基于RZWQM2的黄土高原旱地冬小麦生长关键气象因子分析

利用根区水质模型(RZWQM2),结合过去56年(1956～2012年)基本气象因子的变化规律,研究黄土高原旱地冬小麦生长、产量和水分利用对气候变化的响应及其关键气象因子。结果表明:在过去56年中,冬小麦生育期内"暖干"趋势明显,冬小麦生育期内日平均气温和有效积温(GDD)均呈增加趋势,增幅每10年分别达0.2℃、44.5℃·d,1983年以后增加趋势更为显著,每10年分别达0.52℃、140.7℃·d,而降水量和太阳辐射整体随着时间变化呈缓慢减小趋势。冬小麦生育期内GDD的增加,显著缩短冬小麦生育期时间,1983年以后,冬小麦返青期、开花期和成熟期历时每10年分别缩短4.7、5.6和5.7d,出苗-越冬期缩短的时间占整个缩短时间的80.7%,返青-开花期缩短的时间占整个缩短时间的17.5%。冬小麦营养生长期缩短使得小麦植株干物质累积时间和累积量相应减少,进而影响冬小麦穗的形成和籽粒对氮素的吸收,导致冬小麦产量和水分利用效率均减小。降水资源是该区域冬小麦生长的决定性气象因子,同时太阳光热资源的变化则进一步限制冬小麦产量潜力和水分利用效率的提升。     

影响小麦产量的气象因素分析及产量气象模型研究

为充分合理有效利用气候资源,预测预报主要气候因素(平均气温、降雨量、日照时数)对小麦产量的影响,根据河南省漯河市1987—2017年小麦产量和生育期内的月平均气温(℃)、降雨量(mm)、日照时数(h·d~(-1))等气象资料进行统计分析,并通过滑动平均模拟法对小麦气象产量进行计算,建立气象产量模型。结果表明,1987—2017年,小麦生育期内各月平均气温、降雨量和日照时数均呈先下降后上升的趋势,最低值均出现在1月,最高值均出现在5月;其中平均气温尤其是3—5月份即冬小麦返青后至成熟期间的平均气温对小麦产量的促进作用达显著水平(P0.05),日照时数在小麦苗期(10月份),降雨量在小麦返青期(3月份)对小麦产量的负作用达显著水平(P0.05);根据气温、降雨量和光照等气象要素指标,建立气象产量预测模型,其结果亦表现为平均气温影响较大,且为正向作用,其次是降雨量和日照时数,二者均为负向作用。     

气候变化对河北低平原冬小麦需水量及水分生态适应性的影响

在气候变化和水资源短缺背景下,河北低平原地区冬小麦生产面临着巨大挑战。本研究以沧州市吴桥县为例,分析该地区1981—2015年冬小麦生育期内各项气象因素变化特征,采用SIMETAW模型模拟冬小麦各生育期需水量变化,分析冬小麦各生育阶段的水分生态适应性,提出影响冬小麦各生育阶段需水量的重要气象因素。结果表明:近35年来,气温是冬小麦生育期内变化最为显著的气象因素,其中最低气温呈极显著上升趋势,增幅为0.41℃/10a,平均气温呈显著上升趋势,增温幅度为0.27℃/10a;其次是降雨量的变化,冬小麦生育期内降雨量历年来呈增加趋势,每10年增加6.06mm;其他气象因素均呈不显著上升趋势。在上述气候变化背景下,冬小麦生育期内需水量近35年总体呈上升趋势,其中1981—1998年需水量呈下降趋势,1998—2015年呈上升趋势;冬小麦3个生长阶段(播种~越冬、返青~拔节、孕穗~成熟)的需水量均为上升趋势,其中拔节~返青阶段需水量显著高于其他2个生育阶段,且水分生态适应性最差,降水耦合度多年平均仅为17.84%。影响冬小麦各生育阶段需水量的气象因素有所不同,其中影响冬小麦返青~拔节阶段需水量的主要因素包括空气相对湿度(-)、最高气温(+)、平均风速(+)、太阳辐射(+)、最低气温(+)。根据回归方程,预测吴桥县冬小麦生育期需水量在2020和2030年分别为466.7和472.6mm。本研究结果将为河北低平原地区冬小麦节水种植制度构建提供理论依据。     

气候要素、品种及管理措施变化对河南省冬小麦和夏玉米生育期的影响

为揭示气候要素和品种及管理措施变化对冬小麦和夏玉米生育期的影响,利用1980—2014年河南省30个冬小麦站点和18个夏玉米站点的物候观测资料和逐日气象资料,通过一阶差分结合逐步回归的方法分析生长季温度、降水和辐射3个气候要素变化以及品种及管理措施变化对冬小麦、夏玉米全生育期和各生育阶段长度的影响。结果表明:1)河南省冬小麦返青期推迟,拔节、抽穗和成熟期提前;返青-拔节期、拔节-抽穗期分别缩短了4.8±1.9和3.3±0.9 d/10年,抽穗-成熟期延长了2.3±0.8 d/10年,全生育期长度无显著变化趋势。夏玉米大部分站点物候期变化趋势不显著;44%的站点全生育期延长,主要表现在抽雄-成熟期延长2.5±1.4 d/10年。2)冬小麦生长季温度升高,33%的站点降水减少,总辐射无显著变化趋势;气候要素变化主要发生在返青-拔节期。夏玉米生长季温度升高的站点占39%,降水量无显著变化趋势,39%的站点日均总辐射减少;温度升高主要发生在出苗-拔节期,日均总辐射减少主要发生在出苗-拔节期和抽雄-成熟期。3)冬小麦全生育期长度对温度、降水和辐射变化均较敏感,夏玉米全生育期长度对温度和辐射变化敏感。温度、降水和日均总辐射变化使河南省冬小麦全生育期平均缩短了6.3±4.2 d/10年,使夏玉米全生育期平均缩短了0.8±0.9 d/10年;而品种等其他因素使冬小麦和夏玉米全生育期分别延长了5.2±5.4和2.6±2.6 d/10年。气候要素变化缩短了河南省冬小麦和夏玉米的生育期,品种及管理措施等因素改变减缓了气候的负作用。但是各要素变化对河南省冬小麦、夏玉米全生育期、各生育阶段长度的影响仍存在较大的不确定性。     

小麦生育期间气候资源配置与高产栽培途径

分析濉溪县多年小麦产量和相应的旬日照时数、平均气温和降水资料表明:正常年份光温水消长与小麦各生育阶段对气候的要求基本吻合,光热资源能够满足小麦生长发育的需要,降水略感不足。小麦播种—分蘖期气象方面的限制因子是降水量,越冬期和返青—拔节期的限制因子是温度,灌浆—成熟期光照时间、温度、降水量对产量均有较大影响。气候过渡性特征十分明显,气象灾害多而频繁,引起小麦产量的显著波动。生产上要立足本地气候特点,趋利避害,防灾减灾,通过优化小麦种性布局、培肥土壤和规范化栽培等途径,保障小麦高产稳产。     

气象条件对川中丘陵地区玉米生长和产量的影响及播期优化——以中江为例

2016、2019、2020年以四川主推玉米品种‘正红505’为试验材料,设置5个播期,研究不同播期下气象因子的差异及其对玉米生育进程和产量的影响,以期为川中丘陵地区玉米的播期优化提供理论依据。结果表明：随播期推迟,日均温升高,玉米营养生长期缩短,其间活动积温减少,气象因子对玉米全生育期的影响主要表现在营养生长阶段;相关和回归分析表明,温度是决定玉米生育期长短的主要气象因子,日均温度和活动积温对各生育时期的贡献率达83.0%,其中吐丝—成熟期达99.9%;籽粒产量同时受温度、光照和降水量的影响,其中光照条件贡献较大(贡献率35.7%~54.0%),日均温和活动积温贡献率25.2%~31.2%,降水量贡献率20.8%~33.1%;气象因子对产量构成因素的贡献率不同,对穗粒数贡献最大的是播种—吐丝阶段的温度,对千粒质量贡献最大的是吐丝–成熟阶段的光照;随播期推迟,玉米生物产量和籽粒产量均呈先增后减趋势,籽粒产量(y)与播期(x第一播期后的天数)的回归方程为y=–1.16x2+19.87x+7977.34,R2=0.47**,在4月3日左右最高。推断4月上旬是本区玉米高产的适宜播期。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

气候变暖背景下中国冬小麦物候期的时空特征

利用国家农业气象试验站和国家基本气象站实测的冬小麦物候数据和气温数据,通过地理信息技术、5日滑动平均法、相关性分析,探讨了2003—2012年我国冬小麦主要种植区内冬小麦返青期、拔节期、成熟期起始日期的时空分布特征及其对气温因素的响应。结果表明:近年来研究区域内冬小麦返青期、拔节期、成熟期起始日期在空间上自东南向西北逐渐推迟,在时间序列中返青期、拔节期、成熟期的发生时间主要呈延后趋势;农业界限温度初日自东南向西北逐渐推迟;农业界限温度的通过日期在西北地区呈提前趋势,在东部地区呈延后趋势;冬小麦物候期起始日期与农业界限温度初日呈极显著正相关,说明温度升高可以促进冬小麦生物过程进行,有利于冬小麦拔节期、成熟期等生育期发生,从而导致冬小麦物候期提前发生。     

关中冬小麦发育期降水量突变及其影响

采用陕西关中宝鸡、咸阳、西安、渭南、铜川5个地市小麦发育期的降水量资料,运用Mann-Kendall突变检验法,对1961-2007年期间关中冬小麦生育期降水量的变化趋势和突变情况进行分析。结果表明,关中冬小麦生育期降水量整体上呈减少趋势。播种期降水变化都是从2001年开始上升,降水减少的幅度变小,1986年和2003年是关中地区播种期的降水变化的突变年份。分蘖期趋势呈减少趋势。越冬期各地市降水变化呈增加趋势,对于冬小麦根系发育非常有利。拔节-孕穗期降水减少趋势明显,对产量形成影响较大,抽穗-灌浆-成熟期降水整体上呈减少的趋势。建议加强冬小麦孕穗期-成熟期的灌溉设施管理,或尽量把冬小麦种植在水地,在旱地和塬区要减少冬小麦的种植面积,以确保小麦稳产高产。     

降水量对旱地冬小麦产量的影响

通过对运城市临猗县试验田1985—2008年的降水量和产量数据进行分析,探讨不同生育期降水量和底墒水对冬小麦产量的影响,并通过相关性分析和多元回归分析,找到对冬小麦产量影响最大的阶段降水量,从而构建出用降水量对冬小麦产量进行预测的模型。再经过预测值和实测值之间的对比分析,找到模型的不足。结果发现,制约试验田冬小麦产量的因素在于底墒水和越冬—返青期的防冻保苗措施,并针对性地提出相应的农业技术措施。     

气候变化对河南省大豆产量的影响分析

利用河南省林州和泛区1993—2013年以及正阳1993—2008年大豆生育期观测资料和同期气象观测资料,通过数理统计、回归分析、线性倾向估计和积分回归等方法,分析河南省气候变化与大豆产量之间的关系,以期为当地合理利用气候资源、保障大豆安全生产等方面提供科学依据和参考。结果表明,在气候变化背景下,河南省大豆实际产量整体上呈增加态势;大豆趋势产量除泛区近似直线增长外,其他地区都有先减少后增加的趋势;大豆气象产量总体上呈减少趋势。降水量对河南北部、中部地区大豆的气象产量影响较显著;降水量增加对北部地区大豆产量有利。日照时数对大豆产量的影响较小,仅中部地区有一定的影响。平均气温对大豆产量的影响不明显;气温升高对南部和中部地区的大豆产量有利,对北部地区不利;积温增加对大豆实际产量的增加作用较为明显,但对中部地区的气象产量有一定减少作用。大豆气象产量对降水量、平均气温单位变化的敏感性相对较大。     

气候变化对徽成盆地冬小麦生育的影响

甘肃省陇南市徽成盆地是冬小麦适宜栽培区,境内光热资源有余,水资源略显不足(旱作区农业),尤以冬春连旱影响大。冬播前的7-9月底墒雨量和春季第一场好雨的迟早对小麦春季生长影响明显。本文通过对徽成盆地代表站成县农业气象观测站多年冬小麦生育期和气候资料的统计分析,研究了气候变化对冬小麦生育及产量的影响。结果表明:冬小麦生育期降水量和光照时数趋减,温度趋升、积温趋增,暖冬和春旱几率加大。小麦生育期缩短,播期推迟,越冬期缩短,返青-拔节、抽穗-成熟期缩短,拔节-抽穗期提前最明显。拔节、抽穗和灌浆乳期降雨量和时空分布是影响小麦产量的决定因素。     

黄土旱塬区近40年降水对冬小麦耗水和产量的影响

冬小麦是黄土旱塬区重要口粮作物,产量受降水等因素影响较大,为研究降水对冬小麦耗水规律和产量的影响,收集、统计甘肃省农业科学院镇原试验站近40年冬小麦长期观测数据,分析冬小麦产量、耗水量等指标随降水变化的趋势。结果表明,黄土旱塬区近40年冬小麦产量以每年51.2 kg·hm-2速度增加,但持续系数仅为0.43;10月中旬至11月中旬、3月中上旬、5月上旬和下旬降水量增加,产量随之显著增加;全生育期降水满足率为64.4%,干旱年型仅为52.7%,不同生育时期中拔节-灌浆期满足率最低。冬小麦生育期耗水量近40年呈降低趋势,平均为361.3 mm,播种-返青期耗水占全生育期的34.3%,为全生育期耗水最大的时期;干旱年和平水年分别在出苗-拔节期和拔节-灌浆期降水满足率最低,分别为36.9%和42.2%,此阶段降水对冬小麦产量影响显著。冬小麦产量相关的因素由高到低依次为耗水量>穗数>穗粒数>播前底墒>生育期降水量>全年降水量。近40年来黄土旱塬区冬小麦稳产性差,原因为播种-返青期耗水占全生育期比重较大,降水满足率低,影响了冬小麦分蘖成穗和水分高效利用。以上结果表明,...     

山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

我国西北冬小麦生长发育对气候变化响应分析

西北地区为我国气候变暖较明显区域之一,为明确主要农作物冬小麦对气候变暖的响应程度,选取我国西北地区农业气象观测站冬小麦的发育期资料,运用线性统计方法分析其20多a来冬小麦的生长发育变化特征,研究西北地区主要农作物的生长发育对气候变暖的响应程度。结果表明:(1)西北大部分地区冬小麦的播种日期推迟。(2)冬小麦的返青期受局地小气候及干旱等气候条件影响,大部分呈推迟趋势。(3)所选区域冬小麦均一致性地表现为成熟期提前。(4)西北地区大部分冬小麦返青—成熟期间的天数在缩短,仅甘肃庆阳和新疆莎车冬小麦返青—成熟期间的天数在延长,且延长趋势不显著。     

2000—2018年舞阳县气象因素对冬小麦产量的影响

根据2000—2018年舞阳县小麦生长期间的气象资料及小麦产量资料,分析气象因素之间以及气象因素与小麦产量的相关性。结果表明,各月降水量与光照之间有很强的负相关;降水量与气温之间负相关不明显;光照与气温之间成正相关。降雨量和光照对产量的影响较小,温度对产量有较大影响。因此,温度最有可能成为决定产量的主要因素。该试验研究结果为未来冬小麦持续高产提供了理论基础。     

陕北渭北冬小麦降水产量关系与补灌时期研究

在分析陕北、渭北地区旱地冬小麦生育期水分盈亏量和不同月份降水自给率地区分异的基础上 ,研究了不同分区典型县旱地降水产量积分回归函数和降水对产量的影响规律 ,确定了陕西丘陵沟壑区和渭北台塬东部冬小麦最佳补充灌溉时期为 :冬前分蘖期和返青、拔节期 ;洛川塬区 :返青、拔节期 ;渭北台塬西部 :越冬期     

临汾市冬小麦生育期降水对产量的影响分析

冬小麦产量的变化主要受降水、温度、光照等气象要素的影响,其中,以降水尤为明显。冬小麦全生育期对降水量的需求不尽相同,拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期是冬小麦需水最大的时期,降水对产量的影响也最大。临汾市冬小麦生育期降水量的变化是影响冬小麦产量的主要因素。1985—2008年冬小麦产量和降水的对比分析发现:4月份(拔节—抽穗)降水量的多少对冬小麦产量影响很大,降水量与小麦产量呈正相关,在适宜的范围内,降水量偏多的年份为增产年,降水量偏少的年份为减产年;在冬小麦全生育期,临汾市多年平均降水量小于冬小麦生育期需水量;在春季降水异常的年份中,降水量偏少比降水量偏多对冬小麦减产影响明显;在冬小麦生育后期,降水因素(降水量与降水日数)是影响冬小麦产量的主要因素。     

科右前旗牧草发育规律及发育期预报服务

选取科右前旗乌兰毛都牧草观测站和察尔森牧草观测站2004—2015年气象资料和2016—2021年牧草资料,分析了牧草生育期的变化特征,并研究了牧草的返青期、开花期、黄枯期与气候变化之间的关系。研究表明,温度是影响天然牧草返青的决定性因素,在本研究中降水量对察尔森灯芯草蚤缀的开花期和察尔森2种牧草黄枯期显著相关,而与返青期变化无相关性。温度的季节变化是影响科右前旗2个地区天然牧草生育期变化的主要因素,降水量对开花期和黄枯期产生了一定的影响。40 cm地温与乌兰毛都2种牧草的开花期和黄枯期均显著相关,与察尔森2种天然牧草的黄枯期显著负相关。     

陕西渭北冬小麦降水产量关系与补灌时期研究

在分析陕北、渭北地区旱地冬小麦生育期水分盈亏量和不同月份降水自给率地区分异的基础上,研究了不分区典型县旱地降水产量积分回归函数和降水对产量的影响规律,确定了陕西丘陵沟壑区和渭北台塬东部冬小麦最佳补充灌溉时期为：冬前分蘖期和返青、拔节能;洛川塬区;返青、拔节期;渭北台塬西部：越冬期。