长江中下游地区水稻生长季节内农业气候资源变化

基于长江中下游地区1960-2016年153个气象台站的地面观测资料,分析了长江中下游地区水稻生长季节内热量、光照和水分资源的时空变化特征。结果表明:1960-2016年长江中下游地区水稻生长期内≥10℃积温平均为4 944.53℃·d,10年倾向率为47.76℃;积温有效率平均为86.920%,10年倾向率为-0.279%;高温日数平均为21.93 d,10年倾向率为0.84 d;低温日数平均为5.81 d,10年倾向率为-1.26 d;日照时数平均为1 228.94 h,10年倾向率为-41.04 h;降水量平均为1 048.91 mm,10年倾向率为7.52 mm;降水日数平均为61.04 d,10年倾向率为-1.38 d;降水强度平均为11.24 mm/d,10年倾向率为0.25 mm/d。长江中下游地区水稻生长期在1960-2016年热量资源增加明显,但积温有效率呈下降趋势,光照资源呈减少趋势,降水量及降水强度呈现增加趋势,这将对该地区水稻生产产生负面影响。     

人工影响天气工程效益评价指标与方法研究

针对人工影响天气工程的具体特点,主要探讨了人工影响天气工程效益评价指标设计的原则和特点,阐述了人工影响天气工程效益评价指标体系的构成,并对评价指标及评价方法进行了解释说明。该指标体系的构建将有利于东北区域人工影响天气工程效益评价工作的开展,并对其他区域人工影响天气工程效益评价工作起到借鉴作用。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

2种时间尺度下稻田蒸散模型比较

准确估算稻田蒸散量,对于提高稻田灌溉管理精度和水资源利用效率具有重要意义。根据波文比系统与自动气象站实测数据,利用FAO-Penman-Monteith、FAO-17-Penman以及Priestley-Taylor模型对稻田蒸散量进行模拟,探究2种时间尺度上蒸散模型对蒸散量的估算精度差别。结果表明,各模型估算值与波文比计算值的整体变化趋势一致,但逐时、逐日尺度上各模型估算蒸散值与实测值的拟合效率差别明显。逐时尺度上,Priestley-Taylor模型的拟合效率较高,FAO-PM模型次之,FAO-17-Penman模型的最差。但在逐日尺度上,FAO-PM模型和Priestley-Taylor模型的拟合效率均较高,FAO-17-Penman模型的最差。研究结果对于局地地区在不同时间尺度上选取合适蒸散模型具有一定的指导意义。     

低温寡照胁迫对设施番茄花期叶片衰老特性的影响

为了研究低温寡照复合灾害对设施番茄叶片衰老特性的影响,以‘金粉5号’番茄为试材,于2015年2—5月在南京信息工程大学利用人工气候室设置了低温(昼/夜温度分别为18/8℃、16/6℃、14/4℃、12/2℃)和寡照(PAR分别为400、200μmol·m-2·s-1)双因素交互试验,系统测定低温寡照处理下设施番茄叶片细胞色素、电导率以及抗氧化酶活性,并利用主成分分析计算各处理的综合得分。结果表明:短时间内不同低温寡照组合下低温寡照处理叶绿素含量有所波动,随着低温寡照胁迫时间的延长,番茄叶片叶绿素a、叶绿素b含量均有下降,叶绿素a/b也有不同程度的下降,其中昼夜温度为12/2℃,光合有效辐射为200μmol·m-2·s-1处理10d的叶绿素a、叶绿素b含量最小,分别比CK减少36.31%、36.11%;低温寡照处理下,叶片组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量以及相对电导率均有不同程度升高,昼夜温度为12/2℃,光合有效辐射为200μmol·m-2·s-1的处理的各指标始终处于较高水平,处理10d时较CK分别升高了2.09、3.82、3.70、2.49、1.75倍。通过各低温寡照处理的叶绿素总量、保护酶活性以及相对电导率指标计算出各处理的综合得分得出各处理对番茄影响的严重程度排名,在同一寡照水平上,温度越低,番茄植株受的伤害越大;同一低温水平上,光合有效辐射越低,番茄植株受的伤害程度越大;低温对番茄的胁迫要大于寡照对番茄的胁迫。该研究可为番茄抵御低温寡照复合灾害提供科学的理论依据。     

基于游程理论和CWDIa的农业干旱时空特征分析

选用1960-2019年江苏省69个基本气象站逐日观测资料和全省旱灾资料,通过计算逐日作物水分亏缺距平指数,基于游程理论和小波分析等统计方法,分析农业干旱历时、频率、强度、范围的时空变化特征及其与干旱实际发生面积的关联度.结果表明:近60年全省平均年干旱日数变化范围是26～146 d,苏北、苏中、苏南年平均干旱日数分别为106 d、78 d、58 d,冬季干旱日数占年干旱总日数的比例最高,为32.3％,其次是夏季,中度干旱、重度干旱、特别干旱日数占近60年干旱总日数的比例分别为34％、29％、20％,苏北中度干旱、重度干旱、特别干旱60年平均发生频率分别为8.35％、6.50％、6.66％;干旱强度北强南弱,呈纬向分布,西北部旱情最重,也是最易发生极端干旱事件的地方;近60年中度干旱、重度干旱、特别干旱平均覆盖率分别为94.4％、83.0％、54.7％,21世纪10年代中度干旱及以上等级干旱发生范围最大;年干旱日数和干旱强度年际波动明显,无明显线性变化趋势,总体存在13～17年振荡周期;干旱历时长短和强度大小对实际受灾面积、成灾面积的影响不同,受灾面积与干旱日数的相关性更强,成灾面积与干旱强度的相关性更强.     

低温寡照条件下黄瓜叶片光合作用减弱的机理分析

以黄瓜品种‘津优101’（Jinyou101）为试材,于2020−2021年在南京信息工程大学利用人工气候箱开展低温寡照双因素环境控制试验。昼/夜温设置13℃/3℃、16℃/6℃、19℃/9℃、22℃/12℃共4个水平,光合有效辐射（PAR）设置200和400μmol·m−2·s−1两个水平,各处理均分别持续3、6、9、12d,以28℃/18℃和800μmol·m−2·s−1的光温设置为对照（CK）。测定不同处理下幼苗期黄瓜叶片的叶绿体色素含量、光合参数和快速叶绿素荧光诱导动力学参数,以探究低温寡照条件下黄瓜幼苗叶片光合作用减弱的机理。结果表明：（1）不同处理下黄瓜叶片的各叶绿体色素含量均随温度和PAR降低而降低,随处理时间延长而降低。（2）不同处理下叶片最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）均随胁迫程度和时间的增加呈降低趋势,光补偿点（LCP）随胁迫程度和时间的增加呈上升趋势,说明低温寡照胁迫程度越深、胁迫时间越长,黄瓜叶片光合作用越弱。（3）随着胁迫程度加深和时间延长,黄瓜叶片快速荧光诱导动力学曲线（OJIP曲线）的JIP相逐渐下降;能量分配比率参数（φPo、ψEo和φEo）均逐渐减小;单位活性反应中心所吸收（ABS/RC）和捕获（TRo/RC）的光能逐渐增加,但用于电子传递的光能（ETo/RC）仍逐渐减少。本研究证实,低温寡照处理使黄瓜叶片气孔导度下降,气体交换受阻;天线色素含量降低,叶片吸收和捕获的光能减少;PSII性能降低,用于光化学反应的能量减少,因而叶片光合作用减弱。     

外源氮对滨海围垦稻田土壤N2O还原速率的影响机制研究

滨海湿地位于海陆交错带,具有很高的生态价值;近百年来的人类活动深刻改变了湿地土壤的N2O排放通量。为探明外源氮对滨海围垦稻田土壤N2O还原潜力的影响,选取长江口崇明岛东滩芦苇湿地和围垦区不同围垦年限(19、27、51、86年)的稻田土壤为研究对象,添加不同形态外源氮后研究湿地土壤N2O还原速率的变化情况。结果表明,无氮添加条件下芦苇湿地土壤N2O还原速率最高,为36.6 μg·g-1·d-1,相比围垦19年稻田土壤提高了103%;添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤N2O还原速率最高,是围垦19年稻田土壤的3.9倍,添加铵态氮和硝态氮条件下稻田土壤N2O还原速率年增长率分别为0.37和0.69 μg·g-1·d-1·年-1,比无氮处理分别高出140%和343%。对于同一样地土壤而言,外源氮输入对其N2O还原速率的影响效应各异。其中,与无氮对照相比,添加铵态氮条件下芦苇湿地土壤的N2O还原速率降低了32%,而添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤的N2O还原速率增加了91%。相关性分析发现,稻田N2O还原速率与土壤有机碳、总氮呈显著正相关,而与电导率、SO42-呈显著负相关。因此,在围垦区水稻生产中,不同形态氮肥施用对稻田土壤的N2O还原过程产生重要的影响效应。