江苏省小麦赤霉病气象风险评估技术

为研究适宜赤霉病发生发展的气象条件和关键影响时段,提高小麦气象型病害监测能力,通过分析赤霉病历史发生特点和规律,结合江苏省历史气象资料、小麦赤霉病系统田和大田调查资料,给出不同关键时段小麦赤霉病的气象促病指标。在此基础上,从小麦自身受病害侵染敏感性和促病气象条件发生概率出发,分别定义感病风险指数和促病风险指数来构建发病风险指数,从而实现了在病害监测时段中单点和区域的发病风险评估。研究表明,小麦孕穗-抽穗、抽穗-开花、开花-乳熟阶段适宜病害发生的气象条件不同,日平均气温14℃、16℃、18℃和相对湿度70%、68%、70%是各个阶段易于促进赤霉病发生发展的气象指标。江苏4月下旬开始小麦赤霉病存在发病风险,累积发病风险度超过70%的集中发病期在5月4—21日,且苏南大部和沿淮淮北中部地区为病害高风险地区,须要结合关键发病时段和区域加强病害防御。     

江苏省空中云水资源评估

研究旨在定量化评估江苏省空中云水资源可开发量及基本特征。根据云水收支方程,将参与大气云水循环且未降落到地面的资源定义为空中云水资源。利用1981—2010年EAR-Interim高分辨率再分析资料的风场及云含水量,计算江苏上空云水资源年均总量、时空特征及变化趋势。结果表明,资源年均总量353.1亿t,春夏季偏多,秋冬季偏少,开发潜力巨大。旱期(缺水期)沿淮淮北最多,达70.8亿t,沿海垦区、苏南环太湖次之;非旱期总量约占全年58.3%。近30年,云水资源呈下降趋势,平均每10年减少18亿t。建议加大开发力度,实现常态化开发利用,率先建立淮北、沿海、环太湖开发利用重点作业区,加强开发利用技术研究,提高开发效率。     

基于集合卡尔曼滤波的PyWOFOST模型在东北玉米估产中的适用性验证

以叶面积指数(LAI)为结合点,引入基于集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter,EnKF)的作物模型-遥感信息耦合模型PyWOFOST,利用气象数据、农业气象记录观测表数据及MODIS LAI数据检验PyWOFOST模型在东北玉米种植区的适用性,并选取在研究区内均匀分布、覆盖所有玉米品种且具有有效MODIS LAI数据的16个玉米农气站点,模拟该模型在不同的TSUM1(出苗-开花期积温)不确定性水平下各站点的玉米产量及LAI。结果表明,与WOFOST模型相比,PyWOFOST模型对LAI和产量的模拟能力都有极大提高。当TSUM1的不确定性为0、10、20、30℃时,PyWOFOST模拟的产量平均误差分别为10.32%、9.25%、7.31%和8.49%,均较未同化LAI观测数据的WOFOST模拟的产量平均误差(10.55%)低;同化后模拟LAI与同化前模拟LAI相比,其轨迹更接近实测值,更符合玉米的生长发育趋势,表明基于EnKF的PyWOFOST模型在东北玉米种植区有较好的适用性。     

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.     

油菜低温冻害天气指数保险研究

利用1961—2019年油菜生育期内逐日气象资料、油菜产量和低温冻害数据,确定由最低气温构成的低温冻害天气指数指标,分析减产率和天气指数的关系,建立天气指数模型,使用燃烧定价法厘定了天气指数保险的纯保费率,并根据相关政策和实际情况,确定不同触发条件下的差异保费率、赔付标准,设计油菜低温冻害天气指数保险合同.低温冻害天气指数保险产品依托于相关国标、文献和实际情况,指标客观、操作方便,设计思路可为相似区域油菜低温冻害天气指数研究提供借鉴.     

油菜产量因素预测方法研究

以油菜单株第一分枝数、单株籽粒质量、单株荚果数、千粒质量、籽粒与茎秆比、产量等为预测对象,利用观测品种同为秦油2号的淮安站1995—2004年油菜农业气象观测资料及对应的气象观测资料,充分考虑油菜各生育阶段的生理特性及其对气象条件的不同要求,梳理确定育苗期≥0℃有效积温等35个气象因子,分别采用多元线性回归及BP神经网络等2种方法构建油菜产量因素的预测模型,并利用观测品种也为秦油2号的镇江站及射阳站1996—2000年、金坛站1997—2000年数据资料验证所构建模型的预测效果.对比分析2种模型的预测效果发现,BP神经网络模型在预测精度和稳定性上均优于线性回归模型,能对具有交互作用下的众多气象因子和产量因子进行非线性映射,可以更好地反映出油菜产量因素与相关气象因子间的函数关系.     

低温对早稻幼穗分化期叶片生理特性的影响及其与产量的关系

为了探讨低温("小满寒")对早稻幼穗分化期水稻叶片生理特性及产量性状的影响,本研究以30℃/25℃为对照,利用人工气候室进行试验,研究低温(22℃/17℃)下水稻叶片的生理生化变化特征,并分析其与产量之间的灰色关联度。结果表明,随低温处理时间的延长,水稻光合色素呈先上升后下降趋势,并在处理后4 d达最大值。水稻光响应曲线的最大光合速率、光饱和点及光能初始利用效率均随着低温胁迫时间的增加逐渐下降,而光补偿点则呈上升趋势。在荧光参数方面,光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ电子传递效率(ETR)及PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)呈先下降后上升的趋势,而非光化学淬灭系数(qN)则随着胁迫时间的延长于处理6 d达最大值。叶片SOD活性、POD活性、MDA含量和可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的趋势,而CAT活性随着胁迫时间的延长逐渐下降。另外,水稻产量、穗长、结实率、成穗率及千粒重等均随低温处理时间的延长而减少。通过灰色关联度分析各个性状与产量之间的关联度,依次为每穗实粒穗长二次枝梗数一次枝梗数千粒重CAT活性,且其关联度均大于1。CAT活性、光能初始利用效率、光饱和点、ETR、Fv/Fm及叶绿素a/叶绿素b等生理生化指标也与产量关联度较高,可作为低温影响下产量评价与估算的指标。     

小麦穗粒结构与品质的关系分析

通过研究得出:粗蛋白、淀粉、湿面筋含量和沉淀值与穗粒结构之间是非线性的关系;粗蛋白、湿面筋含量和沉淀值之间是正相关,他们与淀粉含量之间是反相关,所以可用其中一项指标作为品质指标;基本苗控制在240万/hm2左右最容易取得高产优质。     

2020年江苏春茶减产原因分析

2020年江苏早春气温平稳上升,几乎未发生晚霜冻,茶叶产量较往年却减产10%~20%。文章利用主产区气象站历史观测资料和2020年茶叶生产相关资料,分析其减产原因,认为2020年早春气温异常偏高,开采期比常年提前10 d以上,3月17—27日最高气温基本维持在20℃以上,采摘洪峰来得早,受疫情影响引起的茶场人力不足,严重影响茶叶采摘进度,造成茶园产量降低。此外,2019年秋季持续干旱和2020年采摘期多降水过程,对茶叶生产也造成了负面影响。     

一种新的基于图像处理的作物叶面积测量方法

以数字图像处理技术为基础,提出一种简化、高精度的作物叶面积测量方案,对从扫描仪获得的含有参照边框和叶片影像的图像进行分析处理,不仅简化了业务流程,还大大提高了测量的精度,应用于作物叶面积的测量计算,获得十分满意的结果。