气候变化背景下华北平原夏玉米花期高温热害特征及适宜播期分析

利用华北平原夏玉米种植区55个气象站点1981−2017年逐日地面观测资料,以日最高气温≥35℃持续3、4、5d,且相对湿度≤70%为一次轻、中、重度高温热害,从年代际尺度、年尺度、旬尺度分析37a来华北平原不同播期下夏玉米花期高温热害的时空变化特征;以开花期避开中度高温热害为标准,推算夏玉米花期规避高温的适宜播期。结果表明:6月上旬播种,夏玉米花期遭遇高温热害的频率最大,河南省南部的信阳、固始等地区遭遇高温热害频率超过20%;6月中旬播种,夏玉米花期遭受高温热害频率为9%~12%。2011年以来华北平原夏玉米花期高温热害加重,发生频率高于P1−P3时段(1981−2010年)。华北平原早熟玉米平均适宜播种期在6月15日−7月5日,中熟玉米平均适宜播种期在6月15−27日,晚熟玉米平均适宜播种期在6月15−20日。在各适宜播种期范围内,华北平原南部应适当晚播,北部则应适当早播。     

新疆棉区棉花脱叶催熟剂的筛选研究

2017年利用裂裂区设计研究了种植模式、品系和脱叶催熟剂种类对脱叶催熟效果的影响。设置了2种种植模式、中641和中早优1702两个品系、5个脱叶催熟剂处理、空白对照。结果表明,脱叶催熟剂处理显著提高了吐絮率和脱叶率,而对棉花产量与产量构成因素以及纤维品质的影响较小;脱叶催熟剂的脱叶和催熟效果不受种植模式和品系及其互作效应的影响。5个脱叶催熟剂处理中,欣噻利处理脱叶率、吐絮率和产量最高,分别为85%,97%和6 927.0  kg·hm－2,可在新疆棉区推广使用。     

新疆棉区棉花化学打顶剂的筛选研究

为了进一步明确品种和打顶剂种类对化学打顶效果的影响,并筛选出新疆棉区适宜的化学打顶剂,于2017年在胡杨河试验站采用裂区设计系统研究了品种和打顶处理（5种化学打顶剂、不打顶和人工打顶）对棉花株型、产量性状、早熟性和纤维品质的影响。结果表明,品种间株型、产量、早熟性和纤维品质差异显著;不同化学打顶剂和不打顶处理棉花株高、果枝数较人工打顶增加,但籽棉产量、早熟性和纤维品质处理间差异不显著;打顶处理以及品种和打顶处理的互作效应显著影响籽棉产量。在两个品种中,“金棉”和氟节胺处理籽棉产量均与人工相当或高于人工打顶,而其他化学打顶剂及不打顶处理的籽棉产量品种间趋势差异较大。“金棉”和氟节胺对品种要求较低,可在新疆棉区推广应用。     

1961－2014年中国干湿气候时空变化特征及成因分析

利用全国701个气象站点1961-2014年逐日地面观测资料,基于降水量和参考作物蒸散量(ET0)计算的湿润指数研究了近54a中国干湿气候时空变化特征,并利用敏感性和贡献率法分析了气候变化背景下主要气象因子对ET0的影响,对干湿气候变化的成因进行了探讨.结果表明:全国气候在3个时间段(时段1:1961-1980;时段2:1981-2000;时段3:2001-2014)中经历了变湿到变干的过程;不同地区干湿状况变化差异很大,干旱趋势主要发生在中国的半干旱半湿润气候区;1961-2014年降水量变化趋势不显著,ET0呈显著下降的趋势,61.6%的站点出现"蒸发悖论"现象.南方大部分地区和新疆的西北部由于降水量增加和ET0减少,气候变湿;西北和西南大部分地区由于年降水量减少和ET0增加,气候呈显著变干的趋势.ET0对相对湿度的变化最敏感,风速的负贡献率是引起ET0变化的主导因子.研究时段内风速和日照时数的减少对ET0的负效应超过温度上升对ET0的增大作用,导致全国ET0总体呈下降趋势.     

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。     

广西典型地区水稻产量形成要素分析

为探究广西壮族自治区典型地区水稻产量与产量构成要素间的关系,利用2007—2016年4个典型试验点水稻区域试验的3个品种的产量相关数据,针对水稻5个产量构成要素,分析不同地点及不同品种的表现,并通过不同统计学分析方法,探讨各要素对产量的影响。灰色关联度分析结果表明,结实率对产量贡献最大,其次是穗数和穗粒数,各产量要素间差异不大;相关分析结果表明,对产量影响最大的是结实率,其次是每穗实粒数和千粒重;回归分析揭示了3个品种各自的培育优势;通径分析解析了产量构成要素对产量的直接影响与间接影响差异程度。根据分析结果,对广西水稻品种培育与栽培提出建议,在优先保障结实率的基础上,探索有效穗数与千粒重的平衡。     

基于SPEI_KC的华北平原小麦玉米周年干旱特征分析

华北平原是中国重要的冬小麦和夏玉米（麦玉）生产基地，同时也是水资源紧缺的区域，农业生产极易受到干旱的影响。该研究在标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI）的基础上，引进作物系数（Kc）改进SPEI指数，并基于改进后的SPEI_KC指数从作物生长季尺度、关键生育期尺度以及麦玉周年尺度分析1961-2017年华北平原冬小麦-夏玉米周年干旱的时空分布和变化特征。结果表明：1）SPEI_Kc指数在华北平原麦玉周年干旱评估中的适用性优于SPEI_TW指数（采用Thornthwaite公式计算的SPEI指数）和SPEI_PM指数（采用Penma-Monteith公式计算的SPEI指数）：在（实际）有旱（指数）评估为有旱情况下，SPEI_Kc指数在代表气象站点的平均准确率为76.13%，较SPEI_TW指数、SPEI_PM指数均有提高；在无旱评估为无旱情况下，SPEI_KC指数准确率为85.67%，较SPEI_TW指数、SPEI_PM指数分别均有提高。2）小麦关键生育期和小麦生长季的空间分布均呈轻旱在河北北部较高，重旱在研究区中部较高分布，玉米关键生育期和玉米生长季干旱频率的空间分布均呈中旱在河北北部较高，重旱在山东西部较高分布。总体来说，研究区的东南部干旱频率小于西北部，山东半岛地区和河北中部旱情较轻，河南省干旱严重。3）年代际干旱程度总体呈略微减小的趋势，具体表现为大部分研究尺度的轻旱发生频率增加，所有研究尺度的中旱和重旱发生频率减小；小麦关键生育期、小麦生长季以及玉米生长季的干旱频率减小，玉米关键生育期和麦玉周年尺度干旱频率增加。研究结果能够为正确认识气候变化背景下该地区干旱分布和变化，进而采取合理措施应对气候变化提供理论依据。     

1961-2015年华北平原夏玉米生长季光热资源变化及其影响

利用华北平原夏玉米种植区55个气象站点1961-2015年逐日地面观测资料,以≥10℃活动积温和太阳辐射分别为热量资源和光照资源指标,从年代际尺度和年际尺度分析夏玉米生长季光热资源线性趋势和空间分布变化特征,定量研究光热资源变化对夏玉米潜在产量的影响。结果表明：夏玉米生长季热量资源呈显著增加趋势,各积温等值线均发生明显北移现象;所有站点夏玉米生长季辐射资源均呈显著下降趋势。与1961-1980年相比,近15a（2011-2015年）研究区夏玉米生长季≥10℃活动积温增加1.8%,太阳总辐射量减少16.2%。研究时段内夏玉米光温潜在产量呈显著下降趋势,平均变化率为-28.3kg·667m-2·10a-1 (P＜0.05),高值区面积随着时段变化不断减少,表明辐射资源减少对光温潜在产量的负作用大于热量资源增加带来的正作用。目前研究区夏玉米单产仅达到光温潜在产量的27.5%,仍有很大提升空间。未来研究还需综合考虑光、温、水、农艺措施等气候要素和社会要素的影响,为华北地区夏玉米生产布局和调整提供科学依据,以适应气候变化的影响。     

基于COSIM模型的棉花区域产量动态预测研究——以新疆阿克苏市为例

【目的】提高基于作物生长模型进行产量动态预测的准确率。【方法】以新疆阿克苏市为例,采用1991―2014年的气象资料、棉花产量资料和棉花的物候资料,通过应用COSIM棉花模型分别以多年平均播种期和适宜播种区间内多个播种期作为播种期输入,比较分析两种产量预测方法的效果。【结果】结果表明:两种方法的预报准确率均在90.0%以上,在阿克苏市均有很好的适用性。但对比分析得出,在棉花生育期内按照月份进行产量动态预测时,以及预报年份实际播种期不确定时,基于适宜播种期区间的多播种期预测方法的预报准确率更高。【结论】研究结果为阿克苏市提供了两种基于作物生长模型的棉花产量预报方法 ,针对不同预报年的特征选择合适的预报方法可以提高预报准确率,同时可为其他棉花产区的产量动态预测提供参考和借鉴。     

不同机采棉种植模式和种植密度对棉田土壤水热效应及产量的影响

新疆机采棉生产中农机农艺的不融合是导致棉花纤维品质下降和采净率低的主要原因，优化机采棉株行距配置是实现农机农艺融合的重要途径。该研究于2018－2019年进行了"矮密早"（1膜6行，66+10 cm宽窄行）、"宽早优"（1膜3行，76 cm等行距）2种种植模式和13.5、18.0和22.5万株/hm2三个种植密度的定位试验，监测棉花全生育期的土壤温度和土壤水分动态变化，结合棉花产量分析农田水分利用效率，综合评价不同机采棉种植模式的生产适应性。结果表明，不同种植模式和密度影响土壤温度，但不存在互作效应。不同处理下耕层土壤温度变化规律一致，随着气温升高土壤温度逐渐增加，棉花封垄郁闭后，土壤温度迅速下降并波动。在生育前期（5月－6月），不同种植模式和密度下耕层土壤温度无显著性差异，而"宽早优"模式提高了花期和铃期的土壤温度，比"矮密早"模式平均高1.7 ℃。"宽早优"模式的全生育期耕层土壤积温较"矮密早"模式显著提高8.3%～9.9%（P<0.05），主要提升了花铃期的土壤积温（35.1～88.8 ℃）；从全生育期耗水量来看，"宽早优"模式的耗水量低于"矮密早"模式，降低0.8～6.7mm；提高种植密度会降低耕层土壤积温，增加棉田耗水量。"宽早优"模式提高了棉花籽棉产量和水分利用效率，其中2019年较"矮密早"模式分别显著提高17.5%和18.8%（P<0.05）。"宽早优"模式可以改善棉花生长的土壤水热条件，实现产量和水分利用效率的大幅提高，是更为优化的机采棉种植模式，适合大面积推广。