气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

近20年河湟谷地粮食作物种植结构对气候变化的响应

近百年来北半球的显著增温,已经对农业生产的产量、熟制和种植结构等产生深刻影响。本研究通过河湟谷地农户对气候变化的感知和主要粮食作物种植结构面积的调查,并运用快速聚类方法进行分析表明:近20年河湟谷地主要粮食作物播种面积比例结构变化显著,薯类种植面积大范围增加,小麦种植面积快速下降,其种植范围在地域空间上向东退缩,玉米播种面积增加显著,并向西部和高海拔地区扩展。河湟谷地主要粮食作物种植结构由小麦-薯类作物,逐渐向玉米-薯类-小麦等多样化、喜温作物方向发展。     

我国马铃薯病虫害发生现状与防控策略

马铃薯在我国是继水稻、玉米和小麦之后的第四大主粮作物,在保障我国粮食安全、精准扶贫、种植业结构调整中发挥着至关重要的作用。我国马铃薯优势产区包括北方一作区(东北、华北、西北)、中原二作区、西南混作区以及南方冬作区,种植面积和总产量均位居世界首位。本文概述了我国马铃薯各优势产区主要病虫害的发生情况和及防控措施。     

北疆农业热量资源时空变化及其对熟制的影响研究

利用1961—2012年北疆48个代表站的年平均气温、无霜冻期和≥10℃积温气象资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall检验和Arc GIS中反距离权重插值等方法分析了北疆各县市农业热量资源的时空变化及其对熟制的影响。结果表明,近52年北疆年平均气温、无霜冻期和≥10℃积温分别以0.36℃·10a-1、4.7 d·10a-1和80.66℃·d·10 a-1的倾向率呈增加及延长趋势,其中塔城地区、伊犁河谷和阿勒泰地区较其它地区增温明显。各气象要素均在20世纪80年代之后发生突变,突变年后农业热量资源增加明显,作物熟制从仅满足一年一熟逐渐向多熟制发展,表现为,突变后一年三熟的地区较之前以吐鲁番市为中心向周边地区扩大,一年二熟的地区扩大到精河县-克拉玛依市沿线以东,克拉玛依-奇台-鄯善沿线以南天山以北的大部分地区和伊犁河谷西部以及哈密市周边地区,而二年三熟地区增加较小,一年一熟的县市呈继续向高纬度地区减少的趋势变化。     

呼伦贝尔市岭北地区油菜田小菜蛾综合防治技术

呼伦贝尔市位于内蒙古东北部,面积25万km2,并以大兴安岭为气候特征分界线,分为岭东和岭北两个气候积温带,岭北常年平均气温为-3～-5℃,大于等于10℃积温为1850℃左右,主要农作物有小麦、油菜、大麦、马铃薯等。因受市场经济的驱动,双低油菜面积逐年扩大,播种面积超过总播种面积的一半。从2001年的2.3万hm2增加到2006年的14.6万hm2,增加了160%,由于重茬种植面积不断增加,     

河北省典型缺水区适水型种植制度改革的讨论

基于河北省匮乏的水资源禀赋和严重超载的农田生产问题,讨论了轮作与休耕在缺水区应用的本质与意义,提出以农田雨养旱作、多作轮种与休耕为表征的缺水区简约化种植制度的改革原则。结合区域资源特征与国家需求,进一步实例分析了河北省缺水区适水种植制度与技术策略,包括降低熟制,由冬小麦-夏玉米一年两熟降为春作物→冬小麦—夏作物两年三熟,实行冬春季的季节性休耕,缩减小麦比重,实现结构性节水;采用田间秸秆、塑膜覆盖以及土下覆膜技术,雨水集蓄、节水补灌技术,发展雨养农作;选择无限开花习性的棉花、花生、大豆、菜籽等一年生适水型作物,配合补水成苗等技术,促进作物稳产;以机械化与智能化替代人力生产等,提高农作效益;向优质型农产品转型、发展社会需求的休闲游憩型环境产品生产,实现对高耗水生产的等效或优效替代。     

华北段农牧交错带气候变化特征及其响应

依据华北段农牧交错带1961-2010年气象资料,利用标准化降水指数(SPI)、Mann-Kendall检验等方法对研究区的气候变化特征进行了分析。结果显示:1)近50a来,华北段农牧交错带以1987年为界划分为两个时期,此前为冷期,此后为暖期。其年平均气温线性增温速率为0.35℃/10a,冬季增温最显著,其次为春季、秋季、夏季。气温在1993年发生突变。2)年降水量呈下降趋势,倾向率为-6.51mm/10a,夏季降水的减少对其贡献率最大。3)气温突变后,极端旱涝灾害事件减少,中旱灾害频率在增加,气候变化整体呈现暖干趋势。     

西北干旱灾害及其气候趋势研究

利用西北五省1950～2000年降水、温度和农作物旱灾面积资料,用降水的Z指标法,农作物受旱成灾率确定了西北干旱指标和旱灾等级,分析了西北旱灾特征及气候变化趋势。表明西北农业旱灾以70、90年代最严重,而且呈增加趋势,气温在升高,降水在减少。根据预测21世纪前十年西北干旱有所减轻。     

气候变暖对内蒙古东部地区农牧业气候资源的影响

选取内蒙古东部地区48个气象站1961-2014年的日气温、降水资料,计算了与农牧业生产相关的热量、水分等要素,深入分析了气候资源对气候变暖的响应及其对农牧业生产的影响。结果表明:1987-2014年比1961-1986年增温明显,特别是最低气温的增幅最为显著,冬季增温高于其它季节;≥0℃、≥10℃积温和无霜期均有所增加,积温线向西北方向推进;冬季≤-25℃低温天数明显减少;作物生长季降水量基本持平,但降水变率增大。因气候变暖,热量资源显著增加,长生育期作物扩种,设施农业冻害风险降低,有利于牲畜安全越冬度春,但会导致天然牧草退化,病虫害虫卵易于越冬;降水变率增大使干旱发生概率变大。     

近40a来南阿尔泰山区现代冰川变化及其对气候变化的响应

以1972,1989,2000,2011四个不同时段的遥感影像资料为基础,通过计算机自动提取结合人工解译获得研究区各时段冰川信息。参考世界冰川编目(WGI)分别对分布在中国、俄罗斯和哈萨克斯坦境内的冰川进行编目及属性更新,完成南阿尔泰山蒙古境内冰川编目。对不同时段冰川信息进行对比,并结合气温、降水等气候资料对其变化特征进行分析。结果表明:(1)1972-2011a,南阿尔泰山区冰川总面积从633.91km2减少至329.03km2,退缩面积304.88km2,占1972a冰川总面积的48.1%;(2)不同面积等级冰川数量与面积变化呈反相关关系,小冰川对气候的响应更为敏感;(3)研究区各坡向冰川均在退缩,其中南向、东北向、东向、北向退缩较快,西向、西南向、东南向、西北向相对缓慢;(4)1972-2008a研究区增温显著,降水以1987a为界先增后波动中稳定,二者的水热组合是区内冰川退缩的主要原因。     

长期施用秸秆生物炭对土壤养分及作物生长的影响

于2011—2020年在山西榆次区开展田间定位试验,设不施肥(CK)、不施肥施生物炭(CK+B)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施生物炭(NPK+B)共4个处理,种植模式为玉米-高粱轮作,研究有机碳施用5 a和10 a对0～20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性的影响,及各处理累积秸秆干物质量、养分积累量和籽粒产量的变化。结果表明：(1)生物炭施用5 a和10 a后,与CK比较,CK+B处理土壤有机质含量分别提高了46.3%和61.2%;与NPK比较,NPK+B处理土壤有机质含量分别提高了67.8%和77.7%。施用10 a后CK+B处理全氮含量显著高于CK处理,但NPK+B和NPK处理土壤全氮含量间没有显著差异。生物炭对土壤速效钾含量提升效果显著,施用10 a后CK+B和NPK+B处理土壤速效钾含量较CK和NPK处理提升86.4%～46.6%。(2)生物炭施用10 a显著提升了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,增幅分别为11.4%～11.9%和7.9%～16.2%,但对脲酶、过氧化氢酶和有效磷没有影响。(3)生物炭施用10 a明...     

基于波文比-能量平衡法的半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量估算

为准确估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量,在测定气象数据的基础上,以水量平衡法的实测蒸发蒸腾量（ET）为参考,分析判断波文比-能量平衡法估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量的适用性以及整个生育期内葡萄ET的变化规律,分别采用单作物系数法（K_c）、双作物系数法（K_cb）估算半干旱半湿润地区葡萄ET。结果表明：全生育期内波文比-能量平衡法与水量平衡法之间的均方根误差(RMSE)与纳什系数(NSE)分别为0.54与0.64,决定系数为0.82,说明波文比-能量平衡法可以较好地应用于半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾估算,双作物系数法比单作物系数法估算结果更为精确,计算出的双作物系数0.85、1.07、0.71可以作为本地区值。     

甘肃旱地农业发展与研究前沿

甘肃省72%的耕地属于旱地雨养农业,发展旱地农业对甘肃脱贫攻坚和高质量发展具有重要意义。20世纪90年代以来,甘肃旱地农业以“雨水富集、提升利用效率”为核心的集水农业发展思路得到快速传播,发展了丰富多样的旱地农业高效用水方法和技术,并在21世纪展现出明显成效。2000—2021年间,全省粮食生产总量从713万t增加到1 231万t,人均粮食产量从278 kg增加到491 kg,超过全国人均水平。2021年省政府提出优势特色产业三年倍增行动,快速推进多产业协同发展,为旱地农业高质量发展树立了典型案例。在总结过去20年甘肃旱地农业主要发展经验和成就的基础上,提出了未来需要重点研究的前沿科学问题。     

基于无人机多光谱遥感估算西北半湿润区葡萄基础作物系数研究

为提高西北半湿润区葡萄园蒸散量的估算精度，以波文比系统实测蒸散量ET_c为基础，基于彭曼公式法计算参考作物蒸散量ET_o,得到葡萄作物系数K_c后，采用FAO-56双作物系数法计算土壤蒸发系数K_e与水分胁迫系数K_s,获得基础作物系数K_cb;同时利用无人机多光谱遥感影像获取葡萄光谱数据，提取多个波段反射率计算4种植被指数(归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、比值植被指数RVI、差值植被指数DVI),建立葡萄K_cb与植被指数的关系模型(一元线性回归、多项式回归、多元线性回归),从而计算葡萄园实际蒸散量用以验证无人机多光谱遥感估算葡萄K_cb的精度。结果表明：(1)相同建模方法下，植被指数与K_cb的模型拟合精度受到其种类与葡萄生长时期的影响。在生育前期，利用一元线性回归建模得到的K_cb-VI_s模型拟合精度表现为NDVI>RVI>SAVI...     

凝胶基保水缓释尿素的稳定性

利用共聚法将保水剂和尿素共聚制成一种凝胶基保水缓释尿素肥料,并用热分析法、土壤培养及紫外老化法,结合红外光谱及电子显微镜、吸水倍率考察凝胶基保水缓释尿素的稳定性。热分析结果表明,保水缓释尿素的热稳定性与其材料合成中尿素/保水剂比有关,其配比为0.54∶1和0.44∶1时热稳定较佳。吸水倍率测试表明,保水缓释尿素在土壤培养中释放尿素后,保水剂仍保持吸水、保水特性。红外光谱和电镜观察解析表明,凝胶基保水缓释尿素既释放尿素,又交换吸附了土壤养分和盐分。紫外老化实验结果反映出保水缓释尿素形态及颜色发生了变化,但红外光谱解析表明其保水材料化学结构未改变,仍保有吸水保水和养分缓释的功能。因此,实验合成的凝胶基保水缓释尿素是具有一定稳定性的吸水保水功能的缓/控释肥料,其尿素/保水剂比为0.54∶1和0.44∶1较合理。     

长期不同施肥方式对旱地轮作土壤养分和作物产量的影响

为明确黄土高原半干旱区不同施肥方式下旱地土壤养分和作物产量及其相互关系,筛选出农田最佳施肥管理措施,于2015—2018年进行田间试验,研究了9种不同施肥设置[有机肥配施磷肥(MP)、有机肥配施氮肥(MN)、磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、种植作物不施肥(CK)、氮磷钾肥配施(NPK)、氮钾肥配施(NK)、有机...     

黄淮海平原灌区节水高效耕作制度构建

黄淮海地区是我国重要的粮食产区,平均复种指数为150%,小麦-玉米一年两熟加春播作物组成的两年三熟制为该区域的主要种植制度。受水资源限制,部分地区复种指数呈现下降趋势,严重影响了区域粮食安全。发展节水高效耕作制度成为解决区域粮食安全和生态安全的重大科技问题。介绍了山东农业大学在小麦-玉米周年节水高效耕作制度和春播作物覆盖节水耕作制度两个方面的最新进展：前者重点介绍秸秆还田与高效耕作、高杆喷灌水肥一体化、肥水耦合、测墒补灌等生物节水与农艺节水的技术创新与集成;后者重点介绍多功能生物降解地膜的研制与花生、马铃薯等覆盖节水增产技术体系。在此基础上,提出黄淮海地区耕作制度的发展方向与技术需求(采取深松与秸秆还田技术相结合、深松与高杆喷灌结合、废弃物还田、合理灌水与施用氮肥相结合、地膜覆盖技术等),以期为黄淮海平原灌区粮食安全和生态安全提供战略支撑与技术支持。     

植物生长调节剂对黄淮井灌区夏玉米水分利用效率的调控

植物生长调节剂的研制和应用为实现玉米高产稳产、节水栽培提供了新的条件。试验于2018年在河南新乡研究了植物生长调节剂对京农科728、新单61、先玉335等品种水分利用效率的调控效应,试验采用裂区区组设计,品种为主区,副区为植物生长调节剂和清水对照。结果表明,不同基因型夏玉米品种产量水平、水分利用效率存在显著差异(P0.05)。植物生长调节剂能显著改善玉米水分利用效率、增加籽粒产量(P0.05),其中,水分利用效率最高增幅达3.12%,籽粒产量最高增幅达3.09%。植物生长调节剂能显著降低倒伏率(P0.05),降幅最高达90.00%,重塑了玉米株型建成。植物生长调节剂调控玉米水分利用效率的效应发生机制,可能在于改变了激素信号转导关键基因表达量,进而使其内源激素如GA_3、ABA含量发生了变化。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。