需水量为播种~出苗21.13 mm、出苗~分蘖26.60 mm、分蘖~拔节33.27 mm、拔节~孕穗77.17 mm、孕穗~开花69.31 mm、开花~灌浆36.19 mm、灌浆~成熟51.58 mm。为提高产量，最佳灌水时期应在播种至拔节，灌水量不宜超过60 mm；开花前各生育阶段灌溉处理都明显提高了单位面积籽粒数量，其中以分蘖~拔节阶段（TS）最明显，拔节~孕穗阶段（JS）灌水量不宜超过80 mm、孕穗~开花阶段（BS）灌水量不宜超过20 mm。开花~灌浆阶段（FS）灌水量40 mm对粒重增加的促进作用最明显。     

关中平原小麦产量对气候变化区域响应的评价模型研究

根据关中地区宝鸡、西安、渭南与咸阳 4地 (市 )的 1 949～ 1 999年的逐年小麦单产记录序列以及 4地 (市 )的气象观测站点自建站以来至 2 0 0 0年近 5 0年的气象记录序列 ,对关中地区小麦产量与年均温、年降水作相关分析 ;探讨了关中地区小麦单产对气候变化区域响应的评价模型。结果发现 :关中平原气候具有暖干化趋势 ;随着气温变暖 ,小麦产量增加幅度减小 ;小麦产量对降水波动的响应比对气温波动的响应显著。     

黄土丘陵区旱地春小麦气候适宜度及其变化特征——以定西市李家堡乡麻子川村为例

为应对气候变暖对农业生产的影响，定量评价气候要素对春小麦生长的影响，运用模糊数学理论和滑动平均模拟法，利用前人建立的气候适宜度模型，进行春小麦气温、降水、日照隶属度模型和气候适宜度模型的研究。结果表明：春小麦全生育期气温、降水适宜度呈下降趋势，而日照无明显变化趋势。生育期内日照适宜度最高，气温次之，降水适宜度最低。苗期降水适宜度最低,抽穗期次之，气温适宜度苗期最低，变异系数最大，表明苗期的降水和气温是影响春小麦生长的关键，其次是抽穗期。降水是制约旱地春小麦生长最关键的气候因素，且气候适宜度随气候变化呈下降趋势，并在各发育阶段和年际变化过程中都呈不稳定波动状态，对春小麦生长具有极显著的负效应。全球气候变化增加了黄土丘陵区春小麦生产的气候风险。     

宁夏山区小麦产量变化特征及其对气候变化的响应

利用宁夏山区各气象站1957～2002年的气候资料及同期小麦产量资料,分析了宁夏中部干旱带和南部山区小麦产量和气候要素的周期性变化特征以及小麦产量与气候要素的关系.采用常用的墨西哥帽小波(Mexican Hat)函数,分别对宁夏中部干旱带和南部山区小麦单产气候产量和气候要素时间序列进行了小波分析,分高、提取了小麦单产气象产量和气候要素时间序列的波动周期,并进行了相关性分析.结果表明:1954～2002年,宁夏中部干旱带小麦单产在波动中增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关.中部干旱带小麦气候产量具有4年左右、8年左右和16年左右的周期振荡,且以8年左右的周期最为显著.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强.气候产量和5月份降水量在4年和8年的振荡周期上有同位相,相关性达到显著水平.宁夏南部山区小麦单产在波动中稳步增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关,与5月份平均气温有明显的反相关.宁夏南部山区小麦气候产量有4年左右和8年左右的周期振荡,以4年左右的周期性振荡最强.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强;5月份平均气温存在着8年左右和16年左右2个时间尺度的振荡周期,以16年左右的周期性振荡最强.气候产量与5月份降水量4年和8年的振荡周期上具有明显的同位相,与5月份平均气温8年的振荡周期有明显反位相.气候变化对宁夏南部山区及宁夏中部干旱带小麦产量具有明显的影响.     

甘谷县春季空气中小麦条锈菌孢子动态的监测及其与气象因素的相关性分析

为了解甘谷县春季空气中小麦条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici夏孢子的动态变化、孢子密度与病情的关系以及气象因素对孢子密度和病情的影响,利用孢子捕捉器和定量PCR法对2013—2015年春季甘谷县南山和北山地区空气中小麦条锈菌夏孢子密度的动态变化进行监测,同时调查病情和记录相同时间段的气象因素,并利用Pearson和Spearman等级相关进行相关分析。结果显示,甘谷县南山和北山地区春季夏孢子动态变化趋势相似,均在5—6月出现孢子密度的峰值。南山和北山地区空气中的孢子密度与各地区田间病情指数显著相关,且相关系数分别达到0.851和0.931。除2013年外,空气中孢子密度与温度、光照呈正相关,而与相对湿度、降水量呈负相关;南山地区田间病情指数与光照、温度和降水天数显著相关,北山地区田间病情指数则仅与平均相对湿度显著相关。根据空气中小麦条锈菌夏孢子的监测并结合当地的气象因素有助于制定合理的病害防治策略,实现对小麦条锈病的定点和定期防治。