三江平原典型低湿地雨养农田水分特征

根据农田土壤水分要素实测资料。结合年度气象因素分析了三江平源大豆田水分收支及生长季农田土壤流水作业发盈亏状况。结果表明,正常年份作物生育期内自然降雨基本能满足大豆蒸散耗水需求;发生季节性干旱且生育期降水与正常年份持平但分配不均时,大豆生长受到阶段性水分胁迫,农田水分收支平衡;若生育期降水量比正常年份少则大豆生长受到严重水分胁迫,自然降雨不能满足作物需水量。近年,该区季节性干旱频繁发生,研究农田水分平衡和区域水资源有效利用是很重要的。     

棉花先涝后渍减产规律分析及排水指标确定

为探究棉花多生育期先涝后渍胁迫下的减产规律,于2008-2011年在武汉大学灌溉排水试验场开展了不同涝渍水平、涝渍发生生育期(蕾期、花铃期和吐絮期)和涝渍形式(单涝、单渍和先涝后渍)的测坑试验。分析了2类排水指标的合理性,量化了多生育期先涝后渍胁迫下不同涝渍形式及涝渍发生生育期的减产作用,提出了棉花多生育期先涝后渍排水指标。结果表明:在先涝后渍胁迫下,基于淹水和受渍时间划分的涝渍指标(淹水期间地表及地下累计超标准水深和受渍期间地下累计超标准水深)比基于地表和地下水动态划分的涝渍指标(地表、地下累计超标准水深)更为合理;单渍的减产作用是单涝的0.759倍;先期的涝会增强棉花对后续渍的适应性,先涝后渍胁迫下渍的减产作用是涝的0.293倍;花铃期、蕾期和吐絮期的减产作用之比为1:0760:0.220;多生育期地表及地下累计超标准水位与棉花减产率之间呈极显著的线性关系(R2=0.629,P0.001)。研究成果可为多生育期先涝后渍胁迫下棉田排水标准的制定提供参考依据。     

加气对西北旱区膜下滴灌棉花生长与水分利用效率的影响

针对膜下滴灌棉田土壤根际低氧胁迫抑制棉花水分利用问题，探讨不同生长阶段加气灌溉对棉花生长发育及水分利用的影响。研究设置了苗期、蕾期、花铃期、蕾期+花铃期、苗期+蕾期+花铃期5个加气阶段，以生育期不加气为对照进行田间试验。结果表明：花铃期加气土壤呼吸和土壤温度峰值较其他处理延后了9 d，使加气效果得到延长，更好地改善了土壤环境，在获得最大产量的同时，水分利用效率也最高。土壤氧气含量对棉花产量的影响程度最大，且花铃期土壤氧气含量对产量和水分利用效率的正面影响均大于其他生育期。因此，在棉花花铃期进行加气灌溉是缓解覆膜造成的棉花根际低氧胁迫，提升棉花产量与水分利用效率的最佳时期。研究结果对揭示加气灌溉对棉花生长的影响机制及进一步提高水土资源利用率提供了理论依据。     

旱涝灾害对江苏棉花生产影响初探I旱涝灾害对棉花生长的影响

利用田间试验资料，根据农业气象学和植物生理学原理，从棉花生长发育、生理生态、产量形成等几个方面，分析了棉花主要生育期遭受旱涝灾害时对棉花生长的不同影响，提出花铃期遇旱涝灾害，对棉花的产量和品质影响均较大。     

旱涝灾害对江苏棉花生产影响初探：Ⅰ旱涝灾害对棉花生长的影响

利用田间试验资料，根据农业气象学和植物生理学原理，从棉花生长发育、生理生态、产量形成等几个方面，分析了棉花主要生育期遭受旱涝灾害时对棉花生长的不同影响，提出花铃期遇旱涝灾害，对棉花的产量和品质影响均较大。     

膜下滴灌水氮耦合对棉花干物质积累和氮素吸收及水氮利用效率的影响

在膜下滴灌条件下,设3个氮素水平和2个水分水平,研究了水氮耦合对棉花干物质积累、氮素吸收及产量、水氮利用效率的影响。结果表明,增加水分或氮素供应,花铃期根冠生物量和氮素吸收增加; 增加灌水量,吐絮期地上部干物质和氮素积累量增加,根干物质积累量在低氮或高氮下增加,中氮降低; 产量和氮素利用效率增加,水分利用效率下降。水分胁迫条件下,增加氮素的供应吐絮期地上部干物质、氮素积累量、产量差异不大,根干物质积累量以N276处理最高,氮素利用率下降,水分利用率增加。水分充分条件下,增加氮素的供应吐絮期根干物质下降,地上部干物质、氮素积累、产量和水氮利用效率以N276处理最高。水分不足或高氮限制了干物质在花铃期至吐絮期的积累、导致棉花提早衰退,引起产量下降。     

水分胁迫对棉花生产影响的试验研究

根据大量的田间试验资料，分析了供水不足情况下水分胁迫对棉花生长发育及产量的影响，其影响程度由大到小依次为：现蕾＞花铃＞吐絮＞苗期，蕾期和花铃期连续受旱对棉花生长发育及产量的影响最大。利用国际上常用的几种同时考虑供水时间和灌溉水量的作物水分生产函数模型，经计算、分析、比较，找出了适合河北省棉花水分生产函数模型的具体表达形式，并进一步说明蕾期和花铃期两阶段的水分条件对棉花产量致关重要。     

近53年京津冀区域棉花生育期连阴雨的气候特征

利用京津冀棉区45个气象观测站1954（或建站）-2006年的气象资料,分析了京津冀区域棉花生育期的连阴雨气候变化特征。结果表明：京津冀棉区各地棉花播种-出苗期、蕾期、花铃期和吐絮期连阴雨分别为1～2.5年一遇、1～3年一遇、1～3年一遇和3～5年一遇,重连阴雨所占比率分别为24%、39%、47%和45%。近53 a来播种-出苗期和蕾期连阴雨出现次数的变化趋势不明显,花铃期和吐絮期不论是连阴雨还是重连阴雨的出现次数呈不同程度的减少趋势,生育后期连阴雨次数减少有利于棉花产量和质量的提高。     

豫东平原棉田土壤水分变化规律和灌溉试验研究

为探明棉花生育期间土壤水分对产量的影响,我们在豫东平原棉田进行了土壤水分状况和灌溉的试验研究.结果表明,豫东平原棉花生育期间土壤含水率存在3个低谷,分别出现在蕾期后期、花铃期后期和吐絮期中期,即棉花移栽后的21～27 d、69～75 d和102～108 d.从棉花蕾期至花铃期土壤储水量逐步增加到较高的水平,但在花铃期进行适时、适量的灌溉,同时控制盛絮期的耗水量有利于提高产量和土壤水分的利用效率(WUE).通过2000～2002年间棉花蕾期、花铃期、吐絮期和盛絮期的田间耗水量与产量的回归分析,得出其影响产量的系数分别为0.24、1.48、-0.12和-0.33.研究认为,棉花田间灌溉的时期对产量的效应顺序为花铃期＞蕾期＞吐絮期＞盛絮期.     

豫东平原棉田土壤水分变化规律和灌溉试验研究

为探明棉花生育期间土壤水分对产量的影响，我们在豫东平原棉田进行了土壤水分状况和灌溉的试验研究。结果表明，豫东平原棉花生育期间土壤含水率存在3个低谷，分别出现在蕾期后期、花铃期后期和吐絮期中期，即棉花移栽后的21～27 d、69～75 d和102～108 d。从棉花蕾期至花铃期土壤储水量逐步增加到较高的水平，但在花铃期进行适时、适量的灌溉，同时控制盛絮期的耗水量有利于提高产量和土壤水分的利用效率(WUE)。通过2000～2002年间棉花蕾期、花铃期、吐絮期和盛絮期的田间耗水量与产量的回归分析，得出其影响产量的系数分别为0.24、1.48、-0.12和-0.33。研究认为，棉花田间灌溉的时期对产量的效应顺序为：花铃期＞蕾期＞吐絮期＞盛絮期。     

淮河流域冬小麦主要生育期旱涝时空特征及对产量的影响

旱涝灾害在淮河流域发生频繁,对农作物产量影响较大。该文基于淮河流域1961-2014年140个气象站逐日降水、气温数据,利用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)定量分析冬小麦各生育期气候特征,结合1961-2012年20个站点冬小麦单产数据计算标准化产量残差(standardized yield residuals,SYR),探讨冬小麦主要生育期旱涝灾害对其产量的影响。结果表明:1)冬小麦各生育期气温均呈显著上升趋势(P0.05),气温呈南高北低、西高东低的格局,东部趋势高于西部且返青抽穗期大部分站点趋势值最高,而降水量沿纬度变化与气温一致,其变化趋势在冬小麦各生育期差异明显。2)冬小麦返青抽穗期干旱增加趋势最大(P0.05),旱涝灾害在全生育期、返青抽穗期和灌浆成熟期主要受气温影响,在冬前生长期和越冬期主要受降水量影响,同时冬小麦各生育期SPEI干旱化趋势大于SPI。3)除冬前生长期外,SYR与SPI和SPEI均呈负相关关系,以返青抽穗期相关性最高,在返青抽穗期达到中度干旱或中度湿润时产量减少。该研究尝试明晰淮河流域发生在冬小麦生育期的旱涝灾害对其产量的影响,为冬小麦生育期防灾减灾提供基础支撑。     

2022年秋收作物生长季农业气象条件评价

基于全国2467个气象台站实时和历史同期观测资料,利用农业气象评价指标、作物气候适宜度模型、主要农业气象灾害指数评估方法等,综合评估2022年玉米、一季稻、晚稻、大豆和棉花等主要秋收作物关键生育期的农业气象条件、生长适宜度、农业气象灾害等对产量的影响。结果表明,生长季内大部农区光热条件好,水分条件制约玉米、大豆等旱地作物产量提高;玉米、一季稻、大豆、棉花关键生育期内低温、阴雨寡照、暴雨洪涝灾害影响偏轻;长江流域夏季高温综合强度为1961年以来最强,一季稻等作物遭受严重高温热害,玉米、大豆等旱地作物遭受严重夏秋连旱;吉林、辽宁和山东等地夏季出现叠加性强降水过程,部分地区玉米、大豆渍涝灾害较重。     

花铃期高温受涝对棉花的交互效应及排水指标确定

湖北平原地区棉花花铃期恰逢强降水和高温易发期,棉田易遭受雨涝和高温热害双重胁迫,研究棉花对涝和高温及其复合胁迫的响应,可为该区棉花生产防灾减灾管理提供依据。2013和2014年在可控制灌排的有底混凝土测筒中于棉花花铃期设置持续受涝和高温+受涝处理,旨在研究江汉平原棉花花铃期持续受涝和高温+受涝对其形态、生理活动及产量的影响。结果表明:常温或者高温时,花铃期淹涝3 d棉花开始显著变矮、倒4叶可溶性糖和可溶性蛋白质含量开始显著增加;常温时淹涝6 d果枝数开始显著降低,倒4叶丙二醛含量开始显著增加,而高温时是3 d;常温或者高温时,淹涝12 d倒4叶叶绿素a含量才显著降低;常温时淹涝12 d倒4叶叶绿素含量才显著降低,而高温时是15 d;花铃期受涝、高温和高温+受涝均使籽棉产量显著下降,其影响程度顺序为涝+高温胁迫涝胁迫高温胁迫,主要原因是桃数和单铃质量显著下降。若以棉花减产20%作为排水标准,假设在受涝过程中出现连续4 d的高温,则应在3.4 d内排除田面涝水,田间涝水排除后应在3 d内将地下水位降到80 cm以下。     

气候因素对鲁西南棉花生长、产量和品质的影响

应用鲁西南1980-2009年植保部门棉花资料和气象部门气象资料,利用DPS专业版数据处理系统筛选一批影响棉花生长、产量和品质最优势相关气象因子,分析其相关性及对棉花生长、产量和品质的影响。结果表明:棉花衣分与7月降水量呈显著负相关;8月充足的光照有利于棉花裂铃、吐絮;9月降水量偏多,铃重严重减少。铃重随5月和8月平均气温升高而增加。铃重与5月日照时数呈正相关,光照充足,铃重增加;适宜的降水量对棉花纤维长度有利,降水量过大则棉花纤维长度减小。棉花皮棉及籽棉的产量均与年平均气温呈极显著正相关,说明气温偏高有利于棉花产量形成。分析气候因素对棉花生长及产量的影响,对发展当地棉花产业具有重要意义。     

有机肥对盐渍化耕地棉花干物质积累、养分吸收及产量的影响

通过田间试验,研究不同有机肥对盐渍化耕地棉花干物质积累与养分吸收的影响。结果表明:增施有机肥可使棉花干物质的积累和养分吸收及产量有不同程度的提高,鸡粪表现的更为明显;苗期时,棉花干物质和氮磷钾积累量分别较对照高出161.8%、171.4%、116.3%和187.1%,花铃期干物质及氮磷钾积累量分别较对照高出118.9%、105.6%、57.14%和98.21%,吐絮期分别较对照高了34.3%、21.9%、60.0%和10.8%;产量较CK提高了6.4%。在有机肥对土壤电导率抑制作用方面,鸡粪在棉花各生育期表现较优。棉花干物质及氮磷钾积累分配规律为苗期和花铃期主要在叶中积累,吐絮期主要在铃中积累。     

濉溪县夏大豆生长发育与降水关系分析

利用濉溪县1970-2004年大豆统计产量和相应的实测气象数据,统计分析结果表明：濉溪县大豆幼苗期和鼓粒期的降水量、花荚期和全生育期的雨日与气象产量呈显著直线相关,大豆生长季节降水及其时空分布是造成实际产量波动的主要原因.根据对当地历年降水量的统计分析,确定了大豆生育期的适宜降水量范围,为大豆生产和管理提供依据.     

土壤湿度驱动WOFOST模型及其适应性

WOFOST作物生长模型是以日降水量表征降水输入参数,通过推算土壤相对湿度实现作物生长模拟。由于日降水量随机性较大,很难通过控制日降水量实现不同土壤干旱等级情景设置,限制了WOFOST作物生长模型在不同水分胁迫下对作物生长的模拟,也影响了模拟试验的精度。本文提出以土壤相对湿度直接驱动WOFOST作物生长模型,并以Compaq Visual Fortran 6.5为开发平台,采用Fortran语言对WOFOST作物生长模型的源代码进行修改,将驱动模块中的日降水量文件替换为土壤相对湿度驱动文件。以2013年山东省夏津农业气象试验站玉米出苗-拔节期和抽雄-成熟期水分胁迫和整个生育期自然降水处理（对照）的试验数据为例,对修改后的WOFOST作物生长模型进行了模拟试验。结果显示,采用修订后的模型输出的实测鲜叶干重、鲜茎干重、营养器官干重、地上物质总重和叶面积指数等生物量指标均较原模型输出结果,不仅精度明显提高,而且,由于土壤湿度变化较平稳,较容易地实现了不同水分胁迫情景设置,进而实现不同土壤干旱等级条件下玉米生长的模拟,为分析不同程度干旱对玉米生长的影响及确定其生长发育指标提供了便利条件。     

不同时间尺度下的贵州省修文县干旱特征分析

利用修文县气象站1963 — 2011年连续49 a的逐月降水资料,以降水距平百分率作为干旱等级评价指标,从年尺度、季尺度和月尺度分别对修文县的干旱特征进行了分析。结果表明,修文县的年度干旱存现长短周期交替出现的规律,且在长、短周期变换的年份出现严重干旱的概率较大;春、夏、秋和冬季出现干旱的概率分别是24.49%、20.41%、20.41%和18.37%,春旱出现概率最高。全年每个月都可能发生不同程度干旱,其中11月发生干旱的概率最大,为11.92%;年降水量越小的年份,季尺度和月尺度严重干旱概率越大。     

2023年秋收作物生长季农业气象条件评价

基于全国2433个气象台站2023年实时和历史同期（1991-2020年）观测资料、农业气象观测站和试验站作物发育期观测资料,利用农业气象评价指标、作物气候适宜度模型、农业气象灾害指数等方法,综合评估2023年主要秋收作物生长季内农业气象条件、生长适宜度、农业气象灾害等对作物生长和产量的影响。结果表明：2023年秋收作物生长季大部农区光温适宜、降水充沛,农业干旱、低温冷害、南方高温热害、寒露风等灾害影响偏轻,总体上利于秋收作物产量形成。但京津冀和东北等地强降水导致部分农田发生较重渍涝灾害,华北、黄淮和新疆等地夏季高温极端性强,北方地区春季阶段性低温,湖北湖南部分晚稻遭受寒露风灾害,西南地区南部春旱持续时间长,北方部分农区夏季阶段性干旱,部分农作物生长受到一定不利影响。     

气候变暖背景下中国三大棉区水热时空变化

气候变化背景下,我国棉区气候资源也发生了相应的变化。研究棉花各生育期的水热时空变化特征,并提出相应技术与策略,对气候变化背景下稳定我国棉花生产具有重要意义。本文基于我国三大棉区——西北内陆(总产占全国80%以上,包括北疆亚区、南疆亚区、东疆亚区及河西走廊亚区)、黄河流域及长江流域棉区377个气象站点的逐日气象数据和50个农业气象试验站的物候期数据,分析了1961—2017年棉花各生育阶段及全生育期的生长度日(GDD)、高温度日(HDD)、降水量及其气候倾向率的时空分布,并提出应对策略。结果显示,1)1961—2017年,三大棉区GDD总体呈增加趋势,全生育期有94.16%的站点棉花GDD呈增加的趋势,各生育阶段GDD倾向率高值(除播种—出苗、吐絮—收获期)主要分布在东疆亚区的淖毛湖、哈密、伊吾及红柳河一带,河西走廊亚区的酒泉、高台及张掖一带,其次是北疆亚区。2)各生育时期HDD空间分布差异明显,现蕾—开花期、开花—吐絮期HDD总体呈增加趋势,分别有85.94%和76.40%站点棉花HDD呈现增加趋势;花铃期前后,长江下游亚区东部、南疆与北疆亚区东部、东疆亚区、河西走廊亚区西部、黄河流域棉区的特早熟亚区西北部及长江流域棉区的长江上游亚区东部棉区,棉花HDD增加趋势明显,高温风险较大;总体上高温风险最小的是北疆亚区。3)棉花全生育期降水量在长江流域的长江中游亚区、长江下游亚区与西北内陆棉区大部呈增加趋势,其他地区均呈减少趋势;棉花全生育期降水量出现北移现象,西北内陆棉区降水量的高值主要分布在北疆亚区,且增加最多。播种—出苗期,除北疆亚区降水量明显增加外,全国大部分棉区干旱风险呈增加趋势。三大棉区GDD总体上均呈现增加的趋势,有利于棉区的扩大与高产优质的潜力挖掘,但需选用具有高产潜力的品种;西北内陆棉区现蕾—吐絮期,在南疆亚区与北疆亚区东部、东疆亚区、河西走廊亚区西部棉花种植存在极端高温风险,生产上需选用抗高温品种,合理水肥运筹等措施,来应对极端高温风险的增加;黄河流域棉区和长江流域棉区北部,干旱风险增加,生产上应采用适当的抗旱品种,采取配套抗旱栽培管理措施来降低气候变化带来的干旱风险。