向日葵生长发育气候条件的定量评价研究——以河套灌区为例

为了揭示向日葵稳产高产对气象环境的需求,实现指导向日葵安全生产的目的。本研究选取1987—2011年向日葵生长发育期观测资料、产量资料及逐日气象资料,利用相关统计分析、因子膨化、积分回归分析等方法,建立了2套向日葵各生育期适宜生长指标和向日葵适宜生长逐旬气候指标,以及以各个旬为时间点的、以气温和日照为因子的向日葵产量定量评价方程。结果表明:6月上旬、8月中旬的aT(t)值为对称的最大正效应,气温每升高1℃,向日葵增产约58.7 kg/(hm~2·℃),这在一定程度上反映了此阶段低温是制约产量的主要因素,5月下旬、8月下旬aS(t)值为对称的最大负效应,日照时数每增加1 h,向日葵减产约8.6 kg/(hm~2·h)。对河套灌区而言,热量条件对向日葵产量的影响大于光照条件。     

向日葵生长发育气候条件的定量评价研究

为了揭示向日葵稳产高产对气象环境的需求,实现指导向日葵安全生产的目的。本研究选取1987—2011年向日葵生长发育期观测资料、产量资料及逐日气象资料,利用相关统计分析、因子膨化、积分回归分析等方法,建立了2套向日葵各生育期适宜生长指标和向日葵适宜生长逐旬气候指标,以及以各个旬为时间点的、以气温和日照为因子的向日葵产量定量评价方程。结果表明：6月上旬、8月中旬的a_T(t)值为对称的最大正效应,气温每升高1℃,向日葵增产约58.7 kg/(hm²·℃),这在一定程度上反映了此阶段低温是制约产量的主要因素,5月下旬、8月下旬a_S(t)值为对称的最大负效应,日照时数每增加1 h,向日葵减产约8.6 kg/(hm²·h)。对河套灌区而言,热量条件对向日葵产量的影响大于光照条件。     

河套灌区向日葵适宜种植农业气象指标研究

通过分期播种试验,确定了河套灌区主要经济作物向日葵适宜播种时期,并根据对应气候资料,采用相关分析和回归分析方法,确定了向日葵适宜播种农业气象指标。结果表明,食用和油用两类向日葵品种播种越早,出苗期和生育期越长,积温也越高;食用向日葵适宜播种农业气象指标为气温稳定通过5℃初日,其适宜播种范围在4月6日～4月30日,油用向日葵适宜播种农业气象指标为气温稳定通过10℃初日,其适宜播期范围在4月19日～5月16日。     

河套灌区向日葵终霜冻指标及其时空分布特征

根据河套灌区主要经济作物向日葵历年遭受霜冻影响的调查资料和同期气象资料,确定了向日葵霜冻的气象指标,并采用统计分析方法,对河套灌区各地霜冻的发生规律进行了分析。结果表明,霜冻结束时间,从西南向东北部地区延迟;各地霜冻变化趋势不同,但总趋势是逐渐提前;霜冻变化规律与气温变化规律不同,对作物的影响增大。     

河套灌区玉米生长农业气候条件适应性研究

根据河套灌区临河、乌拉特前旗、准格尔旗及土默特左旗4个站点1984—2011年生长发育期观测数据,1981—2010年逐日平均气温、最高气温、最低气温、日照时数等气象资料和玉米产量资料,利用相关统计分析建立发育期时长、气象因子与玉米产量之间的相互关系,对河套灌区玉米农业气候条件进行了分析与诊断,得出结论玉米高产与当地适宜的气候条件是分不开的。同时运用多元积分回归的方法,对河套灌区玉米生长农业气候条件适应性进行了综合评价,确定了河套灌区玉米不同生长发育阶段的气温、日照对产量的影响效应,分析表明：4月下旬—5月上旬、7月中旬—9月上旬是玉米对热量需求的2个关键阶段,此时光照条件基本满足生长需求,而气温略高并占主导地位;5月中旬—6月下旬、9月上旬—9月下旬2个阶段日照时数对玉米产量的影响呈正效应,在历年均值的基础上,每增加一个气象单位,玉米分别增产2.6、4.1 kg/(hm²·h)。     

内蒙古河套灌区主要作物气象产量的风险分析

为弄清作物产量面临的风险水平,通过分析内蒙古河套灌区1953—2011年间12个旗县（市、区）的粮食、小麦、玉米和向日葵的产量资料,利用5年直线滑动平均模型分离实际产量,计算了气象产量的变异系数、年平均减产率、风险概率和综合风险指数等指标,对该区域作物产量灾害风险进行研究。结果表明：河套灌区粮食单产的4种风险指数总体小于小麦、玉米和向日葵的,以向日葵的最大,小麦和玉米的风险指数介于粮食和向日葵的风险指数;地区间以准格尔旗的几种单产的风险要高于其他地区;4种风险指数的最小值,在不同作物上没有明显区域特点。从减产风险概率看,河套灌区作物增产的地区多于减产地区的概率略高一些。     

内蒙古河套灌区春小麦高产栽培优化农艺措施及数学模型的研究

本文通过三因素二次通用旋转设计试验,对内蒙古河套灌区春小麦高产栽培的主要农艺措施进行优化分析与数学模拟,确定了春小麦高产栽培优化农艺措施为亩播量18～23kg,施N20～23kg,施P_2O_510～13kg。同时还明确了河套灌区春小麦高产栽培的亩产量与氮磷和播量之间的相关关系,即随着目标产量的提高,在增施氮肥和磷肥的基础上,密度呈下降的趋势。     

近15年阿勒泰市向日葵发育期及其光热水资源变化

为了拓展气象服务领域,解决当地主要经济作物向日葵生产中有关农业气象方面的问题。利用阿勒泰国家基准站2000—2014年观测资料,对阿勒泰市向日葵发育期的光热水资源变化,及各发育期日期与≥0℃积温、日照时数和降水量的相关性进行研究。结果表明:全发育期天数的变化呈增加趋势,出苗期、全发育期通过信度(P=0.10)的正相关显著性检验;全发育期的≥0℃积温和日照时数呈线性增加趋势变化,出苗期≥0℃积温、日照时数与年份的相关系数均通过信度(P=0.10)的正相关显著性检验;全发育期的降水量呈弱的线性减少趋势变化。造成这些差异的主要原因可能是各年的气候条件不同,其次是各年份的栽培条件、田间管理(如灌溉、施肥、病虫害防治)等非气象因子的不同所致,各年作物的生长及发育都是气象因子和非气象因子共同作用的结果。     

河套黄灌区油用向日葵氮磷钾肥料效应分析

为了明确内蒙古河套黄灌区油用向日葵氮、磷、钾肥料效应,采用三因素二次通用旋转设计法,对油用向日葵在内蒙古河套灌区进行氮、磷、钾施肥试验研究。结果表明,河套灌区施用氮、磷、钾均对油用向日葵产量有显著的增产效果,并能用三元二次多项式进行模拟表达。最高理论产量可达307.2 kg/667 m2。氮、磷、钾的最佳配比为1.38∶1.37∶1。     

河套灌区中低产田油用向日葵肥料效应分析

为了确定内蒙古河套灌区中低产田油用向日葵氮、磷、钾肥料效应,采用三因素二次通用旋转设计法,对该灌区油用向日葵进行氮、磷、钾施肥试验研究。结果表明,河套灌区施用氮、磷、钾均对油用向日葵产量有显著的增产效果,并能用三元二次多项式进行模拟表达。最高理论产量可达4331.55 kg/hm2;最佳产量为4252.35 kg/hm2,氮、磷、钾的经济效益最佳配比为6.91:3.31:1。根据产量施肥的边际利润率值,可求出不同施肥成本的利润,从而选用投资少、获利高的施肥方案。     

天水市近50年干旱灾害变化特征及对夏、秋粮影响风险评估

干旱是影响天水市地区粮食生产的主要气象灾害。运用1961-2010年天水市7县（区）气象站降水资料及2001-2010年冬小麦、玉米播种面积及产量资料,建立了干旱影响粮食产量的风险评估指数,并对不同冬小麦、玉米在不同季节受不同等级干旱的影响风险进行了分析。结果表明,轻旱出现的频率为7.09次/年,中旱频率为2.52次/年,重旱出现频率为0.50次/年,特旱出现频率0.25次/年。各等级干旱春季出现频率较高,其次为初夏和伏期,初秋出现频率较低。轻、重、特旱渭北地区出现频率较高,中旱藉、渭河谷出现频率较高。冬小麦轻旱、中旱风险指数较高,重旱、特旱风险指数较低;玉米轻旱风险指数较高,其次为中旱,重、特旱对玉米产量影响风险较小。冬小麦在春季受干旱威胁的风险较大,玉米在初秋受干旱威胁的风险较大。渭北地区冬小麦全生育期受干旱威胁风险较大,藉、渭河谷地区及秦安、清水玉米全生育期受干旱威胁风险较大。冬小麦干旱风险指数大于玉米,秋粮生产气候优势大于夏粮。     

南通近四年冬小麦种植的气象条件分析

本文利用2003～2007年南通气象局的气象资料和南通市农业局的冬小麦试验资料,分析了南通市近四年冬小麦各生育阶段的气象条件。然后采用综合对比的方法,分析了南通市气象变化特点对冬小麦产量及其构成因素的影响。     

基于ALMANAC的山西省冬小麦模拟

为了准确的监测山西省冬小麦动态长势和预测产量,本研究使用ALMANAC作物生长模型对山西省洪洞县高、中、低产田的冬小麦产量进行了模拟。收集了模型需要的作物属性、土壤、气象及田间管理措施等众多参数并根据实际情况对参数进行了调整,结果表明：冬小麦模拟产量的相对误差(RE)为-7.8%~5.7%,叶面积指数的RE为-12.5%~13.6%,水地最大叶面积指数最大;与背景态相比生育期提前,叶面积指数水地变化不大,旱地低较多,温度主要是对生育期的影响,而水分则对叶面积指数产生较大影响。冬小麦的产量和叶面积指数的动态变化能够被ALMANAC模型较好地模拟;而且模型能够模拟不同水分条件下冬小麦的叶面积指数及气候变化对冬小麦影响。     

基于HJ-1数据的冬小麦种植面积、长势与收割进度遥感监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积、长势、收割进度等信息对冬小麦产量预报和农田精细管理具有重要意义。本研究采用HJ-1A/B CCD1/CCD2影像,结合S-G滤波算法、波段最大化的光谱角目标探测器、阈值分割等方法进行新乡市冬小麦种植面积、小麦长势和收割进度等遥感监测。结果表明：（1）利用HJ卫星NDVI时间序列数据结合波段最大化的光谱角度目标探测器方法,可以进行冬小麦种植面积提取,各县市冬小麦种植面积提取相对误差在10%以内;（2）单景影像NDVI值阈值分割可以反映冬小麦长势在时空差异;（3）冬小麦达到抽穗期的时间不一致,NDVI值在4月15日和21日附近达到最大值;（4）利用成熟期和收割期不同时间的NDVI影像,可监测各县市冬小麦收割进度的时空差异。各县市冬小麦在6月4日前开始收割与6月15日左右完成收割工作。HJ卫星时间序列遥感数据可以进行冬小麦种植面积、长势、收割进度等遥感监测。     

陇东塬区冬小麦生长量对气候变化的响应

为了研究气候变化对冬小麦的影响,利用陇东塬区1995—2013年连续19年冬小麦生长量资料及气候因子资料,采用气候倾向率、相关分析等方法,分析气候变化与冬小麦生长量的生理因果关系。结果表明,19 年来冬小麦生育期内日平均气温上升,气候倾向率为0.552℃/10 a;有效积温增加,气候倾向率为126.1℃/10 a;降水总量上升,气候倾向率为7.619 mm/10 a;日照时数减少,气候倾向率为-42.256 h/10 a。19 年来,陇东塬区冬小麦植物干重、生长率、叶面积、千粒重及气候产量均增加。各气候要素对生长量的影响在各发育期不同,营养生长期降水对冬小麦的生长起决定作用,随着生长发育进程,降水的影响逐渐减弱,积温、日照时数的影响逐渐增强,小麦气候产量与生育期内平均气温呈负相关,与降水量、有效积温和日照时数呈正相关。     

气候变化背景下江苏省冬小麦发育期对冬季积温的响应

利用江苏省35 个气象台站1960—2010 年的冬季积温资料和9 个农业气象观测站的冬小麦主要发育期资料,利用曼-肯德尔(Mann-Kendall)法、线性倾向估计和相关分析等数理统计方法,分析江苏省冬季积温的时空分规律、冬小麦主要发育期的基本特征和变化趋势及冬季积温对冬小麦各主要发育期的影响。结果表明：气候变暖背景下,（1）淮北地区自20世纪90年代初、淮河以南地区自20世纪90年代中期起的冬季积温呈显著增加的趋势;（2）从主要发育期特征来看,淮河以南地区播种—拔节期及以后各发育期长度较淮北地区更短;冬小麦播种—拔节期长度的各地差距最大,播种—孕穗、抽穗、开花、乳熟和成熟期长度的差别逐渐缩小,且淮河以南地区各站点播种—孕穗、抽穗、开花、乳熟和成熟期长度的差距较淮北地区小;（3）从主要发育期长度的年际变化趋势来看,近30 年来,播种—拔节期长度明显缩短,拔节—成熟期长度则显著延长,且产量形成的关键期——开花—乳熟期长度随时间也明显延长;（4）随着冬季积温的增加,播种—越冬、拔节—成熟、开花—乳熟期长度显著延长,越冬—拔节、播种—拔节期的长度与冬季积温线性负相关。分析冬季积温对冬小麦各发育期的影响,为进一步掌握其发育期变化的规律提供依据,对更好地指导冬小麦的生产管理具有重要的指导意义。     

冀东冬小麦降水适宜度变化及保证率风险分析

为了更好地了解冬小麦生长期间,自然降水对其生长所需水分的满足程度,以利指导农业生产,利用降水适宜度模型、气候保证率的求算方法,对唐山地区1981—2010年冬小麦几个关键发育期期间的历年降水适宜度进行了计算,并对其进行保证率风险分析。结果表明,唐山地区冬小麦各需水关键发育期的降水适宜度各地区之间无明显差异,但年际间变化较大,返青—拔节期降水适宜度在0.05~1.00之间变化,拔节—抽穗期在0.03~0.99之间变化,灌浆期在0.04~0.88之间变化,其变异系数分别为0.79、0.72、0.65。冬小麦降水适宜度的变化趋势不显著,其10年变化速率仅0.002。冬小麦各需水关键发育期的降水适宜度在0.8以下的保证率为83%~87%,降水不能满足冬小麦生长所需,种植风险较大。降水条件是小麦生产的限制因素。     

新疆喀什市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为研究喀什冬小麦区气候对小麦生长的影响以及为农作物生产提供气象服务。利用1981—2014 年喀什市冬小麦生育期气温、降水量、日照时数等资料,采用气候学统计方法,研究了喀什市主要气候因子变化特征及其对冬小麦发育期的影响。结果表明,喀什市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势;降水量除了越冬后前2 个月（3—4 月）呈线性减少趋势外,其余时期呈明显的增加趋势;有效积温、日照时数均呈增加趋势;近34 年冬小麦各发育期均表现出不同程度的提前趋势,尤其是起身期、拔节期的提前趋势较明显,但是越冬开始期呈延迟趋势。气温、有效积温、日照时数与冬小麦各发育期呈负相关。总之,气温升高、有效积温、日照时数增加是喀什冬小麦生育期提前的主要原因,喀什地区气候变暖对冬小麦生育期的影响较为显著。