气候变化对安徽省两熟制粮食作物物候期及周年气候资源分配与利用的影响

为了进一步明确江淮区域气候变化对两熟制粮食作物物候期及周年光温水资源分配与利用的影响,以安徽省12个农业气象观察站1992—2013年气象数据、作物生长发育期数据与产量数据为基础,采用线性趋势、相关分析、回归分析等方法,分析不同区域不同熟制作物物侯期变化趋势,以及气候变化对积温、辐射和降水资源分配与利用的影响。结果表明,1992—2013年沿淮淮北冬小麦-大豆种植模式,冬小麦播种期提前趋势显著(P0.05),平均每10a提前3.03d,成熟期变化不显著,全生育期平均每10a增加3.54d;大豆播种期和开花期则显著推迟(P0.05),平均每10 a推迟3.06 d和0.86 d,全生育期平均每10 a减少3.65 d。江淮冬小麦-一季稻模式,水稻播种期、抽穗期和成熟期均显著提前(P0.05),平均每10 a分别提前5.12 d、3.87 d和2.92 d,全生育增加2.2 d;小麦有同样的变化趋势,全生育期表现为每10 a缩短0.8 d。沿江江南双季早稻物候期变化不明显,全生育期每10 a缩短0.6 d;晚稻平均每10 a播种期推迟1.14 d,抽穗期与成熟期分别提前0.71d和6.85 d,成熟期提前趋势显著(P0.01),全生育期每10 a缩短5.17 d。沿淮淮北冬小麦与江淮一季稻以及沿江早稻和晚稻生长季积温呈增加趋势,大豆与江淮冬小麦积温减少。沿淮淮北与江淮冬小麦及沿江早稻和晚稻生长季辐射呈增加趋势,大豆与一季稻则表现为减少。不同种植模式第1季作物冬小麦和早稻的降水均有减少趋势,而第2季作物大豆、一季稻和晚稻则呈增加趋势。冬小麦-一季稻种植模式周年光温水生产效率最高。线性回归分析表明,积温和辐射与沿淮淮北冬小麦和沿江双季稻的产量均呈显著线性正相关(P0.05),光温是提高其产量的主要限制因子。江淮一季稻积温过高和降水过多也限制产量提升。气候变化改变了两熟制粮食作物物侯期,进一步影响了光温水气候资源的分配与利用效率。通过改良品种、改变播栽时间、提高抗逆性等适应措施,可以在一定程度上抵消气候变化对作物生长的不利影响。     

黄土高原中部冬小麦生长对气候变暖和春季晚霜冻变化的响应

利用位于黄土高原中部的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,分析了春季气温、终霜冻和冬小麦生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1981年以来,春季平均气温和平均最低气温分别以1.2℃/10a和1.1℃/10a的速率升高,5月的极端最低气温以1.2℃/10a的速率升高;1997年以来4月极端最低气温波动幅度增大,在气候变暖大背景下2001年和2006年出现了最小值,属于反常年份,冻害严重;终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2d/10a,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005-2006年有增强变化;1981年以来冬小麦拔节期以4.5d/10a的速率极显著提前（P〈0.01）,1997年以来提前趋势更加明显,1997-2008年平均拔节期比1981-1996年提前9d。气候持续变暖,冬小麦拔节期提前的速率大于终霜日提前的速率,表明冬小麦春季拔节-孕穗期遭受终霜冻危害的气候风险在增大。     

宁夏气候变化及其对农业生产的影响

选取宁夏20个地面气象站1961-2005年逐日平均气温、逐日最低气温、逐日降水量资料,分析年平均气温、日平均气温稳定通过0℃积温、无霜期、生长期降水量等的变化规律.结果表明:20世纪90年代以后宁夏各地明显升温,20世纪90年代和2001-2005年年平均气温平均升高了0.5℃和0.9℃,≥0℃积温平均增多了94.9℃·d和225 2℃·d;90年代以后无霜期平均延长了6.8d,作物生长期降水量呈减少的趋势,平均减少了12.5mm;气温升高也使得冬小麦种植北界明显向北、海拔上界明显向高处扩展.     

气候变暖对甘肃黄土高原苹果物候期及生长的影响

利用甘肃省西峰、天水两地1971—2005年气温资料及西峰农业气象试验站、天水农业气象试验站1984—2005年苹果物候观测资料,分析研究表明,在全球气候变暖的背景下,甘肃黄土高原自1971年以来,年平均气温增加了0．9～1．8℃。受此影响,苹果叶芽开放、展叶、开花等成熟前的发育期提前了14d左右,叶变色、落叶等成熟后发育期后延了2～5d;≥30℃和≥35℃的高温日数20世纪90年代比80年代分别偏多5．8～7．7d／a和2．8d／a,致使苹果的坐果率及品质等有所下降。因此,在苹果生产中,应适当提高栽培地的海拔高度、培育新品种以适应气候的持续变暖。     

石家庄地区冬小麦适播期时空变化分析

气候变暖改变了作物的生长环境,冬季积温的增加使冬小麦的最佳播种期发生了改变,因此,为了更好地指导农业生产,分析气候变暖背景下冬小麦最佳播期的变化就显得尤为必要。基于这个目的,本文利用石家庄地区9个气象站1963—2012年的逐日气象数据,采用趋势分析、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波等分析方法,对该地区冬小麦适播期(冬前积温为495~570℃·d)的时空变化进行了分析。结果表明:近50 a来,石家庄地区山区冬小麦的适播期后延了3~4 d,山前平原区后延了5~7 d;在近50 a的时间序列里,山前平原区冬小麦的适播期发生了突变过程,突变发生年出现在1995年左右,在2006年左右适播期后延趋势显著增强;该地区冬小麦适播期自北向南相差3~4 d。山区部分的冬小麦适播期随气候变暖的变化不明显,近50 a的变化趋势为-0.1~0.4 d·10a-1;山前平原变化趋势较大,增加趋势为0.4~1.3 d·10a-1。该研究对当地冬小麦可起到积极的指导作用。     

气候条件对冬小麦穗数的影响研究

田间试验研究气候条件对冬小麦穗数的影响结果表明,初冬剧烈降温或越冬期负积温多、极端最低气温低、降水量少,冬小麦遭受严重冻害而影响其穗数,且其影响程度取决于返青后分蘖生长发育状况。高产栽培条件下有的年份间冬小麦单位面积穗数相差较大,这与年后幼苗阶段生长时间长短、积温多少有关。生长时间长、积温多则穗数多,反之则少。穗数多的年份,适时播种的小麦是通过促进中等分蘖生长发育,进而提高成穗率而增加其穗数;晚播冬小麦则补偿了冬前积温不足,延长了幼苗阶段生长时间,巩固冬前分蘖,增加春季分蘖,并使其提前通过春化阶段,进入光照阶段,幼穗分化开始早、时间长,促进冬小麦分蘖生长发育而提高其穗数。故年后幼苗阶段生长时间长、积温多的年份,应推迟第一肥水时间,防止冬小麦群体过大、基部节间过长而造成倒伏。     

典型高温年分期播种冬小麦生育及产量性状差异性分析

在2016/2017年度自然高温年景下进行冬小麦分期播种实验,以适期晚播以来冬小麦多年平均播期（10月10日）为对照,设早播10d（E10）、迟播10d（L10）、迟播20d（L20）处理。通过方差分析、卡方检验、最小显著性差异和Logistic方程模拟等方法,对分期播种冬小麦发育期、生长量及产量因素等进行差异性分析,探究冬小麦在全球气候变暖背景下的适播期及其生长发育和产量性状变化规律。结果表明：不同播期处理的冬小麦冬前各发育期差异较大,越冬后随着气温升高,各播期冬小麦发育进程趋于一致;随着播期推迟,冬前积温递减趋势明显,冬小麦株高、绿叶面积和植株密度等生长要素均呈明显降低或减小趋势,冬小麦结实小穗数和不孕小穗数亦呈极显著减少趋势,各播期穗粒数则差异不显著;不同播期冬小麦千粒重差异极显著,其中早播10d处理极显著低于对照,迟播冬小麦处理与对照差异不显著;对照处理冬小麦产量最高;不同播期处理冬小麦灌浆过程均符合Logistic生长规律,对照籽粒渐增期持续时间长于其它处理,利于冬小麦增加籽粒“库容”,籽粒快增期灌浆速率快,利于提高粒重;随着播期的推迟,灌浆速率和持续时间的变化无明显规律,对照处理冬小麦灌浆过程相对稳定。     

甘肃黄土高原气温稳定通过10℃初日对冬小麦生育期的影响

用1971-2004年甘肃黄土高原39个站的气温10℃初日和西峰农业气象试验站的冬小麦生育期资料,分析了对冬小麦生育期的影响.结果表明,甘肃黄土高原日平均气温稳定通过10℃的初日有3个偏早区,分别位于北道、兰州、泾川,有3个偏迟区,分别位于华家岭、东乡、岷县附近;最早的是北道为4月14日,最迟的是华家岭为6月5日;其空间分布特征是定西、临夏偏迟,天水、平凉、庆阳早,西北部的白银也较早;总的趋势是日平均气温稳定通过10℃的初日越来越早,特别是90年代以来的趋势更加明显;70年代大部分地方偏迟,80年代北部偏早,南部偏迟,90年代定西、临夏偏迟,其余偏早.西峰初日早的年份,积温高,日照充足,冬小麦各平均生育期普遍提前了3d以上,尤其是抽穗、开花期,提前了11～12d,全生育期提前了11d,最早的2004年比最迟的1993年的各生育期普遍提前了9d以上,特别是返青、起身期,提前了14～16d,全生育期提前了20d.     

华北平原免耕土壤积温特征对冬小麦的影响

为研究不同耕作方式农田土壤积温特征及其对冬小麦生长发育和产量的影响,本试验将土壤积温与冬小麦的生育时期结合,合理评价免耕农田热量资源的利用状况,为该技术的改善提供理论依据。研究于2005年在河北省栾城县设置了翻耕、旋耕、免耕处理,系统测定了冬小麦田耕层土壤温度和冬小麦的生长动态。结果表明:免耕各生育时期土壤平均温度最低;土壤活动积温在出苗期高于翻耕,幼苗期和返青拔节期高于旋耕,但耗时较长;免耕越冬期寒冷度较低,具有保温效应;免耕农田低温使冬小麦出苗晚1d,分蘖晚3d,返青推迟2d;免耕冬小麦株高降低,分蘖率、叶面积指数、干物质量在各时期均显著低于翻耕和旋耕,且显著降低产量37.3%和33.7%。免耕农田土壤低温阻碍作物生长,推迟冬小麦生育时期是降低地上部生物量和产量的主要原因,热量资源利用效率低,建议发挥免耕节约农时的作用适时早播,利用强分蘖力品种提高免耕冬小麦产量。     

太行山山前平原近50 年气候变暖特征及其对冬小麦-夏玉米作物系统的影响

气候变暖及其对作物系统的影响是农业应对全球变化领域的主要研究命题之一。本文以河北省石家庄为例, 通过对近50 年气温数据以及作物系统热量资源变化特征的分析, 探讨了太行山山前平原区气候变暖对冬小麦-夏玉米作物系统的影响。山前平原区近50 年来明显变暖, 增温速率为0.35 ℃·10a^-1, 其中冬季增温幅度最大, 为0.51 ℃·10a^-1。气候变暖对作物的影响主要体现在有效积温的增加。近20 年来, >10 ℃积温较基准时段增加明显, 农业热量资源条件改善, 相当于农作物有效生育期延长10~20 d。由于较大的增温幅度及季节不均衡性, 冬小麦-夏玉米作物系统受到显著影响: 1990 年以来, 冬小麦生长季积温较基准时段上升幅度超过10%, 冬前生长期积温增加易造成旺长, 影响其安全越冬能力, 需推迟冬小麦播种期以适应气候变暖导致的不利影响; 气候变暖改善了夏玉米生育期热量条件, 综合考虑其收获期因小麦晚播而相应推迟的影响,夏玉米生长季>10 ℃积温可超过2 900 ℃, 满足中晚熟玉米品种平播的热量条件。     

播期对冬小麦生长及所需积温的影响

为给应对气候变暖而进行播期战略性调整和确定播量提供科学依据,以济麦20为供试材料,对时间跨度为67d的12个播期的冬小麦生长及所需积温进行了对比研究。结果表明：随着播期的推迟,播种-出苗期需0℃以上积温有所增加,冬前主茎每长1叶、冬后关键生育期和全生育期所需0℃以上的积温大幅度减少。晚播处理的苗后积温利用率显著提高,推迟播期有利于节约光热资源,为上茬秋作物腾出较多积温,让其在田间充分灌浆和成熟。     

超高产栽培条件下冬小麦对磷的吸收、积累和分配

为明确超高产栽培条件下（9000 kg/hm2）冬小麦的磷素营养规律,为合理施肥提供研究依据,于20042006年冬小麦生长期间,通过田间取样,分器官测定磷素含量,研究了超高产冬小麦对磷的吸收、积累和分配特点。结果表明:在产量水平为9000 kg/hm2左右的条件下,不同品种各器官中的含磷量及全生育期中磷的总积累量存在一定差异,但一般不显著,显示出不同品种磷素营养特点的共性特征。地上部不同器官的含磷量（P2O5,下同）为0.25%～2.32%（干重）。不同生育时期含磷量最高的器官随生育进程逐渐更替,生育早期为叶鞘,中期为茎秆和穗,后期为籽粒。不同品种小麦各器官对磷的积累量,生育前期一般以叶片中最高,生育后期以籽粒中最高。小麦吸收的磷在孕穗期前主要分配在叶片中,多数品种在50%以上。成熟期磷在籽粒中的分配率最高,各品种均达到60%以上。在本研究的超高产栽培条件和产量水平下,冬小麦全生育期地上部器官中磷的最高积累量为110.8～151.4 kg/hm2,每生产100 kg籽粒吸收磷素1.25～1.66 kg。各品种对磷吸收量最高的阶段,一般都在起身到开花期之间,其次是在冬前的苗期。这表明,冬前和起身到开花期是冬小麦吸收磷的关键时期。根据上述磷的吸收积累特点,在确定施肥方案时,磷肥应以底肥为主,以促进小麦生长和对磷的吸收。     

超高产栽培条件下冬小麦对锰的吸收、积累和分配

20042~006年冬小麦生长期间,通过田间取样研究了超高产(≥9000 kg/hm2)栽培条件下冬小麦对锰的吸收、积累和分配特点。结果表明,地上部不同器官的含锰量为11.51~37.7 mg/kg(干重)。叶片的含锰量在生育期间始终最高,开花后穗部和子粒的含锰量也较高。小麦各器官对锰的积累量,生育前期以叶片中最高,生育后期以子粒最高。各品种全株的锰积累量均随生育进程而增加,在开花后10 d到成熟期达到最大值865.51~350.0 g/hm2。冬前、开花期和成熟期对锰的累进吸收百分率分别约为12%、80%和100%。小麦吸收的锰在孕穗期前主要分配在叶片中,达50%以上;成熟期锰在整个穗部(颖壳和子粒)的分配达50%以上。全生育期小麦对锰的阶段吸收量和日吸收量均为双峰曲线,第一个峰在冬前,第二个峰在起身到开花期。说明冬前和生育中期是超高产冬小麦吸收锰的关键阶段,应通过播种前浸、拌种与生育中期叶面喷施相结合,保证关键吸收阶段充足的锰供应。     

气候变化对河南省主要农作物生育期的影响

利用河南省7个农业气象观测站1981-2004年冬小麦、夏玉米的生育期观测资料和同期的气象资料,分析了这两种作物主要生育期的变化趋势及对气候变化的响应。结果表明:河南省冬小麦自返青到成熟的各生育期均表现出提前的趋势,其中以拔节期提前最明显;冬小麦全生育期缩短,存在1.3d/10a的总减少趋势;相关分析显示导致冬小麦生育期提前的主要原因是2-5月平均气温的上升和3月日照时数的增加。夏玉米所有生育期都表现出延迟的趋势,以成熟期延迟程度最大;夏玉米全生育期天数呈现出显著增加的趋势,增加速率为2.1d/10a;6-9月总降水量减少是造成夏玉米生育期延迟的主要原因。     

超高产冬小麦对氮素的吸收、积累和分配

为明确超高产（9000 kg/hm2左右）栽培条件下冬小麦的氮素营养特点，于2004~2005年、2005~2006年2个小麦生长季主要生育时期，取样分析小麦各器官氮的含量，总结出超高产冬小麦氮素的吸收、积累和分配特点。结果表明， 小麦全生育期各器官的氮含量为0.22%~3.55%（干重）。生育前期叶片中氮的含量和积累量最高，生育后期籽粒中氮的含量和积累量最高。小麦生育期间氮的总积累量为232.48~285.18 kg/hm2，每生产100 kg籽粒吸收氮2.63~3.13 kg。小麦吸收的氮孕穗期前主要分配在叶片中，一般都在50%以上， 成熟期氮在籽粒中的分配率最高，各品种均在80%以上。成熟期籽粒中积累的氮68.02%~73.31% 来自营养器官中氮的再分配。出苗到起身期、拔节到孕穗期、开花到成熟期都是小麦氮素吸收的重要阶段。根据小麦的氮素吸收积累特点，河北平原冬小麦实现9000 kg/hm2的超高产，需要土壤全氮不低于0.75 g/kg，秸秆全量还田后施N 260 kg/hm2左右。     

气温及降水变化对江苏省典型农业区冬小麦、水稻生育期的影响

基于江苏省徐州、昆山、宜兴三地1992-2005年气温、降水资料,以及1992-2004年徐州、昆山两地冬小麦生育期和1993-2005年徐州、宜兴两地水稻生育期数据,分析了气温、降水的变异与冬小麦、水稻生育期的关系。结果表明：1992-2004年,江苏徐州、昆山两地冬小麦全生育期天数随气温上升而逐渐减少,冬小麦全生育期天数与生育期内总降水量的变异无显著相关性。1993-2005年,随着月平均温度升高,徐州、昆山两地冬小麦拔节、孕穗、开花期提前,而乳熟期随此阶段平均温度的升高而推迟。与冬小麦不同,徐州、宜兴两地水稻生育期天数与生育期内平均温度和总降水量无显著相关关系。并且,随着温度升高,徐州、宜兴两地拔节、孕穗、抽穗、乳熟期也无显著变化。这表明水、旱两种作物对气温的变化呈现出明显不同的变异规律,气温的年际间变化对冬小麦生育期的影响相对更大。     

高产冬小麦的硼素吸收、积累和分配

2005～2006年冬小麦生长期间,通过大田取样研究了高产冬小麦（9000 kg/hm2左右）硼素吸收、积累和分配特点。结果表明,小麦地上部不同器官中硼的含量为1.15～9.56 mg/kg（干重）,表现为叶片穗部叶鞘茎秆子粒。叶片和叶鞘中硼的含量从越冬期到拔节期增加,拔节到开花期下降,开花期到成熟期有较大幅度的提高,并在成熟期与其他器官同时达到高峰。各生育时期不同器官硼的积累量均以叶片最高,孕穗期前叶片中硼的积累量逐渐增加,孕穗到成熟期逐渐降低。其他器官及全株硼的积累量基本上随生育进程逐渐增加,小麦植株硼的累吸收百分率,在越冬前、起身期、拔节期、孕穗期、开花期和成熟期依次达到了全生育期的5%、10%、30%、40%、50%左右和100%,即全生育期硼的吸收强度以生育后期（开花至成熟）最高,生育中期（起身至开花）次之,生育前期（出苗至起身）最低。小麦地上部器官一生对硼的总积累量为59.72～78.83 g/hm2,从冬前到拔节期主要分布在叶片和叶鞘中,尤其是在叶片中的分配占绝对优势。孕穗期开始硼在叶片中的分配比例下降,但全生育期硼在叶片中的分配比例始终最高,这可能有利于保持生育中后期叶片的光合能力,为实现较高的子粒产量提供物质生产基础。     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

黄土旱塬塬面生态系统土壤硝酸盐累积分布特征

研究了渭北旱塬塬面不同土地利用方式下土壤剖面硝酸盐含量与分布特征,并与长期田间定位试验结果进行对比分析。结果表明,地表有植物生长与氮肥投入显著影响土壤剖面硝态氮含量与分布。土壤0-400.cm硝态氮累积含量顺序是:苹果园高产粮田裸地刺槐林地荒草地人工草地。苹果园土壤剖面硝态氮在深层累积严重,累积层在80-160.cm,最高含量达201.9.mg／kg。高产农田也发生了硝态氮的淋溶累积,累积峰出现在120-140cm土层,最高含量为44.1.mg/kg。林草地因为没有氮肥投入,剖面硝态氮含量处于很低水平。由于塬面土地大部分为高产农田与苹果园,土壤中累积的大量硝态氮既浪费了资源又可能对环境造成潜在的威胁,建议降低氮肥用量,特别是果园,并建议对大量施用化肥对区域生态环境与苹果品质的影响进行研究。     

近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析

在冬小麦主产区内选取113个气象站点的1961-2008年逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和气候线性倾向率方法,分析冬小麦生育期内农业气候资源变化趋势和特征。结果表明：研究区域近50a冬小麦生育期内≥0℃积温呈明显的增加趋势（P〈0.01）,90年代初期以来,≥0℃积温增加趋势更加显著（P〈0.05）;冬小麦生育期内的降水量变化趋势不显著,也不存在突变现象,但降水量年际间变化较大;冬小麦生育期内参考作物蒸散量的变化趋势不显著,80年代出现弱的减少趋势（P〈0.1）,90年代以后有弱的增加趋势（P〈0.1）;冬小麦生育期内的初霜冻日期呈推迟趋势（P〈0.01）,终霜冻日期呈提前趋势（P〈0.01）,导致霜冻日长度呈减少趋势。21世纪初初霜冻日的推迟趋势、终霜冻日的提前趋势更加显著（P〈0.05）。