不同覆盖材料对春玉米田间土壤水势状况和生长发育及产量的影响

用目前国内外普遍使用的４种农田覆盖材料和天津轻化所研制的土面覆盖剂６＾＃，６５＾＃于１９９２年在北京进行了春玉米田间应用效果对比试验，结果是增温效应以地草、草纤维膜和６＾＃最好，分别比裸地提高土壤温度０．１７℃和０．１６℃，秸秆覆盖较裸地低０．８９℃，保墒效应则以秸秆最好，较裸地提高土壤水分１．９２％，地膜、６＾＃，沥青乳剂、草膜分别较裸地土壤水分提高１．３４％、０．５６％、０．３７％、０．２３％     

东北地区春玉米农业气候资源数值模拟

运用ＡＲＩＯ ＣＲＯＰ模型对东北三省春玉米气候生产力进行了数值模拟研究,给出了气候丰产力分布图,并指定模式水分因子为最适状态,计算了春玉米光温生产潜力分布状况,在此基础上给出了水分增产力分布图。研究表明,东北地区春玉米气候生产力大致由南向北递减,变幅在４．５￣２２．５ｔ／ｈｍ＾２之间,而光温生产力分布则主要表现为由西南向东北递增。水分增产力分析表明,对春玉米生产而言,东北地区中部水分条件最优,水分     

我国东北地区春玉米科学施肥评价

为明确东北农户春玉米施肥现状,实现东北地区春玉米稳产增产和养分高效利用,2019年对东北典型春玉米种植区247个农户的春玉米养分管理调研,基于区域不同产量水平推荐施肥量评价农户施肥量,分析农户施肥存在的问题及其对科学施肥技术的掌握情况.结果表明,调研地区春玉米氮肥(N)、磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)的平均施用量分别...     

气候变化和品种更替对东北地区春玉米产量潜力的影响

东北地区是中国重要的粮食生产基地。近50 a中国东北地区正经历着一次显著的增温过程,年平均气温每10a增加0.38℃。明确气候变化对东北春玉米产量的影响以及新品种对产量的贡献对实际生产有重要的指导意义。该文利用通过参数调试与验证后的APSIM-Maize模型,对吉林梨树县春玉米的产量潜力进行模拟分析,解析了不同年代育成的玉米品种的产量潜力,明确了气候变化对春玉米产量潜力的影响以及品种对增产的贡献。结果表明,假设1961－2010年种植的玉米品种不改变,种植20世纪60年代的农家种50 a平均产量潜力为7 879 kg/hm2,种植70年代育成品种50 a平均产量潜力为11 482 kg/hm2,种植80年代育成品种50 a平均产量潜力为12 148 kg/hm2,种植90年代育成品种50 a平均产量潜力为13 400 kg/hm2,种植2000年以后育成的玉米品种50 a平均产量潜力为14 139 kg/hm2,随玉米品种育成年代的后移而增大;1961－2010年随着新品种的育成而不断更替品种时,产量潜力50 a平均值为11 537 kg/hm2。在栽培管理措施不改变的条件下,1961－2010年种植同一品种,产量潜力呈下降的趋势,气候变化对玉米产量潜力的影响表现出负效应,减产率在22%～26%,生育阶段内日照时数的下降是产量潜力下降的主要气候因素;当品种不断更替时,玉米的产量潜力呈上升的趋势,新品种的增产贡献率为46.1%～79.0%,品种的改良对气候变化的负效应有一定的补偿作用;新玉米品种从开花到成熟生育阶段天数延长,成熟期生物量和收获指数增大有利于产量的提高。     

稻草还田对春玉米生长发育与产量的影响

连续4年进行晚稻稻草异茬还田,以提供春玉米生长所需钾肥的定位试验,结果表明:(1)第1年由于稻草未能完全腐解而影响玉米的生长发育,玉米的生物学产量和经济产量均有所下降;从第2年开始,化肥 稻草处理(NPS)的生物学产量和经济产量均明显高于化肥处理(NPK),4年平均增产7.3%和7.6%。(2)在玉米生长的拔节期前,NPS处理的生长发育往往不如NPK处理,但拔节期之后,NPS处理能明显促进玉米的生长发育,其出叶速度、叶面积指数、株高等指标均明显高于NPK处理,抗旱能力增强,穗长、穗行数、百粒重等产量构成指标亦明显提高,空秆率和秃顶度等显著降低。     

近60年东北地区春玉米旱涝趋势演变研究

区域作物旱涝趋势的演变是区域应对气候变化、制定防灾减灾决策的理论依据,是保证我国粮食安全的基础。本文以东北地区为研究区,依据春玉米的生长特征将其划分为14个分区,利用研究区1958—2017年78个站点的逐日气象数据,计算春玉米生育期内的累积水分盈亏指数(CWSDI?),并将其划分为8个旱涝等级,结合M-K趋势检验和突变检验法及GIS空间分析技术,揭示了东北地区春玉米生长期旱涝趋势的时空演变规律。结果表明:在春玉米生育期内,播种—抽穗期的3个生育阶段, CWSDI?值大体呈上升趋势,抽穗—成熟期CWSDI?值呈下降趋势,其中乳熟—成熟阶段的下降趋势最重,但无明显区域性。研究区内春玉米干旱的发生频率远高于洪涝的发生频率,干旱自20世纪90年代逐渐加重,洪涝情况无明显变化趋势;拔节—抽穗阶段和乳熟—成熟阶段分别是旱涝灾害最轻和最重的阶段,春玉米各生育阶段各旱涝等级的发生频率大体上是特旱轻旱其余旱涝等级;吉林省西部和辽宁省西部的中旱及重旱频率高于其他地区,特旱主要集中在研究区西部,轻涝集中在黑龙江省中、南部,吉林省东部和辽宁省东部,研究区内几乎不发生中、重涝。应在春玉米的生育初期和后期注意旱涝灾害的预防,研究区西部的旱情较重应重点防范,做到适时有效灌溉。研究结果可为区域预测农业旱涝灾害、优化水资源配置提供决策依据。     

春玉米干物质积累和产量对播期调控下水热变化的响应

为探究春玉米(Zea mays L.)干物质积累和产量对播期调控下水热变化的响应,在河北科技师范学院试验基地,于2017—2020 年进行了4年的播期试验,以京农科728和MC812为材料,分析了播期(5月1日、5月10日、5月20日、5月30日)引起的春玉米干物质积累量、产量构成因素、产量以及水分利用率的变化。结果表明,受温度与降水影响,春玉米干物质积累量在生育前、中期随播期的推迟而下降,而灌浆后期至成熟期以5月30日播种春玉米干物质积累量最多。春玉米干物质积累动态符合Logistic模型,5月30日播种春玉米干物质积累的总持续时间和快增期持续时间均最长。有效穗数、穗粗、轴粗、穗行数和出籽率不受温度与降水的影响,但穗粒数、千粒重、穗长、行粒数受其影响显著,各指标随播期延迟先下降再上升,并以5月20日播种的春玉米最低。产量与千粒重呈显著正相关,5月30日播种的春玉米产量最高。另外,随播期的推迟,总耗水量减少,水分利用效率提高。综上可知,合理安排播期,重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响,是冀东地区春玉米获得高产的重要措施。本研究为冀东地区春玉米播期选择提供了理论依据和技术支持。     

播期对春玉米生长发育与产量形成的影响

以"郑单958"和"鲁单984"为材料,比较研究了两个播期(4月24日和5月15日)条件下春玉米的生长发育和产量形成,探讨了春玉米生长发育与气候条件的关系.结果表明,不同播期的春玉米生长发育和产量都存在显著差异.与4月24日播期相比,5月15日播期的春玉米产量(干重)提高2 157 kg·hm-(郑单958)和1 137 kg·hm-2(鲁单984).粒重在播期间,品种间及播期与品种互作问差异均不显著.穗粒数在品种问不显著,但在播期间差异达显著水平,第2个播期穗粒数提高幅度达37.8%(郑单958)和11.2%(鲁单984).通过对不同播期间气象因子的分析发现,降雨是影响华北平原春玉米生长发育和产量形成的最重要气象因子.降雨主要通过对穗粒数的调节来影响产量.开花期降雨过多所带来的低温寡照影响玉米的受精授粉与结实:拔节至大喇叭口期降雨通过调节叶面积大小影响作物干物质积累,进而影响籽粒的发育情况.本试验中,5月15日是春玉米获得高产的最佳播期.合理安排播期,重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响,是华北平原春玉米获得高产的重要措施.     

施用木质素对春玉米生长发育及产量的影响研究

试验研究施用木质素对春玉米生长发育及产量的影响结果表明 ,施用木质素可促进春玉米对N、P的吸收 ,提高肥料利用率 ,减少肥料污染和提高作物品质 ,有显著增产作用 ,且不同处理春玉米增产率均≥ 2 0 %。     

东北地区春玉米生长季农田蒸散量动态变化及其影响因子

利用大型称重式蒸渗仪对东北春玉米田蒸散量的观测结果,分析玉米生长季蒸散量的分布特征及其影响因子。结果表明：东北春玉米生长季（播种-成熟）农田蒸散量为362.3mm,日平均蒸散量为2.6mm·d-1。从各生育期的分布情况看,播种-七叶期蒸散量较小,日平均蒸散量为1.4mm·d-1,占全生育期的11.7%;七叶期开始,日平均蒸散量逐渐增加,在大喇叭口-抽雄期达到最大,为4.3mm·d-1;抽雄-乳熟期总蒸散量最大,为97.2mm,占生长季蒸散量的26.8%。从月蒸散量分布看,7-8月累积蒸散量达207.0mm,占5-9月蒸散量的54.5%;5、6和9月蒸散量较少,分别占5-9月总蒸散量的11.6%、19.6%和14.3%。从逐小时蒸散量变化看,蒸散量日变化表现为早晚低、中午高的“单峰型”曲线特征。蒸散量与叶面积指数、太阳辐射、5cm地温、平均气温、最高气温、最低气温存在显著的线性正相关关系,与空气相对湿度和饱和差间呈显著的二次函数关系。叶面积指数是影响春玉米农田蒸散最主要的生物因子,5cm地温和太阳辐射是最主要的环境驱动因子。     

东北春玉米郑单958籽粒灌浆过程的模拟

利用白城国家一级农试站2011-2013年春玉米田间试验观测数据,基于Richards方程建立和验证东北春玉米籽粒灌浆模型,并进行籽粒灌浆特性分析。结果表明：分别以相对开花后天数、相对活动积温和相对≥10℃有效积温为自变量,相对百粒重为因变量建立的籽粒灌浆过程普适模型(模型I、模型II和模型III)均通过了0.01水平的显著性检验（R2>0.98）。模型回代后模拟值与实测值的评价指标NSE（Nash-Sutcliffe指数）和RSR（均方根误差与标准差的比值）值均表现为“很好”的效果。模拟值与实测值散点均在1︰1线?10%范围内。模型I显示,东北春玉米籽粒灌浆活跃期为46d,整个灌浆过程平均速率为0.84g·d-1;籽粒灌浆速率在开花后32d达到最大,为1.23g·d-1,此时玉米百粒重为15.17g;灌浆中期对百粒重的贡献率最大,为65.60%,前期和后期贡献率分别为10.50%和23.90%。模型II和模型III显示,籽粒灌浆活跃期活动积温和≥10℃有效积温分别为1043.5℃·d和679.1℃·d;灌浆速率在开花后活动积温和≥10℃有效积温分别为782.8℃·d和473.3℃·d时达到最大值;中期灌浆贡献率为67.68%。3个模型均显示,中期灌浆贡献率较大,前期和后期相对较小,说明春玉米籽粒干物质积累主要在灌浆中期完成。     

东北地区近46年玉米气候资源变化研究

利用东北3省70个基本气象站1961—2006年逐日日平均气温、日最低气温资料,计算分析各年代80％保证率下≥10℃初日、初霜日、生育期天数、≥10℃有效积温及玉米不同品种的布局变化。结果表明：与20世纪60年代相比,玉米气候资源在2001—2006年增加较显著。≥10℃初日除大兴安岭漠河外其它地区普遍提前了2～10d;初霜日除大兴安岭地区提前5～20d,小兴安岭和辽宁省变化不明显,其它地区普遍推迟5～10d;生育期天数除大兴安岭北部减少10d左右,吉林省北部变化不明显,其它地区普遍增加了10d左右;≥10℃有效积温除大兴安岭变化不明显,其它地区普遍增加200～400℃·d。在玉米适宜生长区域内适宜播种期较60年代普遍提前了2～10d;不同品种熟型玉米分布界线在2001—2006年北移东扩很显著,小兴安岭可以种植极早熟品种,三江平原成为中熟和中晚熟品种区域,松嫩平原南部亦可种植晚熟品种,长白山地带以前不能满足玉米生育热量条件的区域,也可以种植早熟品种了。     

东北地区农业及环境对气候变化的响应与应对措施

气候变化在东北地区对农业生产和生态环境产生了重要影响。本文总结了东北地区农业生产和生态环境对气候变化的响应, 并从调整农业种植结构、采用农业节水技术措施、实施保护性耕作、采取水土保持措施、加强生态?经济型防护林体系建设等方面分析东北地区对气候变化所采取的应对措施及应对效果。在此基础上, 分析了未来气候变化可能对东北地区农业生产和生态环境造成的影响, 并针对这两个重点领域从调整农业结构和种植制度、选育抗逆性强的品种、调整农业生产管理措施、加强水资源管理、加强生态建设、发展生态经济、综合调控水源和完善监测机制等方面提出了未来应对气候变化的建议。     

基于归一化法模拟分析东北地区春玉米干物质积累对播期和品种的动态响应

为探讨东北地区不同播期的主栽品种春玉米的干物质（MDA）积累的生长特性,实现对春玉米干物质积累的有效预估,本研究基于2014-2015年3个春玉米品种（丹玉39、丹玉99和农华101）每年6个播期的试验资料,利用归一化处理方法建立了考虑相对积温（RATi）的干物质重动态模拟模型,并利用推导出的关键生长参数定量分析春玉米干物质积累对播期和品种的动态响应特征。结果表明：基于归一化法筛选并建立了以相对积温为自变量的干物质积累动态模型（Richards模型）,方程表达式为y=a/(1+eb?cx)(1/d),决定系数R2在0.99以上,符合生物学意义,对东北地区春玉米有较好的模拟性能。试验验证表明,模型对早播春玉米干物质动态积累的模拟精确度更好,且丹玉39的模拟效果优于丹玉99及农华101。DMA总体表现为随着播期推迟而降低,品种间表现为丹玉39＞丹玉99＞农华101,差异达极显著水平;干物质积累过程分为积累渐增期、直线快增期和减速积累期3个阶段,其中直线快增期为干物质积累的主要阶段,随着播期的推迟,直线快增期经历的积温、干物质积累量、干物质积累平均速率、速率峰值及其对应的干物质积累量占干物质总量的积累比例都不同程度减小。丹玉39的快增期较丹玉99、农华101明显延长,干物质积累平均速率、速率峰值及其对应的干物质积累量较丹玉99、农华101显著提升。     

东北地区不同时间尺度下气温和无霜期的变化特征

利用东北三省71个气象站点1961-2012年地面气象观测资料,分析年代、年、季、月、旬各级尺度下气温和无霜期的变化特征。结果表明：气温和无霜期等值线存在年代际北移的现象,1980-1999年气温和无霜期增幅最大,与1961-1979年相比,3℃温度等值线北移约1个纬度,气温高于3℃的面积增加了1.14×10.5km2,无霜期155d等值线北移2～4个纬度,无霜期大于155d的面积增加了2.02×10.5km2。1961-2012年东北地区温度升高速率为0.30℃10a-1,冬季增幅最大（0.47℃10a-1）,夏、秋季增幅较小,无霜期增加速率为3.5d10a-1,初霜日推迟8.1d、终霜日提前9.8d。2月气温增幅最大（0.8℃10a-1）,是造成冬季气温增幅大的主要原因,2月下旬（第51-60天）气温气候倾向率达到峰值,约1.00℃10a-1,水汽含量变化可能是产生这一现象的主要原因。     

东北地区持续低温指数的温度敏感性分析

应用东北地区73个气象台站1961-2005年日最低温度和平均温度观测资料,分析持续低温指数（Consecutive Cold Day Index,CCDI）对温度变化的响应规律,探讨其对农业生产的可能影响.结果表明,研究期内东北地区年、季平均温度均呈上升趋势（P＜0.01）,其中冬季增温幅度最大,夏季最小,2001-2005年夏、秋、冬季平均温度有所下降、年际变率增大;研究期内年、季CCDI值均呈减少的趋势,年际变率增大,不同季节CCDI降幅及年际变率差异明显,2001-2005年的年、季CCDI较1991-2000年有所升高;研究期内年、季CCDI的温度敏感系数皆为正值,说明年、季CCDI值随相应的年、季平均温度升高而下降;CCDI的温度敏感系数及CCDI与平均温度的相关系数均呈阶段性减小的趋势,但90年代中期以来又有所增加.虽然东北地区年平均温度升高、CCDI下降,但由于存在季节间差异,夏季热量条件并未得到很大改善,加之温度波动加剧、更晚熟作物品种的大量播种,致使低温冷害频繁发生,因此在东北地区栽种晚熟作物品种仍需谨慎.     

东北地区主要粮食作物对气候变化的响应及其产量效应

综述了在全球气候变暖背景下,东北地区农业气候资源、农业气象灾害的变化特征以及主要农作物对气候变化的响应。结果表明,气候变暖给东北地区农业带来的影响利弊共存,主要表现为东北地区主要农作物生长季节温度升高、热量资源增加,适宜农作物生长的时期延长、适种区域扩大,为作物的光温生产潜力以及产量的提高提供了潜在的可能。但由于光照及水资源的限制以及CO2浓度的增加而引发的温室效应,对农作物的产量和品质也产生了负面影响。极端天气事件增加,农作物生态环境恶化,干旱、洪涝、盐碱化速度加快,尤其是近几年受全球变暖的影响,东北地区主要农作物受干旱灾害的影响最为明显。降水总量减少和降水分布不均匀,使东北地区成为受气候变化影响最敏感和脆弱地区之一。     

基于APSIM模型评估北方八省春玉米生产对气候变化的响应

基于北方地区农业气象试验站春玉米多年田间试验数据和逐日气象数据,分析农业生产系统模型APSIM在北方八省春玉米产区的适用性,在区域尺度上识别春玉米发育期和产量的关键气象响应因子,模拟过去54a（1961?2014年）该地区春玉米的生长发育和产量形成过程,探讨春玉米发育期和产量对气候变化的响应规律。结果表明：验证后的APSIM玉米模型在北方八省春玉米产区具有较好的适用性。气温和土壤温度是北方各地春玉米发育期的首要关键气象响应因子,其中北方春播区春玉米各关键发育期对最高气温响应最明显,西北内陆区春玉米各关键发育期对最低气温响应最明显。平均气温、日最高气温、日最低气温和土壤温度的升高均会导致春玉米生育期（出苗、开花和成熟）日序提前,发育天数减少,春玉米提前成熟。北方春播区春玉米产量对温度、降水、日照时数响应明显,西北内陆区春玉米产量对温度和潜在蒸散响应明显,大部分地区温度的升高和潜在蒸散的增加会引起玉米产量的显著下降。