山西省冬小麦主要发育期特征及对气候变暖的响应

基于山西省13个农业气象观测站23年以上冬小麦主要发育期观测资料,利用线性倾向估计、相关分析和积分回归等数理统计方法对其基本特征、变化趋势、影响因素及影响敏感期进行了分析.得出以下主要结论:(1)从各主要发育期的多年平均情况看,各站之间以播种期差另q最小、返青期差别最大;(2)南部和中部冬小麦的播种主要与降水有关,东南部则与气温关系密切;(3)越冬开始期以及冬后各发育期随纬度、海拔高度而变,纬度、海拔高度愈高,越冬开始期愈早、冬后各发育期愈晚,而且海拔高度的影响比纬度的影响明显;(4)从各发育期的变化趋势上看,拔节期和抽穗期表现为提前趋势,尤其是抽穗期的提前趋势明显.其余发育期变化趋势不明显;拔节期和抽穗期的提前趋势与冬前、冬季和春季的降水量以及日照时数关系不大,主要与冬季和春季平均气温有关;(5)不同时期的气温波动对冬小麦拔节期和抽穗期的影响不同,南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月上旬～中旬和4月上旬.气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前0.6d和O.5d;中部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月下旬～4月中旬和4月下旬～5月中旬,气温每升高l℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5～0.8d和1～2d:东南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为9月下旬和4月下旬～5月上旬,气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5d和ld.     

玉米/小麦间作对根际土壤和养分吸收的影响

通过对水培和根箱模拟试验。研究了小麦／玉米间作条件下养分的种间竞争和促进作用，证明了间作条件下能获得明显的生物产量优势。并对间作条件下根系的生长状况，养分吸收利用和根际环境的影响作出了较详细的阐述。     

不同太子参品种对连作胁迫差异响应及种内间作效应分析

探索药用植物环境友好型的连作障碍消减技术是促进中药农业可持续发展的重要路径。本研究首先应用ISSR分子标记技术分析了8个引自我国不同道地产区的栽培品种的遗传多态性,以明确供试品种的遗传差异。2017—2019年,以上述鉴定具有明显差异的不同来源8个太子参品种为供试材料,应用高效气相色谱(HPLC)、高通量测序(HTS)、实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和作物生理学等研究方法,探索其在福建柘荣太子参主要产区的环境适应性及其对连作栽培的响应。在此基础上,选用其中有代表性的2个主栽品种进行种内间作栽培,研究种内间作对重茬太子参生长的影响及其根际微生态变化机制。研究结果表明,供试的8个不同来源太子参品种在福建柘荣太子参主产区的生长表现各异。在头茬条件下,柘参1号、抗病1号和黔太子参1号产量表现最高,江苏句容和宣参1号2个品种产量表现最低。与头茬太子参相比,连作导致苗期和收获期太子参株高降低、根长和最大根围变小、块根缩短以及地上(地下)部鲜重明显下降,最终使单一块根重减小而减产。就药用品质而言,与头茬太子参相比,连作引起太子参主要药用成分的总多糖和环肽B含量均显著下降,而总皂苷的含量显著上...     

玉米马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

玉米叶片气孔特征及气体交换过程对气候变暖的响应

气孔是植物叶片表面控制大气与植物间气体交换的孔状结构,对于生态系统碳、水循环过程的调节起着非常重要的作用。本文利用典型农田生态系统实验增温平台,研究了未来气候变暖对玉米叶片的气孔特征(包括气孔频度、气孔开口大小和形状以及气孔分布格局)和气体交换过程的影响。结果表明:(1)尽管增温并没有改变气孔密度(P0.05),但却由于表皮细胞数目的减少导致气孔指数显著增加12%(P0.05);(2)增温使气孔开口的长度显著减小18%(P0.01),宽度增加26%(P0.01),面积和周长分别增加31%(P0.01)和13%(P0.05);(3)实验增温还使单个气孔之间最近邻域的平均距离显著增加,表明气孔在玉米叶片上的分布变得更加均匀;(4)增温导致玉米叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别增加52%(P0.05)、163%(P0.001)和81%(P0.05);与此相反,玉米叶片的暗呼吸速率(Rd)却显著降低24%(P0.01)。增温没有对细胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)产生显著的影响(P0.05)。本研究结果表明,未来全球气候变暖可能通过改变玉米叶片的气孔频度、气孔开口大小和形状及其在叶片上的空间分布格局来改变其气体交换过程。     

山西季节性冻土的时空变化特征及对气候变暖的响应

山西省季节性冻土变化的研究,对于揭示气候变暖背景下,黄土高原季节性冻土融冻对气候变化的响应以及由冻土变化引起土地退化直接影响农业生产、农田水利基本建设及道路施工等具有重要应用价值。利用山西省1981—2018年108个国家气象观测站冻土资料,研究了山西省冻土分布的时空演变规律,主要分析了山西省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数、年最大冻土深度的时空分布特征,分析了山西省年最大冻土深度的年际及年代际变化特征,同时也分析了以上各要素对气候变暖的响应。结果发现：山西北部冻结最早从9月开始,冬末春初冻结的面积和深度达到最大,最晚5月冻土消退;1981—2018年,地面冻结日期全省大部地区呈现不同程度推迟的态势;地面解冻日期呈不同程度提前的趋势,地面冻结日数相应减少;年最大冻土深度由北到南逐渐减小,中部和南部年最大冻土深度呈减小趋势,北部部分地区呈现增大趋势,增大可能与山西北部冬季气候向暖湿型转变有关。气温变暖的背景下,冬季降水、0 cm地温与年最大冻土深度有着较为复杂的响应关系,年最大冻土深度在冬季降水偏多的背景下与0 cm地温有较显著的负相关,最大冻土深度的减小趋势是对年平均气温升高的直接响应...     

甘肃金塔县种植业结构对气候变暖的响应

为了研究地处西北极端干旱区脆弱气候带的甘肃金塔种植业结构对气候变暖的响应,利用金塔气象站1971—2012 年地面气象观测资料,采用温度距平时间序列及线性趋势拟合等方法,对年平均气温、平均最高气温、平均最低气温和≥10℃积温变化趋势进行分析。结果表明,近42 年来金塔县年平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈波动上升趋势,≥10℃积温呈明显的增加趋势;金塔县种植业结构对气候变暖的响应明显：20 世纪70 年代中期—90 年代中期,当地主栽农作物以粮食作物为主,1998年粮食、棉花等经济作物种植结构发生了根本性变化,进入21 世纪以来,农作物种植面积的布局顺序改变为棉花等经济作物、粮食。由此可得：气候变暖对金塔种植业结构改变有重大影响。     

气候变暖背景下廊坊寒潮的变化与极端特征

摘 要：为揭示寒潮天气的变化及其极端天气对农业的影响,应用1964—2017年寒潮、气温、降水、大风、扬沙、地温等气象资料,采用线性趋势分析、数理统计、天气气候分析等方法对廊坊市寒潮天气的变化与极端分布特征进行了深入分析。结果表明：（1）廊坊市寒潮天气主要出现在10—12月及1—4月,10月最多。随年代变化,寒潮日数总体呈明显下降的趋势,但3、10月寒潮日数没有明显减少;寒潮初终日期有提前现象,最晚结束日期提前相对明显;（2）寒潮以48 h最低气温标准下为最多、24 h平均气温标准为最少;强寒潮、特强寒潮总数随年代变化有明显减少趋势,但48 h平均气温及最低气温统计标准的强寒潮次数没有减少,降温强度没有减弱;（3）80%以上的寒潮过程伴高影响天气,寒潮天气有5种类型：干型（大风降温）、湿型（雨雪降温）、先湿后干（先雨雪后大风降温）、混合型（大风伴雨雪降温）及先干后湿型（先大风后雨雪降温）,前两种占比69.1%。大风出现在寒潮日当天及前一天概率较高,平均比例达63%;降水出现在寒潮前两天及前一天概率较高,平均比例为45%;（4）90%的寒潮天气过程有地面霜冻。随年代变化,3月中下旬、10月中下旬寒潮日数呈弱增加趋势,由于年代分布不均,寒潮频发年代霜冻概率增加。[结论]上述寒潮的变化与极端分布,将可能对小麦返青以及生长初期和成熟收获期的农作物带来不利影响,需引起重视。 关键词：寒潮;变化;极端分布特征;不利影响     

玉米/大豆间作条件下作物根系对氮素的吸收利用

通过田间栽培试验,研究玉米/大豆间作及相应单作不同时期作物地上部干质量、作物吸氮量、作物根际土壤脲酶活性、作物根际土壤细菌数量动态变化差异。结果表明:间作玉米吸氮量、根际脲酶活性、根际细菌数量、地上部干质量分别比单作玉米显著增加37.61%,33.54%,55.76%,27.92%。间作大豆根际脲酶活性、根际细菌数量分别比单作大豆显著增加41.3%,43.08%。间作大豆吸氮量、地上部干质量比单作大豆降低11.93%,11.19%,差异不显著。说明间作促进玉米生长。     

塔里木河灌区滴灌海岛棉田土壤微生物活性的变化初探

对不同灌溉方式下土壤微生物活性的初步研究结果表明：滴灌方式下棉田的微生物数量及根际、根外微生物数量均多于沟灌；两种滴灌方式都具有明显的根际效应；滴灌使土壤处于厌气条件，土壤酶活性没有明显增加，但由于滴灌可随水滴肥，适时适量供给棉花生长所需肥水，仍能满足作物生长需求。     

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。     

山西东南部气候变暖与冻土的气候特征分析

为了进一步研究在气候变暖情况下土壤封解冻的变化规律。本文应用山西东南部11个气象观测站近40年气温、平均冻土深度、最大冻土深度、浅层（5～20 cm）冻土封解冻资料,采用统计对比聚类法,分析了气候变暖与冻土的气候变化特征。结果显示：山西东南部气候变暖较为明显,年际线性趋势增温率为0.3℃/10a,增温贡献最大为冬季。随着冬季气候的变暖,平均冻土深度与最大冻土深度均趋向变浅。在冬春、秋冬两个转换期气候变暖的前提下,浅层冻土的平均冻结终日与始日分别显现出提前和推后,意味着浅层土壤封冻期的缩短。     

山西东南部气候变暖与某些灾害天气的演变特征分析

为了深入研究山西东南部地区气候变暖背景下某些灾害天气的变化规律,笔者应用1971-2010年山西东南部11个气象观测站年平均温度资料,对年际变化特征分析得出气候变暖的存在事实,年平均气温的上升速率为0.3℃/10年。利用年、季及年代平均气温与干旱事件、寒潮、高温日数的趋势演变对比分析,得出结论：气候变暖是灾害天气发生异变的主要原因。随着年代平均气温的升高,干旱事件次数增加;随年际温度趋势的上升,寒潮次数减少,其减少速率为4.8次/10年;秋季气温的升高使得寒潮开始期推后,秋季气温的上升速率为0.23℃/10年,寒潮的推迟速率为15天/10年;春季气温的升高使得寒潮结束期提前,春季气温的上升速率为0.3℃/10年,寒潮的提前速率为10天/10年;高温日数与夏季年代气温的变化趋势一致,从80年代起,随着年代气温的升高,高温日数明显增多。     

山西省粮食生产的时空变化和驱动因子分析

为了提升山西省粮食综合生产能力,促进农业可持续发展,基于山西省1978—2011年相关社会经济统计资料,分析了山西省近34年来粮食生产动态变化特征及各县（市）粮食生产空间差异,运用主成分分析法探讨了山西省粮食生产的影响因子。研究表明：（1）1978—2011年,山西省粮食呈明显波浪式增长,粮食总产量分别与粮食单产、人均粮食占有量动态变化基本吻合。（2）山西省各县（市）粮食生产呈现出明显的空间差异性,并得出自然条件较好的平原和盆地地区人均粮食占有量高,传统农业区粮食年均增长率快。（3）影响粮食生产的4个主要成分分别为：社会经济因素、农业科技水平、农业经济效益、自然灾害,并指出粮食单产、农业机械总动力、农用化肥施用量、农村用电量、财政农业支出是影响粮食产量变化的重要因子。     

山西省近年审定小麦品种的综合性状分析

为给小麦育种和生产提供借鉴,对2013-2017年山西省审定的41个小麦品种进行产量、品质与抗病性分析。结果表明,各麦区审定小麦品种平均产量年度间虽有波动,但总体均呈逐步上升趋势。南部水地和中部水地审定小麦品种产量三因素中穗数变异系数均为最大,南部旱地和中部旱地审定品种则是穗粒数变异系数均为最大,因此,水地小麦育种应在提高穗数的基础上,协调提高穗粒数和千粒重;旱地小麦育种应在提高穗粒数的基础上,提高穗数和千粒重。从品质类型看,强筋和中强筋小麦比例很少,中筋小麦比例较多,区组间品质差别较大,达标品种（包括强筋、中强筋和中筋）比例由高到低的顺序依次为南部水地>南部旱地>中部水地>中部旱地。审定品种的蛋白质和湿面筋含量指标均相对较高,但有61.0%的品种面团稳定时间较短,低于中筋小麦标准,故应把提高面团稳定时间作为品质育种的主攻方向。山西省近年审定品种总体的抗病性较差,没有兼抗两种病害的品种,条锈病、叶锈病和白粉病抗病品种占审定品种比例分别为2.4%、0和12.2%。需要引进抗病资源,同步提高产量和品质水平,培育优质、高产、多抗的小麦新品种。     

广东省1988—2018年气候生产潜力变化特征

基于广东省1988—2018年21个地级市的气候资料,运用Thornthwaite Memorial模型,在计算气候生产潜力的基础上,研究广东省气候生产潜力的变化机制以及时空变化特征。结果表明,1988—2018年广东省气候生产潜力呈下降的趋势变化,气候倾向率每10年为18.4 g/m²,空间变化呈阶梯状分布,从沿海到内陆递减。EOF第一特征向量分析表明,广东省的气候生产潜力变化趋势呈现出全省全年气候生产潜力同时偏多或偏少的分布特征;第二特征向量表现出纬向的偶极型空间分布。气候生产潜力与降水呈很强的正相关关系,气温的影响比较弱。暖湿型使气候生产潜力增加,冷干型、冷湿型和暖干型情景下气候生产潜力均减小。未来10年广东省气候生产潜力将呈增加趋势。     

豫北地区冬小麦生产对气温变暖的响应

利用豫北地区沁阳市农气站1981-2010年气温资料和1984-2010年冬小麦观测资料,采用统计和相关性分析方法,研究该地区冬春季极端气温、冬小麦物候期和产量构成因素的变化以及该区域冬小麦生长对冬春季极端气温变化的响应。结果表明,近30年来,豫北地区冬、春季平均最低气温增温速率分别为1.4℃/10年和1.3℃/10年,冬季增温速率较高;冬季平均最高气温的变化趋势不明显,春季平均最高气温升高显著,其增温速率为0.7℃/10年。冬小麦返青期的年际变化趋势不明显,抽穗期和成熟期分别以4.0天/10年和2.9天/10年的趋势显著提前,抽穗期提前的趋势较大,全生育期天数以4.6天/10年的趋势显著缩短。冬小麦有效穗数的变化趋势不明显,但穗粒数以4.4粒/(穗?10年)的速率显著减少,千粒重以4.9 g/10年的速率明显增加。相关性分析表明,冬季平均最高气温每升高1℃返青期提前2.7天;春季平均最高气温和最低气温每升高1℃抽穗期分别提前2.8天和3.4天,成熟期分别提前2.6天和2.5天,全生育天数分别缩短3.5天和3.6天。冬季平均最低气温每升高1℃有效穗数和穗粒数分别减少20.5穗/m2和2.4粒/穗;春季平均最高气温每升高1℃千粒重增加2.0 g;千粒重与春季平均最低气温呈抛物线关系,当最低气温超过13℃时,千粒重开始下降。豫北地区近30年来冬春季极端气温变暖的趋势明显,该区域极端气温变暖对冬小麦生产的影响较为显著。     

1961—2010年山西终霜冻的周期分析及其突变特征

为了深入研究山西霜冻的发生演变规律,提高防霜减灾能力和农作物产量,利用山西62个测站1961—2010年的逐日最低地温资料,采用Morlet小波以及M-K突变检验等方法分析了山西终霜冻日1961—2010年的变化特征。结果表明：山西平均终霜冻日呈现提早结束的趋势并有显著波动变化,除1980—1989年及2005—2010年外,均表现为显著提早的趋势;2001—2010年是山西平均终霜冻日波动最为剧烈的时期。小波分析结果表明,2001—2010年山西轻微终霜冻、中度终霜冻、重度终霜冻的主要周期分别为15年、12年和7年;次周期分别为1年、1年和5年;目前,山西正处在轻微终霜冻的提前期以及中度和重度终霜冻的推后期。M-K突变检验表明,2001—2010年山西平均终霜冻日在1990年发生了一次显著的气候突变,且大部分站点的终霜冻日在1975—1996年之间都发生了突变,突变的空间分布总体表现为南部偏早北部偏晚,中部偏早、东部和西部偏晚的分布特征;突变在1980—1989年的分布区域最为广泛,中西部、西北部、东北部和中东部地区是突变最晚的地区。