覆膜和露地旱作春玉米生长与蒸散动态比较

利用土壤水分传感器、微型蒸渗仪与涡度相关系统,连续监测覆膜和露地春玉米田土壤水分、蒸发和农田蒸散,分析春玉米田蒸散与土壤蒸发变化规律,探讨了覆膜玉米高产节水增效的机理。结果表明:与露地相比,覆膜的表层土壤温度和体积含水率分别提高4.9%和19.5%。覆膜、露地处理玉米出苗率分别为99.0%和80.0%,其差异为显著水平,覆膜提早春玉米各生育阶段平均为7d,全生育期缩短11d。生育前期、中期,覆膜的叶面积指数、株高和地上、地下干物质均显著高于露地的,播种一个月后差异最大,分别高110.2%、13.5%、42.9%和12.7%。玉米拔节期前(6月前)和8月后至玉米成熟,覆膜的农田蒸散量分别比露地的低6.8%和0.4%,但6-8月覆膜的比露地的高5.1%。全生育期覆膜的农田蒸散量为376.2mm,降低了6.0%,且土壤蒸发降低了57.7%。最终单株平均果穗质量、生物量差异不显著。但是,由于覆膜显著提高了出苗率从而增加了单位面积生物产量和经济产量,增幅分别为23.7%和15.3%。同时,覆膜作物水分利用效率提高了22.6%,达到31.3kg/(hm2·mm)。可见,覆膜能显著降低土壤蒸发和农田总蒸散量;保水增温促出苗,提前玉米各生育期;生育中期日蒸散量和干物质积累速率较高;最终显著提高单位面积生物产量和经济产量以及作物水分利用效率。     

覆膜抑制土壤呼吸提高旱作春玉米产量

为从农田碳通量角度揭示地膜覆盖种植方式的增产增效机理,于2011年在山西寿阳旱作农业野外试验站对覆膜和露地春玉米田,进行了表层土壤温湿度、土壤呼吸和净碳交换规律及作物生长发育规律的研究和分析。结果表明:与露地处理相比较,覆膜处理全生育期表层土壤含水率提高了18.7%,前期可平均提高表层土壤温度1.67℃。覆膜和露地处理土壤呼吸变化规律总体一致,但前者的温度敏感系数Q10比后者低,且中后期前者排放的碳仅为后者的61.7%,说明采用覆盖地膜种植方式有利于农田土壤碳管理。前期和中期覆膜处理绿叶面积指数比露地处理平均高0.81 m2/m2,后期覆膜处理衰老较快,收获时比露地处理低1.00 m2/m2;露地处理在前期和中期日均净碳通量平均比覆膜处理大0.04 mg/(m2·s),而后期仅小0.02 mg/(m2·s),这是造成2处理最终生物产量和经济产量差异的根本原因。在地上干物质积累和地下干物质积累方面,覆膜处理始终比露地处理高,收获时差值分别为269.7和38.6 g/m2。露地处理每公顷少收春玉米籽粒1 348 kg。由此可见,覆膜种植可提高表层土壤温湿度,促进作物生长发育,抑制土壤呼吸,促进碳积累,增加农民收入的同时更有利于土壤碳管理。     

水杨酸和 α - 萘乙酸浸种对冬小麦幼苗抗旱性的影响

以冬小麦品种矮抗58为材料,设蒸馏水(CK)、水杨酸(SA)、α-萘乙酸(NAA)及水杨酸和α-萘乙酸复配(SA+NAA)4个浸种处理,通过观测冬小麦幼苗生长状况和生理特性指标,研究水杨酸(SA)和α-萘乙酸(NAA)对冬小麦幼苗的影响。试验在培养皿中进行,除空白对照组全程采用蒸馏水培养外,其它处理组先在蒸馏水中培养5d使种子完成发芽并积累一定的生物量,再转入15%PEG中胁迫培养4d,以模拟种子发芽后遭遇的干旱环境。结果表明,蒸馏水培养条件下,SA(0.5mmol/L)可促进幼苗的生长而NAA(20mg/kg)能提高幼苗的根冠比,二者共同作用表现出复配优势;胁迫培养条件下,NAA和SA+NAA处理的幼苗能积累较多的生物量,SA和SA+NAA处理的幼苗能保持较高的含水量和较低的电解质渗漏率。作为浸种制剂,SA和NAA能提高幼苗根冠比和生物量积累速度,减少胁迫对幼苗的伤害,提升冬小麦的抗旱性,且两者的复配作用效果优于单独作用。     

气候变化背景下中国苹果适宜种植区北移西扩：基于高分辨率格点气象数据的区划分析

利用1981-2010年5km×5km格点气象数据,基于前人研究指标,采用气候倾向率、ArcGIS空间插值等方法,对影响苹果种植的气温、降水、相对湿度等主要气候指标分布特征进行分析。首先利用一票否决式指标剔除不能满足苹果生长基本要求的不可种植区域,然后结合苹果气候区划因子评分标准,对可种植区进行适宜性评价,并分析年际间适宜区的变化特征。结果表明,总体来看,苹果可种植区为华北、西北、西南以及华东、华南的部分地区。在可种植区中,适宜区主要位于黄土高原大部分地区和环渤海地区,次适宜区主要位于华北平原和黄土高原少部分地区以及塔里木盆地和云贵高原地区,不适宜区主要分布在东北地区、长江以南大部分地区、青藏高原地区以及新疆北部部分地区。与20世纪80年代相比,90年代、21世纪00年代山东半岛、黄土高原南部由适宜种植区转变为次适宜种植区,辽蒙交界地区、云贵川交界地区、黄土高原北部以及陕甘交界处由次适宜种植区转变为适宜种植区,苹果适宜种植区变化呈现明显北移西扩的特点。     

黑龙江省大豆作物系数的确定

作物系数是计算作物需水量,合理进行灌溉和水分资源调配的重要参数。依据1991—2011年黑龙江10个典型农业气象站大豆农业气象观测记录,运用统计学方法,确定了大豆实际平均生育期,利用FAO推荐的Penman－Monteith公式和根层水分平衡原理,计算出了大豆作物系数,并进一步分析了大豆作物系数的变化规律。结果表明,近20年,黑龙江大豆平均播种时间推迟5 d ,收获时间推迟10 d ,平均生育期为5月1日到9月30日,生育期延长5d。大豆作物系数在生育期内呈现出“单峰”变化趋势,结荚期的作物系数最大,为0．96,其次是开花期,为0．75,苗期和成熟期最小,为0．32;三叶期、分枝期和鼓粒期作物系数分别为0．60,0．62和0．71,全生育期平均作物系数为0．61。大豆的水分敏感期为结荚期和开花期。     

黑龙江大豆生产时空分析与风险评估

基于黑龙江省大豆产量锐减和自然灾害加重的背景,依据1993—2012年13个地市和农垦总局(ARB)20 a的产量数据,运用数理统计和单产分布模拟推导法,分析了黑龙江大豆产量时空变化,并评估了相应的生产风险。结果表明:2005年黑龙江大豆产量达到峰值748万t,2012年产量直线下降至463.4万t;2012年,齐齐哈尔、农垦总局和黑河为黑龙江三大主产区,产量占全省的55.73%,发生灾害的概率分别为41.61%、18.78%和41.11%,全省灾害发生概率最高的是大兴安岭46.42%,最低的是农垦总局18.78%;齐齐哈尔和黑河作为黑龙江大豆主产区,灾害风险相对较高,在灾害防御投入、政策补贴等方面应优先考虑。     

近35年吉林省玉米气候适宜度及其变化

利用吉林省50个气象站1981～2015年的气象数据及玉米产量数据,利用模糊数学方法建立吉林省分区域玉米逐旬温度、降水、日照时数和气候适宜度模型,并利用加权分析法计算玉米全生育期、营养生长期、营养生长与生殖生长并进期、生殖生长期的单要素适宜度和气候适宜度,并分析其时空变化特征。结果表明:玉米全生育期、营养生长期各区域基本是日照时数适宜度最高,其次是温度适宜度,降水适宜度最低;并进期多数情况下温度适宜度最高,降水适宜度仍然最低;而生殖生长期日照时数适宜度最高,温度和降水适宜度不同区域不同年份高低不定。因此,水分是影响吉林省玉米生长发育的主要关键气象因子。各时期降水适宜度均呈西低东高的特点,导致气候适宜度基本也是西低东高。气候适宜度在各区域生殖生长期以及东部的并进期呈不显著上升趋势,其他各生育时期各区域均呈不显著的下降趋势。     

中国北方主产地苹果始花期模拟及晚霜冻风险评估

建立中国北方苹果主产地苹果始花期模型,分析苹果花期晚霜冻气候风险,为有效防御晚霜冻灾害对当地苹果生产的影响提供科学指导。该研究选取中国新疆的伊宁、阿克苏、黄土高原的万荣、白水、礼泉、陕州区和渤海湾的福山、熊岳分别代表中国3大苹果产区,利用各区代表站的苹果始花期资料和同期气象数据,建立并检验了不同站点苹果始花期模型,并利用该模型模拟了1962-2019年苹果始花期,分析其时空变化特征。结合晚霜冻气象指标,对苹果花期晚霜冻气候风险进行评估。结果表明:1)苹果始花期模型能够在数据独立的情况下较准确地模拟各区代表站的始花期变化,新疆、黄土高原和渤海湾苹果产区内部检验的均方根误差分别为2.5～4.8、2.4～5.0、2.3～3.0 d,交叉检验的均方根误差分别为5.0～6.6、3.4～6.0和3.6～4.1 d。2)模拟得到的苹果始花期均呈显著提前趋势,趋势系数分别为-1.84～-1.04、-3.09～-2.62和-2.37～-1.88d/10a。3)不同区域苹果晚霜冻气候风险有着明显的差异。新疆和黄土高原果区苹果晚霜冻气候风险指数相对较大,其中伊宁最大达2.38,其次是万荣达1.81,而渤海湾...     

四川西昌酿酒葡萄延迟萌芽的气候可行性分析

基于四川西昌气象站1951-2018年逐日气候资料,以及西昌月华乡2016-2018年葡萄实验观测数据,计算酿酒葡萄年和生长季热量、水分、光照及农业气象灾害变化趋势,分析酿酒葡萄气候资源利用情况;根据酿酒葡萄实际所需活动积温,分别以日平均气温稳定通过10℃的终日和初霜日作为收获期,反演酿酒葡萄萌芽年值,探讨酿酒葡萄延迟萌芽的可行性,以便充分利用当地光热资源、规避生育关键期农业气象灾害影响。结果表明:近68a,研究区酿酒葡萄年和生育期内热量资源显著增加(P<0.05);降水资源丰富,实际生育期内前期雨少,后期雨多,降水集中在葡萄营养生长期;光资源能够满足酿酒葡萄实际所需,但呈极显著减少趋势(P<0.01)。近68a,低温灾害发生频次平均为7d·a-1,果实成熟期降水过量,导致连阴雨灾害连年发生。分别以每年日平均气温稳定通过10℃的终日和初霜日为收获期、≥10℃平均活动积温3274.3℃·d为热量标准制定酿酒葡萄延迟萌芽的两种方案,反推可能的萌芽期,发现延迟萌芽后生育期内降水资源可满足酿酒葡萄的基本需求,且降水规律与酿酒葡萄生长需水规律一致,表现为前期雨多,后期雨少。延迟萌芽生...     

黄淮海平原各农业亚区潜在蒸散量变化及其对气候要素的敏感性分析

潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,客观分析其时空变化及气候成因具有重要意义。本文以国家气象局整编的黄淮海平原40个站点近53a（1961-2013年）逐日气象资料,将黄淮海平原分为6个农业亚区,分别计算潜在蒸散量（ET0）及其对气候要素（气温、相对湿润度、太阳辐射和风速）的敏感系数,并分析其变化特征。结果表明：从各区年、季ET0的平均值看,黄淮海平原各亚区都是夏季ET0最高,秋季和冬季以鲁西平原鲁中丘陵水浇地旱地二熟区（Ⅳ区）最高。从各区年、季ET0变化倾向率看,6个农业亚区夏季ET0均呈显著递减趋势,其中南阳盆地水浇地旱地二熟区（Ⅴ区）减幅最大,而春季ET0表现为燕山太行山山前平原水浇地二熟区（Ⅱ区）和江淮平原丘陵麦稻两熟区（VI区）呈显著递增的变化趋势、冬季Ⅱ区ET0呈现显著递增的变化趋势;从各区年、季ET0敏感系数的平均值和变化倾向率看,春、秋、冬季和年ET0对相对湿度最敏感,夏季ET0对太阳辐射最敏感;ET0对太阳辐射和相对湿度分别呈正向和负向敏感,且敏感性在时间序列上呈减弱趋势;相对湿润度和风速在环渤海山东半岛滨海外向型二熟农渔区（Ⅰ区）、太阳辐射和气温在VI区形成高值区,说明ET0在黄淮海平原Ⅰ区对相对湿润度和风速、在VI区对太阳辐射和温度较敏感。