基于降水距平的内蒙古地区马铃薯干旱指标研究

为建立内蒙古地区马铃薯干旱灾害的监测与评估指标,以中西部和东部地区全生育期、苗期和花期的降水负距平百分率与相对气象产量二者建立回归方程,结合农业干旱等级和降水距平百分率气象干旱等级国家标准,得出了三个时段轻旱、中旱和重旱的等级指标。即全生育期中西部和东部降水距平等级指标分别为-5%~-25%、-25%~-40%、-40%和-10%~-30%、-30%~-45%、-45%;苗期中西部和东部等级指标为-10%~-35%、-35%~-50%、-50%和-20%~-45%、-45%~-60%、-60%;花期中西部和东部地区指标相同,即-5%~-30%、-30%~-50%、-50%。利用2014和2015年马铃薯主要种植区发生重旱的灾情进行指标验证,计算结果与实际发生基本吻合。     

基于气象关键因子的河南省夏玉米产量预报研究

以河南省13个地市1990-2006年逐旬光温水气象资料为基础,通过相关分析确定了影响河南省夏玉米产量的关键气象因子,建立了7月中旬-9月中旬的夏玉米气象产量预报模型。将全省由南至北划分为三个区域,分区回代1990-2006年资料对模型预报准确率进行回代检验,并利用2007-2010年资料对模型进行试报。检验结果表明,模型回代准确率全省为88．4％,不同区域间回代准确率差异明显,北部最高92．9％,中部次之87．4％,南部最低83．4％,分析原因主要受夏玉米产量年际波动的影响;模型预报准确率全省为94．9％,各区域差别不大,基本在95％左右。     

拔节期高温干旱复合胁迫对夏玉米生长发育的影响

西北地区夏玉米拔节期为高温和干旱易发期,对玉米造成高温和干旱双重胁迫,因此研究夏玉米生长对拔节期高温和干旱双重胁迫的响应对玉米高产稳产具有重要意义。采用盆栽试验结合人工模拟高温胁迫的方法,设置2个温度梯度（常温,T₀;高温,T₁）,各温度设置3个水分梯度（适宜水分,W₀;轻度干旱,W₁;重度干旱,W₂）,共计6个处理。对玉米光合参数、叶绿素含量、株高以及干物质量进行测定与分析。结果表明：拔节期胁迫结束后,与T₀W₀处理相比,T₁W₀、T₁W₁、T₁W₂处理净光合速率分别降低39.78%、40.13%、57.13%,SPAD值分别降低34.99%、37.47%、43.19%;灌浆期中,与T₀W₀处理相比,上述三种处理株高分别降低20.40%、21.51%、35.22%,高温干旱复合胁迫对玉米生育后期造成了严重甚至不可恢复的影响;成熟期结束后,与T₀W₀处理相比,T₁W₂处理地上部分干物质量降低59.60%,百粒重降低10.09%。拔节期高温干旱复合胁迫导致光合速率下降、株高降低、干物质积累量减少、产量下降,然而高温适宜水分处理T₁W₀与高温干旱复合胁迫处理T₁W₂相比,净光合速率和SPAD值显著上升,保持适宜水分（70%~80%FC）可有效防止高温与干旱叠加,有助于缓解高温胁迫对玉米的伤害。     

黄淮海地区夏玉米对干旱和涝渍的生理生态反应

利用黄淮海地区多站点的夏玉米水分控制试验,探讨旱涝对夏玉米发育进程、光合能力、干物质分配、叶面积扩展、产量结构及最终产量的影响,进而分析旱涝对夏玉米生长过程的影响机制。结果表明:干旱减缓了夏玉米营养生长阶段的发育速率,但加快了生殖生长阶段的发育进程,而涝渍对夏玉米发育进程的影响较小;夏玉米全生育期土壤湿度距适宜湿度减小1%,其叶片最大光合速率将下降0.3 mol·m~(-2)·s~(-1),比叶面积上升8×10-6hm~2·kg~(-1);夏玉米全生育期土壤相对湿度下降1%,其地上总干重和穗干重均下降0.55%,而产量将减少155kg·hm~(-2);干旱不仅使玉米灌浆时间变短,而且使叶片光合能力下降;营养生长阶段干旱使干物质更多地分配向茎秆,导致叶面积扩展乏力,生殖生长阶段干旱减少干物质向贮存器官的分配而影响产量构成;尽管干旱使叶片变薄而促进其扩展,但仍不足以减缓干旱的整体负面影响,最终导致玉米减产;而涝渍主要使玉米叶片光合能力下降,并导致干物质向穗的分配减少而减产。     

三种气象干旱指标的应用比较研究

利用前人的研究成果对当前国内外常用的降水距平百分率、标准化降水指数和帕默尔干旱指数这三种气象干旱指标进行比较分析,指出了各指标的基本原理,并总结各指标的优缺点以及其适用性.结果显示:降水距平百分率计算简单,所需资料易获取,但对干旱的响应慢,不能反映干旱的内在机理,在实际应用中尤其是在西北地区有很大的局限性;标准化降水指标适用于任意时间尺度,计算稳定,对于干旱的反应较灵敏,但没有考虑水分的支出,在实际应用中可满足不同地区的需求,能够为不同时间尺度的干旱监测服务;修正的帕默尔指标考虑了前期降水、水分供给、水分需要、实际蒸散量等因素,不仅可以反映干旱程度,而且也包含了干旱的起止时刻,实际应用广泛,是目前最为成功的干旱指标,具有广阔的发展前景.     

气象、农业干旱指标综述

介绍了以降水量统计特征作为指标和以降水量、气温统计特征作为指标的气象干旱指标,以土壤含水量、作物旱情、作物需水量、供需水比例、作物水分综合统计特征为指标的农业干旱指标.列出气象、农业干旱指标计算公式,介绍计算方法和干旱指标的详细等级标准,并对各指标计算所需统计资料观测、收集的难易程度,各指标的优缺点、适用性及其适用区域范围评述,为干旱的监测、评估、预警和研究提供依据.     

夏玉米水分—产量反应系数研究

利用3 a的试验资料,对夏玉米生长发育期间的气象条件、产量性状、水分利用效率(WUE)和水分-产量反应系数进行了分析.结果表明:夏玉米各个生长发育阶段水分亏缺对产量的影响不一样,其中抽雄期水分亏缺对产量的影响最大,水分-产量反应系数达1.443,说明这个阶段是灌水增产的关键期.     

夏玉米苗期对不同时长干旱-复水的生理响应机制

为探究干旱-复水环境下夏玉米苗期的生理调节机制,采用桶栽的方式,设置3个水分处理:正常处理(CK):75%～85%θ_f(田间持水量),轻度胁迫(W₁):60%～70%θ_f,中度胁迫(W₂):50%～60%θ_f;设置3个胁迫时长,7 d(T₁)、10 d(T₂)、13 d(T₃);于胁迫与复水期间测定夏玉米苗期叶片的渗透调节物质、抗氧化酶及光合指标。结果表明:在轻度和中度胁迫下,脯氨酸(Pro)含量呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高32.7%、44.1%;复水后,胁迫10 d处理的Pro累积量高于胁迫7 d的处理,而胁迫13 d无明显累积效应。超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫期间呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高22.0%、12.4%;复水后活性增强,且胁迫13 d处理的SOD活性高于胁迫10 d和胁迫7 d处理。过氧化物酶(POD)活性在轻度胁迫处理下呈先增大后减少趋势,...     

1971—2016年河南省夏玉米生长季极端干旱时空特征

选用地表湿润指数,利用1971—2016年气象数据对河南省夏季极端干旱发生的时空特征进行了分析。结果表明：近46 a来,河南省夏季极端干旱发生频数在年均0.08～2.15月之间,总体上呈现微弱的下降趋势。6月和9月极端干旱发生次数高于7月和8月。1970s发生频数最多,2000s最少,2010s呈现回升的趋势。6月和9月极端干旱发生站次百分比明显高于7月和8月,且6、7月和9月的发生站次百分比在2010s也呈现回升趋势。各年代平均发生频数均以豫南地区最高,近46 a来极端干旱总次数呈现由南向北逐渐递减的分布特征,但6月份发生总次数高值区则主要分布在豫中和豫西地区。全省范围内极端干旱发生存在明显的4~8 a周期变化,2010s极端干旱发生频数和站次百分比均呈回升趋势,应引起夏玉米生产上的关注和重视。     

基于订正后的CI指数分析近50年干旱对山西省玉米产量的影响

利用1961-2010年山西省气象站逐日气温和降水资料计算出逐日综合气象干旱指数(CI);通过对比CI指数与临近农田站1992-2010年的土壤墒情观测资料,分区域和发育期订正了玉米发生干旱时的CI指数评判标准.同时结合近50年山西省玉米单产资料,采用线性回归法分区域构建了山西省玉米干旱减产定量评估模型.结果表明,玉米不同发育期发生干旱的CI指数评判标准与传统的气象干旱等级划分标准差异较大.以晋南区为例,玉米播种至出苗期、拔节至抽雄期、乳熟至成熟期发生干旱的CI指数评判标准为≤-1.2,出苗至拔节期为≤-1.3,抽雄至乳熟期为≤-0.9.山西省玉米全生育期干旱累积指数与气象影响产量显著正相关,相关系数分别达到0.9335(晋北区)、0.6929(晋中区)和0.8041(晋南区);不同区域玉米干旱减产定量评估模型模拟的近50年玉米产量变化与实际气象影响产量通过Pearson相关性显著性检验,能较为准确地评估玉米发生干旱时的产量损失。     

黄土区夏玉米叶面积指数变化规律的研究

通过对连续4a夏玉米叶面积指数的研究,建立了夏玉米叶面积指数与积温之间的归一化模型,提出了精确的且唯一确定的归一化方法。多年的叶面积动态变化用同一方程式表达,提高了方程的可信度,可用于作物生长模拟和作物生长监测和遥感估产。     

玉米品种开花期抗旱性鉴定指标筛选

为了筛选有效的抗旱性指标,评价玉米品种的抗旱性,以已筛选出的抗旱性有差异的12个玉米品种为材料,采用抗旱池栽试验,设干旱胁迫和正常灌水2个处理,考察了与产量相关的形态和生理生化等33个性状,运用灰色关联分析和主成分分析方法,以抗旱隶属度、产量抗旱系数和抗旱指数为评价参数,结合模糊函数法,对各玉米品种的抗旱性进行综合评价.综合灰色关联和主成分分析结果表明,反映干旱条件下与抗旱性密切相关的有净光合速率(Pn)、实际量子产量(φPSⅡ)、叶绿素含量(Chl)、叶面积、干物质等5个指标,并结合抗旱隶属度进行综合评价,评价结果与经典的抗旱指数法评价结果一致.表明用筛选出的5个指标对玉米开花期抗旱性评价是可行的,提出的综合分析法是一种玉米抗旱性鉴定较为有效的科学方法.     

中国北方春玉米干旱灾害风险评估

开展农业干旱灾害风险评估是实施干旱灾害风险管理、减轻旱灾损失和影响的必要途径,如何揭示成险因子变化及其相互作用是开展风险评估的关键。本文以中国北方春玉米为研究对象,利用我国北方各地春玉米产量和气象数据,以及地形、土地利用和土壤有效灌溉面积等数据,基于自然灾害风险评估原理,构建北方春玉米干旱灾害危险性指数,在地理信息系统(GIS)平台下结合春玉米种植的暴露度和其他影响抗灾能力因子对中国北方春玉米干旱灾害进行风险评估区划。结果表明,春玉米干旱较高或高风险地区主要位于内蒙古中部、宁夏、甘肃、辽宁西部和新疆部分地区,风险指标值在0.73以上;春玉米干旱较低或低风险地区主要位于黑龙江西南部、吉林中部、辽宁北部、河北南部和陕西中部等地区,风险指标值在0.72以下。该研究有助于深化认识风险评估中成险因子相互作用,研究结果对指导北方春玉米干旱灾害风险管理具有科学意义。     

不同地下水埋深夏玉米产量及产量构成关系研究

依据天长市二峰灌溉试验站2009年夏玉米地下水位埋深试验资料,通过6种地下水位控制处理和对照夏玉米试验,探讨了不同地下水埋深对夏玉米产量及产量构成关系的影响。结果表明:夏玉米的地下水补水量、夏玉米生长期的土壤含水量、夏玉米叶面积指数均随着水位埋深加大而降低;夏玉米植株高度在抽雄前期受地下水埋深影响较大,到开花期则基本无影响;同时试验表明地下水位埋深对产量的影响较大,在拔节前期地下水位埋深大于60 cm或在拔节后期地下水位埋深小于40 cm将影响玉米总穗粒数和百粒重,导致严重减产。