气候变暖背景下江西不同育秧方式双季早稻安全播期分析

明确双季早稻安全播种期及春季气候资源变化规律,是提高早春气候资源利用率和农业生产效率的重要基础。本研究基于江西省79个国家气象站过去30a（1992−2021年）2月1日−4月30日的逐日平均气温数据,系统分析了气候变暖背景下江西省不同区域不同育秧方式双季早稻50%保证率和80%保证率安全播种期的时空分布情况。结果表明,1992−2021年江西省2−4月平均气温和候平均气温呈显著逐年上升趋势,2−4月平均气温的年际变化倾向率为0.055℃·a⁻¹,候平均气温升高极显著时段主要集中在2月第5、第6候,3月第4、第5、第6候及4月第1候。近30a来,江西省双季早稻覆膜旱育秧、覆膜湿润育秧和直播3种育秧方式安全播种日期均呈显著提前趋势,且提前幅度从大到小依次为覆膜旱育秧＞覆膜湿润育秧＞直播。与传统播种日期相比,覆膜旱育秧赣北赣中可提前至3月上旬后期,赣南可提前至3月上旬前期;覆膜湿润育秧赣北维持3月下旬后期的传统播期或提前至3月下旬前期,赣中赣南可提前至3月中旬后期;直播方式下赣北赣中可提前至清明前2～3d,赣南可提前至3月下旬后期。     

用ORYZA_V3水稻模型模拟江西直播早稻的适宜性分析

以江西省2个主栽常规早籼稻品种中早35和中早39为试验材料，于2017年在南昌县进行8个播种期的早稻分期直播试验，各播期分别为3月11、16、21、26和31日，以及4月5、10和15日，其中定义3月11−26日为早播播种期（a），3月31日−4月15日为正常播种期（b），利用田间试验观测的生育期、叶面积指数、生物量等数据和气象资料，对ORYZA_V3水稻模型进行本地化调参验证，以分析ORYZA_V3水稻模型对江西直播早稻的适宜性。结果表明，ORYZA_V3水稻模型对直播早稻生育期模拟效果较好，其（决定系数）R2＞0.99，NRMSE（归一化均方根误差）在0.61%～3.12%范围波动。模型对早稻播种期叶面积指数、总生物量、穗生物量等模拟结果表现为播种期越早，模拟效果越差；越接近正常播种期，模拟效果越好。不同直播早稻品种对ORYZA_V3水稻模型适宜性存在差异，其中生育期模拟值与实测值中早35相差−1～1d，中早39相差−1～4d。说明用ORYZA_V3水稻模型进行双季直播早稻模拟时，需根据多年观测数据，对相应水稻播种期和品种进行模型参数的校准，以提高ORYZA_V3水稻模型适宜性。     

西藏拉萨河谷地区栽培措施对青稞的影响

为筛选适合拉萨河谷地区主栽青稞品种（藏青2000和5171-7）的栽培措施,采用裂区试验设计方法,主区设置B1（4月1日）、B2（4月15日）、B3（4月30日）3个播期,副区为2个青稞品种,副副区为4个施肥水平,分别为不施肥（CK）、N–P–K施用浓度为120–75–45kg·hm⁻²（F）、施有机肥30000kg·hm⁻² (M)、F和M处理施肥用量的各50%（FM）,研究不同栽培措施对青稞生长发育、生理生化指标、光合特性及产量构成的影响。结果表明,短期（1a）施肥对青稞生产无显著影响,适时播种（B2）和晚播（B3）增加了青稞苗期–拔节期历时,从而延长青稞整个生育期。延迟播种（B3）的青稞基本苗数明显增加,施肥（M、FM、F）比不施肥（CK）处理能不同程度提高青稞茎蘖数,晚播（B3）处理明显降低青稞株高1.9%～11.2%。播期对青稞产量影响最大,其次是品种,两者交互作用影响最小。播期主要影响青稞的成穗数、穗粒数和千粒重。2个品种之间的成穗数和穗粒数差异较大,藏青2000在适时播种（B2）处理下产量最高,5171-7在晚播（B3）处理下产量最高。适时播种（B2）或晚播（B3）处理提高了青稞灌浆期的净光合速率（Pn）和叶绿素相对含量（SPAD）,同时具有较高的可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）和过氧化氢酶活性（CAT）。相比藏青2000,品种5171-7在产量、光合性能和抗胁迫方面均有较强的优势。因此,选择优良品种5171-7,适时播种（4月下旬）能提高拉萨河谷地区青稞的产量。     

江西气温稳定通过10℃初日变化及其对双季早稻物候期的影响

利用江西82个气象站1959-2009年日平均气温和14个农业气象观测站1981-2008年的双季早稻物候期资料,分析了气温稳定通过10℃初日的变化及其对双季早稻物候期的影响。结果表明,10℃初日在51a间年际变化十分明显,极差达36d;年代际变化在20世纪80、90年代最为剧烈,2000-2009年次之,60、70年代较为稳定;整个分析期内线性变化趋势不明显,但1991-2009年呈明显提前的趋势。51a间全省10℃初日的区域分布变化明显,3月20日、3月10日分界线从20世纪60-90年代逐步南压,2000年以来大幅度北收;赣南变化幅度大于赣北赣中。10℃初日与双季早稻营养生长期物候期呈正相关,与生殖生长期物候期相关性不明显。典型早年与典型迟年比,双季早稻营养生长期的物候期普遍提前,全省平均提前3.7~9.1d;而在生殖生长期,部分站的物候期转为推迟,总体上早迟年物候期差异在±4d以内;全生育期平均延长3.0d。研究结果可为当地水稻生产布局调整和农事安排提供参考。     

黄淮海地区不同播期夏玉米籽粒脱水过程和产量形成的比较

以“浚单29”夏玉米为试验材料,于2014年和2015年在山东泰安农业气象试验站进行3个播期的播种试验,3个播期分别为6月5日（M−10处理）、6月15日（M处理）和6月25日（M+10处理）,分析播期对夏玉米生育阶段、籽粒脱水过程和干物质积累以及产量的影响。结果表明：随着播期的推迟,夏玉米全生育期持续时间缩短,其中抽雄−成熟期的变化幅度最大,M−10处理较M和M+10处理缩短了7～10d。提前播期（M−10）下,夏玉米的籽粒含水率、籽粒干物重均高于晚播,生理成熟前早播的夏玉米比晚播处理脱水慢,而生理成熟后早播的夏玉米比晚播脱水快。不同播期使夏玉米处于不同的气象条件下,显著影响了产量及产量构成因素。与当地常年正常播期（6月15日）相比,播期提前（M−10处理）增加夏玉米百粒重和收获指数,减少秃尖比;与晚播（6月25日）相比,提前播期下夏玉米穗粒数显著提高4.5%（2014年）和7.8%（2015年）,百粒重显著提高12.3%（2014年）和16.8%（2015年）,秃尖比显著降低21.4%（2014年）和12.5%（2015年）,可见,播期越晚,产量越低。因此,夏玉米“浚单29”在黄淮海地区可以适当早播,而播种过迟容易导致生育期延后,易遭遇低温,严重影响产量。     

湖北省早稻适宜播期及其气候风险

利用湖北省早稻种植区4个代表气象站1953-2012年逐日气象观测资料,以1983年为时间节点,分析前后30a不同保证率下早稻安全播期的变化,并基于CERES-Rice作物生长模型模拟不同播种日期下的早稻潜在产量,结合低温阴雨指标统计不同播期下播种-幼苗期早稻遭受低温阴雨的风险,综合确定湖北省早稻适宜播期。结果表明:与1953-1982年相比,1983-2012年不同保证率下早稻安全播期普遍提前2~7d。在近30a气候背景下,各代表站适宜播期在50%~80%保证率下稳定通过10℃的初日之间;具体来说,武汉在3月24日-4月1日,荆门在3月26日-4月4日,荆州在3月25日-4月3日,黄石在3月23日-3月31日播种,不仅能降低早稻播种-幼苗期发生烂种烂秧的风险,还能确保高产稳产。研究结果可为湖北省早稻的播期安排提供科学依据。     

未来气候变暖对羌塘自然保护区高寒草地牧草青草期的影响

基于5℃界限温度指标，利用羌塘自然保护区附近站点1971−2019年逐日平均气温、降水量和日照时数等资料，采用线性回归、Mann-Kendall检验方法和R/S分析等方法，分析了近49a自然保护区高寒草地牧草青草期及其水热气候资源的变化特征；预估了在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下，未来80a（2021−2100年）牧草青草期的变化，以期了解和预测高寒草地生态系统的动态变化。结果表明：（1）近49a自然保护区平均每10a牧草青草期开始日提早2.81d，终止日推迟2.74d，天数延长5.56d；青草期积温、降水量和日照时数均表现为显著增加趋势，增幅分别为75.86℃·d·10a−1、15.84mm·10a−1和27.58h·10a−1。（2）在年代际变化特征上，20世纪70−90年代各站青草期开始日晚、终止日早、持续天数短、水热条件偏差；21世纪00−10年代截然相反，青草期开始日早、终止日晚、持续天数长、水热资源充沛。（3）M-K法检验显示，青草期开始日、终止日和天数的突变时间分别出现在2006年、1991年和1988年；青草期积温、降水量和日照时数分别在1988年、1999年和1981年也发生了由偏少变偏多的突变。（4）青草期要素的Hurst指数均大于0.5，表明未来青草期开始日提早、终止日推迟、天数延长，积温、降水量和日照时数均增加的变化趋势仍将持续。（5）在RCP4.5排放情景下，未来80a自然保护区牧草青草期开始日提早10d、终止日推迟9d、天数延长17d，这有利于牧草生长，牲畜抓膘，对牧业生产、草地生态系统恢复十分重要。     

基于决策系统模拟不同降水年型旱作冬小麦的最佳播期

冬前积温以及播前土壤墒情是旱作冬麦区播期选择的重要依据，利用模型选择不同降水年型下小麦适宜播期具有重要意义。收集山西省闻喜县旱作小麦区2009−2014年（2009、2010和2012年为枯水年，2011年和2013年为丰水年）的大田试验数据，对小麦决策系统进行品种参数校验和验证。利用校验过的决策系统模拟分析闻喜地区近36a（1980−2015年）冬小麦最佳播期变化以及不同降水年型下播期随产量的变化情况。结果表明：（1）1980−1984年，冬小麦最佳播期主要集中在9月25日前后；1985−1995年，历史最佳播期推迟至9月30日前后；1995−2015年，最佳播期推迟至10月5日前后。（2）研究期内，丰水年和平水年9月30日前后播种小麦平均产量最大，分别为4293.1kg·hm−2和4055.2kg·hm−2；枯水年10月5日前后播种小麦平均产量最高，为3334.5kg·hm−2。因此，随着气温的逐渐增高，冬小麦的历史最佳播期呈现明显后移趋势；丰水年和平水年9月30日前后播种，枯水年以10月5日前后播种为宜。     

浙江地区甬优15直播稻的最佳播期分析

以“甬优15”水稻为材料,于2017年在浙江龙游农业气象试验站进行5个播期的分期播种试验（A1：5月5日,A2：5月15日,A3：5月25日,A4：6月4日,A5：6月14日）,分析播期对直播稻叶面积指数（LAI）、光合生产、群体干物质积累和转移以及产量的影响。结果表明：适宜播期（A2,5月15日）下,直播稻LAI、群体光合势、群体生长率高,群体干物质积累多,地上部干物质的输出量和转化率大,A2地上部营养器官干物质输出量和转换率分别比A1、A3、A4、A5高7.87%、15.29%、49.43%、56.43%和5.59%、13.18%、28.60%和39.83%。与当地常年单季晚稻适宜播种日期（5月25日）相比,适当早播（5月15日）可增加直播稻的有效穗数、结实率及穗粒数,提高水稻产量,其中A2产量最高（为8879.70kg·hm-2）,分别比A1、A3、A4和A5高392.10、610.20、1445.85和2085.15kg·hm-2。由此可见,甬优15在浙江龙游最佳直播期为5月中旬,偏早或偏迟（5月上旬或5月下旬）播种均将导致减产,而过迟播种（6月及以后）将导致产量严重降低。     

黄河三角洲盐碱地花生高产最佳播种期探究

2019年4−9月在黄河三角洲盐碱地代表区内开展直播覆膜花生分期播种对比试验,以研究区常年稳定通过15℃初日为播期对照处理,利用方差分析、卡方检验等方法,对6个播期处理的花生发育进程、生长量及产量因素等进行差异性分析,通过计算气候保证率的方法筛选最佳播期。结果表明,花生发育期时长随播期推迟而缩短,播期过早时苗期气温偏低会导致出苗率低进而影响产量,播期过迟时苗期易遇高温天气造成旺苗或灼苗同时出现开花−下针期缩短,进而使苗株和荚果数减少,影响产量形成,而适期播种避免了早播或迟播的不利因素,加之荚果成熟期饱果时间长,利于产量积累提升;过迟播种的花生易发生前期旺长后期早衰的现象,而适期播种的花生生长量分配均衡协调,更利于干物质从“源”到“库”的转移,从而增加荚果重量;过早或过晚播种的花生均较对照减产10%以上,而适期播种处理的花生产量和百粒重均明显优于其它播期;试验年的适宜播期处于日均气温稳定通过13～20℃初日期间,多年适宜播期一般为4月26日−5月9日,最佳播期为5月2−5日,此期内播种温度条件稳定充足,可有效发挥盐碱地花生高产潜力。     

播期对川西平原直播稻光合特性和产量的影响

为合理搭配川西平原稻田两熟区直播稻品种和播期,通过中早熟、中熟、中迟熟3个杂交稻分期播种试验,研究各品种水稻光合特性、产量及其构成因素的差异。结果表明,3种籼稻的净光合速率(Pn)随着播期推迟总体均呈下降趋势;播期推迟显著降低了中熟和中迟熟品种的有效穗数和结实率,导致产量显著下降(P<0.05);播期过早或过迟均不利于中早熟品种产量性状的协调发展。中熟和中迟熟品种产量受播期影响较大,而中早熟品种大部分播期内差异不显著;3个品种产量降幅分别为11.8%、33.0%、45.4%。综上,为保障川西平原直播稻产量,3种类型籼稻适宜播期应在4月5日-26日间。中早熟品种内5优玉香1号可适当推迟播期,适合作为当地麦-稻或油-稻两熟制直播稻品种推广应用。本研究为川西平原稻田两熟区直播稻适宜播期和品种选用提供了参考依据。     

不同生育期温光条件对直播稻产量的影响

在江苏苏南太湖稻区的常熟市(N 31.4°)、苏中里下河稻区的姜堰市((N 32.3°)及苏北淮北稻区的东海县(N 34.5°),分别以不同类型粳稻品种为材料,通过分期播种试验,比较研究不同生育期温光条件对江苏上述不同生态区直播稻产量的影响。结果表明,在本研究设置的播期范围内,随着播期的推迟,各生态区不同熟期类型品种水稻的产量均呈极显著下降趋势,但变化程度略有不同,表现为晚熟品种大于早熟品种,过迟播种导致各生态区部分类型品种不能安全成熟。产量构成因素随播期的推迟按变化程度的大小分为两类,变化较小的一类为千粒重和穗数,变化较大的一类为结实率和每穗颖花数,后者是导致产量极显著下降的主要原因。总颖花量、结实率和产量与抽穗前以及全生育期的积温和光照时数呈显著或极显著相关,各生育期温光条件对千粒重的影响不显著。     

播期对水稻机械旱直播产量及稻米品质的影响

为探明机械旱直播水稻在长江中游地区较优的播种时期,本试验以广两优476(GLY476)和黄华占(HHZ)两个水稻品种为材料,采用机械旱整旱播模式,设置5个播期处理,即S1(5月10日)、S2(5月17日)、S3(5月24日)、S4(5月31日)、S5(6月7日),考察播期对水稻产量形成、光温资源利用率、稻米品质形成的影响。结果表明,广两优476和黄华占的产量均随着播期的延后呈先升高后降低的趋势,其中S4处理的产量最高,该处理下两水稻品种产量分别较S1高15.8%和27.4%。随着播期的延后,光能生产效率呈现逐渐增加的趋势,广两优476在S5处理下的光能生产效率最高,两年平均值为0.432 g·MJ^-1, 黄华占以S4处理最高,两年平均值为0.421 g·MJ^-1;且两品种积温利用率的变化趋势和光能生产效率类似,均以S4处理最高,两者平均值分别为3.72和3.61 kg·℃^-1·d^-1·hm^-2。两品种在S4和S5处理下的整精米率均高于其他播期处理;随着播期延后,两品种S5处理的垩白粒率和垩白度分别较各自的最高值下降14.1~17.1个百分点和4.6~7.8个百分点;营养品质变化趋势和外观品质一致,随播期延后呈显著下降趋势,两品种S5处理的平均直链淀粉含量较S1处理降低1.3~1.5个百分点,蛋白质含量降低2.0个百分点。综上所述,长江中游地区机械旱直播水稻5月中上旬播种期使水稻遭遇高温危害,产量和稻米外观品质降低。将播期延迟到5月底至6月上旬,可有效避免高温危害,对提高水稻稳产能力具有重要作用。本研究为明确水稻生产区高温发生规律,调整适宜播种期,提高机械旱直播水稻稳产能力提供了重要参考。     

播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响

为了探讨河南省稻-麦两熟区播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响,在豫南稻区罗山,以生产上主推的常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼5个类型品种为材料,通过分期播种试验,对不同品种类型毯苗机插水稻的产量及其构成因素、茎蘖数、干物质量及群体生长率等方面进行了系统的比较研究。结果表明：1）在试验设置的播期范围内,不同品种机插稻平均产量在播期间和品种类型间差异达极显著（P<0.01）,即随着播期的推迟呈极显著下降（P<0.01）,第Ⅰ播期（5月11日,10.60 t/hm2）较第Ⅱ（5月16日）－Ⅵ（6月5日）播期分别增产2.15%～28.81%;杂交迟熟中粳产量（10.44 t/hm2）极显著高于其他4种品种类型（P<0.01）,较其他类型品种分别增产9.20%～17.53%。同一品种类型,除了中熟中粳的产量在第Ⅱ播期（5月16日）最高,随后呈显著递减趋势外,其他4种类型品种机插稻的产量均是随着播期的推迟呈极显著下降趋势（P<0.01）,但品种类型间下降幅度不同。2）在产量构成因素中,除结实率在年份间差异不显著、在播期间和品种类型间差异极显著外,其他产量构成因素在年份间、播期间和品种类型间差异均达极显著（P<0.01）。同一类型品种,除中熟中粳的结实率随播期推迟呈先略升后明显下降趋势外,其他类型品种的穗数、每穗颖花数、总颖花量、结实率和千粒质量等产量构成因素均是随播期的推迟呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）下降趋势;在播期影响下,每穗颖花数和结实率的变化较大,穗数和千粒质量的变化较小;且对产量影响大小为每穗颖花数＞结实率＞穗数＞千粒质量;相关分析表明,产量与每穗粒数、总颖花量和结实率呈显著或极显著正相关,与穗数和千粒质量呈负相关;总颖花量与每穗粒数呈极显著正相关,与穗数呈负相关。进一步通径分析表明,对产量的贡献率最大的是群体颖花量,最小的是千粒质量,对群体颖花量的贡献率较大的是每穗颖花数,较小的是穗数。3）随着播期的推迟,不同品种类型水稻的茎蘖数在拔节期呈明显的递增趋势,在抽穗期和成熟期呈明显的下降趋势;单茎和群体干物质量、群体生长率在主要生育时期均呈逐渐下降趋势;成穗率和收获指数均呈逐渐下降趋势;但品种类型间和播期间下降幅度不同。综合机插稻高产及生育安全性考虑,豫南稻区首选杂交迟熟中粳"穗大粒多"型品种,适宜播期可推迟到5月25日。该研究结果为河南省豫南稻区机插水稻高产高效生产及配套品种的科学选用提供参考。     

播期对机插水稻产量构成特征的影响

为探明播期对机插水稻产量构成特征的影响,试验选用粳型超级稻武运粳24和籼粳交水稻甬优2640为材料,系统研究播期对机插稻茎蘖动态、穗部性状和籽粒灌浆动态特性的影响,阐明不同播期条件下机插稻产量及其构成特征。研究表明,播期推迟,机插稻茎蘖数拔节期显著升高、成熟期下降,成穗率明显降低,早播与晚播变化差异达显著水平(P0.05)。机插稻穗长、着粒密度、单穗粒质量、一次枝梗数、二次枝梗数、一次二次枝梗数比例、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、单次枝梗着粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率均随播期推迟而呈下降趋势,而一次二次枝梗总粒数比呈上升趋势,且籼粳交水稻受播期影响较大。除一次二次枝梗数比例、一次二次枝梗总粒数比和一次枝梗着粒数差异较小外,穗部构成特征其余指标均于早播、晚播间差异显著(P0.05)。随机插稻播期推迟,强、弱势粒米粒终极生长量变小,单粒质量降低,强势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率下降,到达最大灌浆速率的时间延迟,活跃灌浆期和有效灌浆时间均延长;弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率差异较小,晚播较低,到达最大灌浆速率的时间推迟,活跃灌浆期缩短,有效灌浆时间延长。适宜早播机插水稻,群体茎蘖升降平稳,有效穗数增多,穗粒充足,穗部结构优化,结实率高,灌浆持续时间长,灌浆速率稳而高,弱势粒灌浆更充实,易实现稳产、高产。因此,苏中地区机插水稻提前至5月26日播种,抢时早栽,可实现单产突破。     

典型高温年不同播期一季稻产量差异及其原因分析

为研究自然高温对水稻产量的影响,以南粳45为试材,于2013年在南京信息工程大学农业气象试验站进行3个播期的分期播种试验,分别为4月30日(第1播期,No.1)、5月15日(第2播期,No.2)和5月31日(第3播期,No.3),并分析水稻产量及其性状、产量贡献因子、灌浆期茎和叶向穗的干物质转运及收获指数(Harvest index,HI)对高温的响应特征。结果表明:(1)在试验播期范围内,随着播期的延后水稻表现为增产的趋势,其中No.1与其它两个播期间产量差异达到显著性水平(P0.05),相比No.2和No.3,No.1产量分别降低3495.08kg·hm-2和6319.58kg·hm~(-2);就产量性状来看,No.1的结实率与其它两个播期达到显著性差异(P0.05),而3个播期间千粒重和穗粒数的差异均达到显著性水平(P0.05),总体上来看,高温主要表现为降低结实率和穗粒数;(2)抽穗末穗干重P0、灌浆期同化的干物质量ΔW、灌浆期茎和叶向穗转移的干物质量ΔT这3个产量贡献因子的贡献量均随着播期的推迟逐渐增大;从贡献率来看,对No.1和No.3产量贡献率最大的是ΔW,而No.2是ΔT;(3)3个播期中茎的干物质输出率(Dry matter export rate,DMER)和转化率(Dry matter transformation rate,DMTR)均超过叶的两倍(除No.1的DMER),叶的DMER和DMTR均表现为No.1最大,No.3最小,分别相差4.37和7.35个百分点,但No.1茎的DMER和DMTR均最小;(4)3个播期HI大小趋势与产量一致,表现为No.1(28.84%)No.2(39.60%)No.3(46.92%)。由此可见,在2013年将播期调整至5月中下旬有助于缓解高温对水稻造成的危害,从而保证产量。