黄淮海夏玉米籽粒机收适宜光温指标研究

机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,籽粒机收率低已成为黄淮海夏玉米全程机械化生产的主要限制因素。籽粒含水量是决定能否机械粒收的关键指标,但直接测定籽粒含水量工作量繁重,取样误差因素多,破坏性大。利用生理成熟后籽粒脱水速率与光温条件的拟合关系,通过建立不同品种达到机收标准所需光温指标来反推籽粒含水量,间接实现对籽粒含水量的动态监测,指导适时机收,可克服上述缺点,为促进夏玉米机械粒收技术发展,指导农业生产发挥重要作用。本研究选择24个鹤壁主要种植玉米品种为供试材料,采取统一授粉,每隔3 d连续测定籽粒含水量变化。利用播种至收获期积温和乳熟至收获期日照时数与不同时期籽粒含水量进行回归分析,建立各品种拟合方程,以籽粒含水量达到28%为适宜机收的阈值,推算相应的光温指标。研究结果表明,除‘新单38’外,籽粒含水量均表现为果穗上部果穗中部果穗下部,‘先玉335’、‘登海701’、‘德单5号’和‘新单61’果穗上中下各部分的籽粒含水量差别较大。各品种达到适宜机收标准时所需播种到收获期积温在2 941~3 147℃·d范围内变化,所需乳熟至收获期日照时数为179~235 h。将各品种光温指标分别排序,光照和积温确定的品种位次较一致。经检验各品种达到机收标准的光温指标与收获期籽粒含水量呈极显著正相关,表明研究建立的光温指标能准确反映各品种籽粒含水量的变化,可用来指导机收。根据各品种光温指标大小,‘新单65’、‘新单68’、‘登海618’、‘新单38’、‘隆平206’、‘登海3号’、‘先玉335’和‘新单80’等品种达到机收标准所需的光温条件较少,更适宜籽粒机收;‘豫禾988’、‘郑单958’、‘登海662’、‘登海518’、‘新单66’、‘登海605’、‘德单5号’和‘益丰29’,成熟后脱水较慢,相对而言较不适宜籽粒机收。     

基于集合经验模态分解的河南省夏玉米产量波动对大气环流的响应

[目的]探究河南省夏玉米产量波动对大气环流的响应,为区域粮食安全保障提供理论支撑。[方法]依托河南省17个市1988—2017年夏玉米产量数据及15种大尺度大气环流指数资料,评估研究区夏玉米产量的时空演变格局。[结果](1)基于主成分分析结果,河南省可以划分为4个呈现不同产量演变特征的子区域,分别为北部、东南部、西部、中部;(2)基于集合经验模态分解,研究区产量序列存在着准2.5～3.3,5～6,7.5～10 a的周期性振荡,且各分区2004年后产量的短期波动趋于缓和;(3)各分区产量的周期性振荡均与环流指数存在着显著的相关性;(4)基于前期环流指数与年份的线性模型对产量预报的平均相对误差为4.6%～9.3%;(5)河南省东南部和中部的产量波动对环流指数更为敏感,其中10,11月份较高的太平洋年代际振荡(PDO)是来年产量减少的关键前兆性信号。[结论]前期环流异常对研究区夏玉米产量波动有着重要的指示作用,它可以有效用于产量预报。     

冬小麦越冬中期冻害高光谱敏感指数研究

利用试验箱进行冬小麦冻害盆栽试验,观测受冻前后叶片光谱反射率、叶绿素含量并分析其变化规律;通过对高光谱数据进行倒数对数、一阶导数、二阶导数变换,与叶绿素含量进行相关分析,寻找表征冻害胁迫的特征值,获得识别和评价冻害差异程度的波段或指数。结果表明,（1）在可见光范围内叶绿素含量与原始光谱反射率呈负相关,在近红外范围内呈正相关,与倒数对数光谱的相关性则相反。一阶导数光谱大部波段相关性通过0．01水平的显著性检验,二阶导数光谱仅少部分波段通过。（2）相关性分析表明,冻害监测的敏感性波段为684．92nm处倒数对数光谱、578．37nm处一阶导数光谱、571．93nm处二阶导数光谱,这些波段与叶绿素的相关系数均通过0．01水平的显著性检验,且相关系数最大,其中以倒数对数光谱为自变量的估算模型最优。（3）叶绿素含量与高光谱特征变量的相关性分析表明,以由蓝边面积（SDb）和红边面积（SDr）计算的VI3（VI3=SDr／SDb）或VI3[VI5=（SDr—SDb）／（SDr＋SDb）]为自变量的抛物线模型最优,其训练样本拟合与验证样本精度检验水平均最高,因此VI3、VI5为冬小麦冻害监测的敏感指数。研究结果揭示了冬小麦冻害后高光谱特征,可为促进高光谱技术在冬小麦长势监测和估产中的应用,提高冬小麦冻害遥感监测的准确性提供依据。     

夏玉米花期高温热害时空分布特征

为了对河南夏玉米花期高温热害的时空分布特征进行定量化评估,利用夏玉米发育期资料和对应时段逐日最高气温资料,分析夏玉米花期高温热害的时空变化规律。结果表明,河南省1970~1999年间夏玉米开花期高温日数变化不大,2000~2009年间高温日数最少,2010年后明显增多。将河南省按照豫东、豫南、豫西、豫北和豫中划分5个区域,以豫南高温日数最多,此后依次为豫东、豫中、豫西和豫北地区。河南省大部分地区夏玉米开花期平均高温日数为4~6日,豫北及豫西部分地区为2~4日,豫南部分地区为6~8日。豫南地区7月20~29日发生5日及以上高温日数的频次最高,为10年2~3次;随着日期的推后,发生5日以上高温的频次逐渐降低;8月9日后,全省大部分地区发生5日及以上高温的10年重现率降至1次以下。     

怀山药的研究现状及其发展的几点建议

概述了栽培技术、生物技术、生态环境等对怀山药产量和品质影响方面的研究进展;并在此基础上,为怀山药的可持续利用提出建议。认为环境气象因子(气温、空气湿度、降水、日照、土壤温度、土壤湿度等)与山药产量和品质的相关关系的建立、适宜种植区精细化区划指标及模型的建立、气象灾害以及风险评估等方面是今后怀山药研究的重点。     

RCP情景下河南省夏玉米产量的变化及适应措施

【目的】准确预估未来气候变化条件下河南省夏玉米产量的变化,探索保障河南省夏玉米生产可持续发展较为有效的适应措施。【方法】将河南省划分为4个夏玉米主栽区,引入未来气候变化情景数据,分别为基准气候条件(RCP rf,1951-2005)和未来(2006-2050)RCP 4.5(中)、RCP 8.5(高)两种浓度路径(RCPs)情景。利用CERES-Maize模型模拟未来气候变化对河南省夏玉米潜在产量和雨养产量的影响。以作物模型和气候情景数据为基础,分别模拟改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式3种适应措施的增产效果。【结果】未来不同气候变化情景下,河南各地区夏玉米潜在产量较基准条件降低6.1%～18.1%(RCP 4.5)和14.3%～24.6%(RCP 8.5),其中RCP 4.5情景下豫北减产最高(15.9%), RCP 8.5情景下豫东减产最高(21.1%);夏玉米雨养产量较基准条件降低5.1%～28.5%(RCP 4.5)和8.3%～28.9%(RCP 8.5),豫东减产最高,减产率分别为20.1%(RCP 4.5)和24.4%(RCP 8.5);不同气候变化情景下,夏玉米潜在和雨养产量差在0～2 814 kg/hm~2(RCP rf),0～1 868 kg/hm~2(RCP 4.5)和0～2 132 kg/hm~2(RCP 8.5),豫北产量差最高,豫西南降水较充足产量差最低,豫北和豫西产量差较基准条件降低,豫东产量差略增加。通过改变种植密度、调整播期和优化灌溉方式等措施,探讨不同适应措施的应用效果表明,种植密度每增加1万株/hm~2,夏玉米潜在产量增加3.8%～4.0%(豫北和豫东)和5.2%～5.6%(豫西和豫西南);雨养产量增加3.2%～3.7%(豫北和豫东)和5.2%～5.5%(豫西和豫西南)。播期推迟10 d,夏玉米潜在产量各区分别提高1.6%～9.5%(RCP 4.5)和2.7%～8.5%(RCP 8.5),雨养产量各区分别提高3.8%～13.2%(RCP 4.5)和5.4%～13.1%(RCP 8.5)。优化灌溉措施更适用于豫北和豫东,最高可分别增产31.4%,19.4%(RCP 4.5)和34.2%,16.9%(RCP 8.5)。【结论】未来RCP情景夏玉米潜在产量、雨养产量较基准气候条件均降低;增加种植密度、播期推迟10 d可实现增产,在播种期和拔节-抽雄期2个阶段同时灌溉,可提高水资源利用效率。     

中国小麦主产省不同筋型冬小麦品质形成的气候条件分析

为明确冬小麦品质形成的气候条件，本研究利用2006-2015年中国5个小麦主产省（河北、山东、河南、安徽、江苏）冬小麦的10个品质指标数据及其抽穗至成熟期的气候资料，统计并分析了5个省内冬小麦抽穗至成熟期的气候资源特征、4种筋型（强筋、中强筋、中筋和弱筋）冬小麦的品质特征以及两者的关系。结果表明，不同筋型冬小麦同一品质指标的主导气候因子不同，同种筋型冬小麦的不同品质指标的主导气候因子也不同。整体上看，冬小麦品质形成的主导气候因子为温热和水湿因素。强筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内≥32 ℃的高温日数和降水量影响，温热条件越好，强筋冬小麦品质越优；中强筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内降水日数和气温日较差影响，且两者的贡献均为负（延伸性除外）；中筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内最高温度和降水日数影响，最高温度越高，品质越差；对于弱筋冬小麦，抽穗至成熟期内日最高气温≥32 ℃的持续天数越多或空气湿度越大，其品质越差。     

基于多源数据和决策树估算夏玉米种植面积

以低空间分辨率遥感数据为主要信息源提取大范围作物种植信息时,为克服混合像元影响,提高提取精度,提出一种基于多源数据和决策树的夏玉米种植面积估算方法。综合FY-3/MERSI数据的时间序列特征和TM数据的中空间分辨率光谱特征,在对作物物候历进行分析的基础上制定多时相决策树规则,融合多时相MERSI数据和TM数据,分析多源融合后NDVI时序数据的光谱特征确定阈值,提取夏玉米种植信息,根据农业统计数据验证种植面积提取精度为95.1%,根据野外调查数据验证位置精度为81.0%。研究结果可为大范围的作物种植信息准确提取提供方法支持。     

基于气候适宜度的河南夏玉米发育期预报模型

准确预报作物发育期是开展农业气象条件分析评估和灾害监测预警等工作的基础,利用河南省19个农气站1981-2006年夏玉米发育期观测资料和地面气象观测资料,建立综合温度、降水、日照三要素的气候适宜度评价模型,构建基于气候适宜度的夏玉米发育期预报生理指标及预报模型.利用2007-2010年观测数据对模型的预报结果进行验证,结果表明,各发育阶段持续日数模型的预报值与观测值吻合度较高,二者相关系数除抽雄-乳熟期稍低呈显著相关外,其它发育阶段均为极显著相关.各发育阶段持续日数预报值与观测值之间绝对误差（ABSE）在1.8 ～2.9d,标准误差（RMSE）在2.8～3.9d,七叶-拔节期预报精度最高,标准误差（RMSE）为2.8d,乳熟-成熟期稍差,RMSE为3.9d.模型的预报精度基本能满足业务服务的需求,具有推广应用价值.     

基于CERES-Maize的黄淮平原夏玉米阶段缺水模拟分析

利用1991～2004年黄淮夏播玉米区8个试验站的气象、土壤、田间管理等基础数据对DSSAT 4.0中的CERES-Maize模型进行参数调整和检验。使用调参后的模型模拟黄淮夏播玉米区不同生育期缺水对玉米产量的影响。模拟结果表明,在营养生长阶段,拔节期为水分对玉米产量影响关键期;生殖生长阶段,灌浆期为水分关键期,其中灌浆前期水分对产量影响最大。7叶期和拔节期缺水时最大叶面积指数显著降低,阻碍植株干物质积累,茎叶干重显著降低;灌浆前期缺水穗粒数显著减少;灌浆中期缺水显著降低百粒重。