河南省夏玉米生育期有效降雨量和需水量时空分布特征

依据河南省15个夏玉米主产区1961—2015年的气象资料,计算夏玉米生育期的需水量和有效降雨量,进而得到夏玉米生育期的灌溉需水量,并利用线性倾向估计和空间插值法对河南省夏玉米生育期降雨量、有效降雨量、需水量和灌溉需水量的年际变化趋势和空间分布特征进行分析,以期为河南省夏玉米生产中水资源合理分配和灌溉方案制定提供科学依据。结果表明,在时间分布上,1961—2015年,河南省夏玉米生育期降雨量和有效降雨量年际间整体上变化趋势平稳,而需水量和灌溉需水量整体上呈明显的下降趋势。在空间分布上,河南省夏玉米生育期年均降雨量整体上由东南向西北递减,年均有效降雨量从西南向东北递减;豫西夏玉米生育期年均需水量相对高于其他区域,而豫北灌溉年均需水量明显高于其他地区。     

全国县域复种指数时空变化特征研究

复种指数是衡量耕地资源集约化利用程度的基础性指标,提高复种指数是粮食持续增产的重要途径之一.为分析全国复种指数变化特征、空间差异、重心迁移,系统收集耕地面积、农作物总播种面积等数据,基于GIS空间展示与分析,应用重心分析法、全局空间自相关、局部空间自相关等方法,研究全国复种指数时空变化特征.结果显示:(1)1998年,全国复种指数最高,达到165％,目前保持在123％左右.(2)从空间上看,复种指数呈现从北到南逐渐增加的趋势;从时间上看,复种指数大多数地区呈现"上升—降低—上升"的趋势.1995年,复种指数在201％～300％之间的区域范围最大,之后2005年和2015年不断减少,同时有向西北方向移动的趋势.1985—2015年,全国复种指数上升区域主要集中在东北、黄淮海、西南、四川盆地农作区,下降区域主要集中在北部低中高原、长江中下游(东南部)、江南丘陵、华南农作区.(3)1985—2005年空间上的聚集态势增加,2005—2015年降低.与1985年相比,2015年全国复种指数重心向西南移动33 km,其中复种指数<100％的重心向东南移动433 km,复种指数100％～200％的重心向东北移动104 km,复种指数>200％的重心向东北移动319 km.我国复种指数存在空间上的自相关性,南方地区复种指数降低、重心向西南迁移,是我国复种指数变化的最重要特征.     

近30年我国主要粮食作物生产的驱动因素及空间格局变化研究

阐明主要粮食作物生产格局的区域变化特征,对我国粮食安全战略决策意义重大。以我国大陆31个省、市、自治区生产数据为基础,对1981—2008年我国七大粮食主产区的水稻、小麦、玉米三大作物生产格局的变化特征及其驱动因素进行了分析。结果表明:改革开放以来,我国的粮食生产格局发生了较大变化,水稻产量重心和播种面积重心分别向东北方向偏移了275和218 km,小麦产量重心和播种面积重心则分别向东偏南和正南方向偏移了58和101 km,而玉米的产量重心和播种面积重心向北偏东方向移动了184和123 km;播种面积是影响我国三大粮食作物生产的关键驱动因素,总人口、有效灌溉面积、农业机械总动力、化肥投入量以及旱灾与水灾的成灾面积等社会经济、农业生产投入和气象因素等对粮食生产同样存在影响。保持粮食播种面积稳定,加强农田基础设施建设,增强农田抵御自然灾害能力,是保障粮食增产的关键措施。     

趋势面分析方法在农业需水量预测中的应用

以山西省运城市1999～2009年农业需水量为因变量,相应播种面积和产量为自变量,建立了农业需水量变化趋势面模型,对不同阶次趋势面模型的拟合程度进行检验,并绘制了趋势面和残差等值线图。经分析得出,趋势面分析方法可以用于分析农业需水量变化的总趋势,并可用已建立的趋势面模型,通过预测该市未来年份的播种面积和产量来预测相应的农业需水量。     

河北平原区农作物种植水资源压力指数评价

利用河北平原区7个地市20年(1994—2013年)的逐日气象数据,结合SIMETAW模型计算了各地市区域作物灌溉需水量,分析了各地市近20年种植结构变化对区域灌溉需水量和水资源压力指数的影响。结果表明:近20年,保定、沧州、邯郸、邢台、廊坊5个地市的粮食作物种植面积呈下降趋势,其中廊坊下降最为显著;7个地市经济作物的种植面积相对稳定;蔬果类种植面积在保定、邯郸、石家庄、衡水和廊坊等地市具有较明显的增长趋势。所有地市粮食作物的灌溉需水量均呈下降趋势,其中以邯郸下降最为显著,保定的年均粮食作物灌溉需水量最大,为20.8亿m~3;除廊坊外,其他地市经济作物的灌溉需水量均呈不同程度的下降,邢台的年均经济作物灌溉需水量最大,为5.2亿m~3;所有地市蔬果类种植年均灌溉需水量近20年呈上升趋势,以石家庄增加趋势最为显著,且石家庄和保定的蔬果种植需水量分别在1995和1996年以后均高于当地经济作物灌溉需水量。沧州、邯郸、衡水、石家庄、保定基于农作物种植的水资源压力指数在九五、十五期间达到最高,十一五、十二五期间有所缓解,沧州的年均水资源压力指数最高。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。     

基于地貌分区的湖北省粮食生产格局与耕地资源匹配关系研究

【目的】研究不同地貌区粮食生产格局与区域耕地资源的匹配关系,为粮食生产布局和耕地资源保护提供决策依据。【方法】采用集中度、变异系数、重心模型、匹配度和LMDI模型等研究湖北省1990—2020年不同地貌区粮食生产格局变化与耕地资源的匹配关系。【结果】1990—2020年鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食产量占湖北省粮食总产量的比重逐步调整为11.2%、30.6%、26.2%、32.0%。近30年湖北省各地貌区粮食作物生产集中度及变化趋势存在显著差异,粮食生产向鄂中岗地集中的趋势明显,以小麦和玉米为主,大豆生产则向江汉平原集中。湖北省粮食播种面积重心和粮食产量重心向西北方向移动了5.37和14.63 km,但鄂中岗地粮食生产重心向东北方向移动,江汉平原和鄂西山地则向西南移动。近30年来,鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食生产与耕地资源重心的平均空间距离为6.20、3.35、10.57、6.82 km,变动一致性平均指数分别为0.49、0.44、0.40、0.27。湖北省粮食生产与耕地资源的基尼系数均大于0.5,且有增加趋势,鄂西山地和江汉平原不平衡指数为正,鄂中岗地与鄂东...     

基于CROPWAT的昆明主要农作物虚拟水分析

人类对水资源的需求量随着人口数量的增长而增长,水资源保护与合理开发对国民经济的发展有着重要影响。云南省2001—2015年水资源总量由2 561.94亿m3降低到1 872.00亿m~3;其中昆明市2015年水资源总量为66.43亿m~3,农业用水只占总量的12%。为解决水资源短缺和区域水资源安全问题,从而引入虚拟水的研究。结合气象资料,利用CROPWAT软件对昆明主要农作物需水量和灌溉用水量进行计算分析,在满足保证率的情况下,确定不同作物的灌溉用水量。通过研究计算,甘蔗、水稻、马铃薯、花生等作物的多年平均需水量分别为1 174.50、701.75、488.10和434.00 mm,灌溉需水量为717.30、715.20、170.50、119.35 mm。该研究可根据昆明的水资源实际情况为农作物种植和制订相应的节水灌溉制度提供一些理论依据。     

黄淮海农作区玉米需水量时空变化特征比较研究

鉴于作物需水量变化趋势对制定灌溉策略与区域水资源配置的重要作用,依据黄淮海农作区50个标准气象站点50年逐日气象数据资料,基于SIMETAW模型,分析了黄淮海各农作亚区夏玉米、春玉米生育期需水量、灌溉需要量的时空变化趋势,主要气象因予时间变化趋势以及需水量与气象因子的相关性。结果表明：1）该地区夏玉米、春玉米生育期需水量平均值分别为321．70和456．70mm且近50年均呈下降趋势,两者降水耦合度分别为0．78、0．72;2）与夏玉米生育期灌溉需要量相比,春玉米生育期灌溉需要量地区差异大且下降更显著,但两者在豫西丘陵山地旱坡地一熟水浇地二熟区均呈上升趋势;3）夏玉米,春玉米需水量下降受太阳辐射、温度、平均风速、平均相对湿度、降水的综合影响,其中最主要气候原因为太阳辐射、温度;平均风速、降水量与之呈显著负相关,其他各因素为显著正相关。     

广西花生产业发展现状及建议

文章对2009—2018年广西花生的播种面积、单位面积产量、花生总产量等数据进行整理和分析,与同期全国水平进行比较;对广西花生总产量、种植面积、单位面积产量及其总增长率、年均增长率之间的相互关系进行了研究.探讨了制约广西花生产业发展的土壤、肥料因素及其对广西花生单产的影响.广西花生生产中施肥现状的主要问题在于:调查研究...     

甘蔗主要品质性状指标分析

以33份甘蔗品种(系)为试材,对甘蔗11个品质指标进行了测定,并应用相关分析、通径分析和因子分析方法对测定数据进行分析.简单相关分析结果表明,甘蔗纤维分与蒸煮液锤度呈极显著负相关、与其他品质指标关系不密切,甘蔗蔗糖分与蔗汁的糖锤度、转光度、视纯度、重力纯度、直接旋光数、转化旋光数、观测旋光度、蔗汁蔗糖分含量呈极显著正相关;偏相关分析结果表明,甘蔗纤维分与蔗汁转光度和重力纯度、甘蔗蔗糖分与蔗汁重力纯度和直接旋光数呈显著正相关;通径分析结果表明,蔗汁转光度、重力纯度和转化旋光数对甘蔗纤维分含量均有直接正效应,甘蔗蔗糖分受蔗汁糖锤度、转光度、重力纯度、直接旋光数、转化旋光数和观测旋光度等6个指标的影响较大;而因子分析结果显示,甘蔗品质指标可用蔗汁糖分、蔗渣糖分和甘蔗成熟度3个主因子代表,其特征累计贡献率达96.14%.     

Effect of maize sowing area changes on agricultural water consumption from 2000 to 2010 in the West Liaohe Plain,China

The West Liaohe Plain is located in the eastern Inner Mongolia, known as the golden maize belt in China, where maize acreage has continued to rise in recent years. Water is the main limiting factor for maize production in the region, therefore, this study calculated the effect of maize sowing area changes on agricultural water consumption in the West Liaohe Plain in 2000, 2005 and 2010, based on remote sensing and meteorological data. Maize remote sensing classification was constructed based on moderate-resolution imaging spectroradiometer, normalized difference vegatation index(MODIS NDVI) data. Then the maize sown area and water requirement and irrigation water resources were investigated. Finally, the effect of the maize sowing area changes on agricultural water consumption in the West Liaohe Plain was systematically analyzed in 2000, 2005, and 2010. The results showed that maize sown areas rose from 2000 to 2010 and were concentrated in the center of the West Liaohe Plain. Average per unit maize water deficit amount also increased in an uneven distribution, increasing from the south, east and north to the center and west of the West Liaohe Plain. The per unit area maize water deficit increased from 2000 to 2010, and reached 266 mm in 2000, 272 mm in 2005 and 273 mm in 2010, respectively. And the study concluded that water deficit during the whole growth period of maize in the West Liaohe Plain was defined by a single peak curve. The maize water requirements increased with maize sowing area changes from 2000 to 2010, and the maize water requirements increased from 0.89 billion m~3 in 2000 to 1.19 billion m~3 in 2005, and 1.21 billion m3 in 2010.     

广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病调查

[目的]调查广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病(Ratoon stuning disease,RSD)的发生情况,了解其分布、危害程度及发生规律,为推广甘蔗健康种苗,有效防控RSD提供科学依据.[方法]2013~2014年在广西9个糖料蔗主产区进行RSD发生情况调查和田间取样,采用PCR对采集的蔗茎样品进行RSD检测,并按不同蔗区、不同品种、不同植期、不同蔗地类型的发病率分析广西蔗区RSD发生状况.[结果]在278个样品中有198个样品检测出RSD,检出率为71.2%;调查的9个主产区均检测出RSD,阳性检出率在58.3%~100.0%;采集的27个甘蔗品种(系)均检测出RSD,其中主栽品种ROC22发病严重,RSD检出率达80.8%;新植蔗的RSD检出率为36.0%,宿根蔗的RSD检出率为75.7%,宿根年限越长,RSD检出率越高;旱地蔗的RSD发病率比水田高18.1%(绝对值).[结论]RSD在广西普遍发生且发生严重,生产中急需推广甘蔗温水脱毒种苗和选育高抗且综合性状优良的甘蔗品种.     

1985—2018年中国甘蔗生产时空变化及区域优势分析

为探究中国甘蔗生产的时空变化及区域优势,基于1985—2018年全国各省(不包含香港、澳门特别行政区和台湾省)及各县的甘蔗生产数据,分析我国甘蔗种植面积、产量和单产的时空动态变化特征,量化种植面积、单产及互作等因素对甘蔗产量的贡献率,同时评估全国甘蔗生产的优势度。结果表明:1)1985—2018年,中国甘蔗种植面积先增加后下降,产量和种植面积变化趋势一致,主要集中在桂中南、滇西南、粤西和琼北等区域;2)在我国甘蔗种植区域内,近50%的县种植面积和产量降幅均>50%,42%的县单产增幅>50%;3)中国甘蔗产量贡献长期表现为种植面积主导,2010—2018年单产主导比例下降约5%;4)2010—2018年,中国甘蔗的生产优势地区一直是广西壮族自治区、云南省和广东省。2001—2018年,国内原料蔗生产的高成本和国外进口食糖的低价格造成我国食糖供给失衡、企业亏损,严重限制了甘蔗产业的发展。因此,应合理布局甘蔗种植面积、提高甘蔗单产、积极推进甘蔗生产全程机械化等,以降低甘蔗的生产成本。     

水匮乏指数及其在东北地区水安全评价中的应用

水安全问题对社会经济发展的影响已纳入综合安全的范畴,英国生态与水文中心针对水安全评价问题提出的水匮乏指数可以对地区水安全状况进行评价。通过对东北地区2009年水资源匮乏指数的计算,发现黑龙江省水匮乏指数最高,吉林省水匮乏指数最低,其水安全状况最差,需要从提高水资源开发利用程度、人口受教育程度、控制化肥用量、增加水土流失治理面积、提高社会经济发展水平等方面保障水资源安全体系建立。     

南方气候区冬菠菜需水量分析

[目的]研究南方气候区冬菠菜需水量。[方法]设计3种灌水下限指标处理,分别为田间持水量的90％（处理1）、80％（处理2）和70％（处理3）,每个处理设置2个重复,研究不同灌水指标下冬菠菜的需水量。分析了冬季菠菜的需水量ET;采用改进的彭曼公式计算参考作物腾发量E％,进而求出作物系数Kc;利用水面蒸发量玩计算需水系数d;并用ISD法对需水量、产量、作物系数、需水系数和叶面积作多重比较分析。[结果]各处理的需水量无显著性差异,降雨对需水量的影响很大;处理1的产量和叶面积显著大于处理2、3,处理2、3之间无显著差异。[结论]为节约菠菜灌溉用水和合理利用水资源提供科学依据。     

石山地区蔗地间套作玉米高产栽培技术初探

为了充分利用石山地区有限的土地资源,提高作物光能利用效率,实现当地农田的高产高效,2009年初广西启动了三个千万亩增粮增收行动计划。南丹县在自治区农业科研单位的技术指导下,根据当地的实际开展了一系列的甘蔗间套种栽培技术研究,经过实践探索,摸出了一套石山地区蔗地间套作玉米高产高效栽培技术。这对缓解粮蔗的争地矛盾,实现粮蔗双丰收,促进石山地区农业增效、农民增收具有极为重要的意义。     

湖南双季稻生产重心移动轨迹及发展对策

基于2005~2014年湖南水稻生产面板数据,分析湖南双季稻生产区域变化类型及趋势,运用区域重心法分析湖南双季稻生产空间布局变迁轨迹,应用通径分析法研究其重心变迁影响因素。结果表明,湖南双季稻生产变化区域差异明显,生产重心向北偏西方向移动,播种面积、单产对各市双季稻产量集中度具有正向作用,农机总动力有负向效应。提出了湖南双季稻发展对策。     

甘蔗品种桂糖42号的种性及其高产稳产性分析与评价

[目的]对甘蔗品种桂糖42号的种性及其高产稳产性进行分析与评价,为其大面积推广应用提供参考依据.[方法]以可代表广西蔗区70%土壤类型的金光农场为试验地点,选择高、中、低3种不同土壤类型的地块,以新台糖22号(ROC22)为对照,连续进行桂糖42号4年新植3年宿根共30点次的生产性试验;试验期间调查其主要农艺性状、抗性及产量表现,并采用高稳系数与变异系数相结合的方法分析其高产稳产性.[结果]桂糖42号新植蔗的萌芽率和茎径与ROC22接近,分蘖率、单位面积苗数和有效茎数高于ROC22,但差异均不显著(P>0.05,下同),株高则显著低于ROC22(P<0.05,下同).宿根蔗的株高略高于ROC22,茎径与ROC22相当,单位面积苗数和有效茎数较ROC22有明显优势,与ROC22的差异达显著或极显著(P<0.01,下同)水平.桂糖42号抗螟虫和抗梢腐病能力与ROC22相当,抗黑穗病、抗倒伏能力及抗旱性强于ROC22.新植蔗和宿根蔗的平均蔗糖分为14.95%~15.36%,均高于ROC22,但差异未达显著水平.1~3年宿根蔗茎产量和糖蔗产量分别比ROC22增产28.86%~62.93%和28.98%~63.03%,其中第3年宿根仍有较高的蔗茎产量和蔗糖产量,分别达80.02和12.32t/ha,4新3宿的平均蔗茎产量和蔗糖产量分别达95.32和14.43t/ha,比ROC22极显著增产18.38%和18.86%.从高稳系数和变异系数来看,桂糖42号新植蔗的产量稳定性较ROC22略差,但宿根蔗和新宿平均的产量稳定性较高,较ROC22有明显优势.[结论]桂糖42号在广西金光农场表现出高产高糖、宿根性强、抗旱性好、脱叶性好及抗倒性强等诸多优良特性,适宜在广西及国内相同土壤类型蔗区进一步推广种植.     

基于MODIS-LAI数据的广西甘蔗物候期提取

广西是我国甘蔗最大的种植区和蔗糖产业基地,但多年来因自然灾害导致的产量损失严重。及时、准确获取甘蔗的物候动态,可为区域甘蔗种植结构优化、灾害风险管理等提供科学支撑。本文分别借助Savitzky-Golay滤波、Asymmetric Gauss拟合及Double Logistic拟合方法对广西2014—2018年的甘蔗MODIS-LAI数据进行时间序列重构,并采用动态阈值法识别甘蔗关键物候期的时空变化特征。结果表明:1)上述方法可有效消除广西甘蔗LAI序列的不稳定波动和奇异值,且Asymmetric Gauss和Double Logistic方法的拟合结果较好地弥补了S-G滤波处理中局部曲线值动荡变化的缺点,能更准确地识别甘蔗生长过程;2)三种方法对广西甘蔗的播种-萌芽期、茎伸期、成熟期开始时间识别的RMSE和平均误差均在±15 d内,其中Asymmetric Gauss方法对甘蔗物候期的提取结果最优。综上,时序曲线重构法的抗干扰性能较好,可一定程度上弥补因云雨、复杂地形地貌导致LAI序列的误差,保证广西甘蔗物候信息获取的准确性。