黑土区马铃薯气候生产潜力对气候变化的响应及优势产区增产空间研究

揭示黑龙江省马铃薯气候生产潜力的时空演变,明确气候变化的影响效应,了解优势产区的增产潜力,以期为指导黑土区马铃薯优化生产布局、保障黑土区粮食安全提供基础参考。利用黑龙江省80个气象站点1961—2020年的逐日气象资料及马铃薯地段产量资料,采用逐步订正法,精细化评估马铃薯各级生产潜力的时空变化特征,量化辐射、气温、降水主要气候变化因子的影响效应,优化松嫩平原西部马铃薯优势产区的种植空间。结果表明：1961—2020年黑龙江省马铃薯光合、光温、气候生产潜力平均值分别为28885、25802、13843 kg/hm²;光合、光温和气候生产潜力分别表现为不显著的上升、下降和下降趋势;与潜在生育期内辐射、气温、降水的趋势一致。马铃薯光合、光温生产潜力呈现出自北向南逐渐递增的纬度特征,高值区位于松嫩平原南部及牡丹江南部局地;气候生产潜力自中部向周围递减;气候变化对马铃薯气候生产潜力的影响为：辐射的影响为正效应,气温、降水及气候变化综合的影响均以负效应为主。对于松嫩平原南部降水偏少地区,增温、降水量增加有利于提高马铃薯气候生产潜力,而对于东部降水偏多地区影响为弊大于利。松嫩平...     

山西省冬小麦生产潜力时空分布与气象因子分析

估算一定区域内作物生产潜力,对于明确该区域作物生产力及其限制因子具有重要意义。采用农业生态区域法和生产潜力递减机制法估算山西省冬小麦生产潜力,并解析其与主要气象因子的关系。结果表明,2004-2013年山西省冬小麦平均光合、光温、气候和土地生产潜力分别介于63.63~74.81、10.86~12.97、3.68~5.65和2.71~4.73t/hm ²。山西冬小麦生产潜力分布特征为南部普遍低于中部地区,中部盆地地区普遍低于东西部高海拔地区。与2004-2008年相比,2009-2013年晋中西部地区和吕梁冬小麦光合和光温生产潜力有所增加,而晋中东部和长治东部的冬小麦气候和土地生产潜力有所降低。限制冬小麦气候和土地生产潜力的主要气象因子是生育期降水量和日平均温度。     

1961—2019年湖北省一季稻气候生产潜力时空变化规律

为研究气候资源变化对湖北省一季稻气候生产潜力的影响,采用湖北省28个气象站点1961—2019年逐日地面气象资料及一季稻生育期资料,分析一季稻生育期内太阳总辐射、≥10℃有效积温和降水量的时空变化规律;并利用逐级订正法计算一季稻光合、光温及气候生产潜力并进行时空变化规律分析,定量描述辐射、温度和降水变化对作物生产潜力的影响。结果表明：1961—2019年一季稻生育期间绝大部地区太阳辐射显著下降,≥10℃有效积温为显著上升趋势;太阳辐射和有效积温在湖北省内呈北高南低分布。降水量年际变化为不显著的上升趋势,全省仅西南地区为降水高值区。一季稻光合、光温和气候生产潜力均值分别为20134.63 kg/hm²、19434.79 kg/hm²和13523.16 kg/hm²;绝大部分地区光合与光温生产潜力都呈显著下降趋势,气候生产潜力为不显著下降趋势,三者的平均气候倾向率分别为-39.26 kg/(hm²·a)、-35.68 kg/(hm²·a)和-15.76 kg/(hm²     

1987—2017年青海省东部农业区粮食作物生产潜力及产量差时空变化特征

为了研究青海省东部农业区粮食生产潜力及主要限制性气候因子,笔者利用1987—2017年4—9月青海省东部农业区13个气象台站的逐日气象要素和粮食作物实际产量资料,采用逐步订正模型,分析了粮食作物的生产潜力、实际产量及产量差的时空变化特征。结果表明：1987—2017年光合生产潜力呈下降趋势,而光温生产潜力、气候生产潜力以及粮食作物实际产量均呈增加趋势变化;光温生产潜力实现了光合生产潜力的37%,气候生产潜力实现了光温生产潜力的53%,说明产量潜力仍有较大的提升空间,气温和降水是提高生产潜力的限制因素;气候生产潜力与实际产量的产量差平均每10年下降178.6 kg/hm2,除贵德、循化、同仁产量进一步提升难度较大外,其余大部地区可以通过优化灌溉、合理利用热量资源等途径缩小产量差距。     

气候变化对柴达木盆地主要农作物产量的影响

为合理利用气候资源,提高农作物生产潜力提供科学依据,利用柴达木盆地1991—2017年气温、降水量和主要农作物（小麦、油菜）产量等资料,应用数理统计方法,分析了该区近27年来主要的气候因子（气温和降水）、作物产量的变化特征以及气候因子对农作物产量的影响。结果表明：（1）1991—2017年柴达木盆地年平均气温升高显著,升温率为0.5℃/10 a,降水呈略增加趋势,增幅为16.5 mm/10 a,气候趋于暖湿化。（2）农作物产量增加趋势明显,小麦平均每年增加73.0 kg/hm ²,油菜平均每年增加37.9 kg/hm ²;相对气象产量小麦年际正负变化较明显,油菜年际正负变化较频繁。（3）农作物产量与年平均气温、年降水量存在着显著的相关性,气温每升高1.0℃,小麦产量增加845.8 kg/hm ²,油菜产量增加454.5 kg/hm ²;降水量每增加10 mm,小麦产量增加140.0 kg/hm ²,油菜产量增加74.0 kg/hm ²,气温对农作物产量影响较降水大。     

基于AEz模型的广西甘蔗生产潜力分析

基于地理信息系统(G1s)技术和联合国粮农组织(FAO)农业生态区域法(AEZ)对广西甘蔗生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行佑算口结果表明:广西甘蔗光合生产潜力均值为183.27t/hm²,理论值范围为169.03~201.33t/hm²,开发度均值为37.21%;光温生产潜力均值为175.51t/hm²,理论值范围为154.19~200.75t/hm²,光温生产潜力开发度均值为38.85%;气候生产潜力理论值范围为142.94~197.21t/hm²,其平均值为165.88t/hm²,现实生产潜力平均开发度为41.11%。由此可知,广西甘蔗生产潜力理论值与现实生产力之间的差距较大,开发前景广阔。     

内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量潜力的估算

为确定马铃薯的高产目标,采用两种估算光合生产潜力的方法对内蒙古马铃薯主产区乌兰察布地区的马铃薯产量潜力进行了估算和比较,提出了适合当地马铃薯光合生产潜力估算的修正模型。计算得出内蒙古阴山北麓地区马铃薯的光合生产潜力为82 503.1kg/hm2,光温生产潜力为65 619.7kg/hm2,平均降水生产潜力为47 897.6kg/hm2,该结果为确定当地产量目标提供了理论依据。     

1951-2008年西辽河平原玉米气候生产潜力变化特征分析

为了研究气候变化对西辽河平原玉米生产潜力的影响,采用机制法,对1951-2008年西辽河平原玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力变化动态进行研究。结果表明,1951-2008年西辽河平原玉米光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力均呈双波型变化曲线,其中光合生产潜力总体呈下降趋势,在1981年发生突变下降;光温生产潜力呈上升趋势,在1978年突变减少,1997年突变增加;气候生产潜力总体上呈下降趋势,在1957年突变增加。自1951-2008年以来,光温和气候生产潜力的差值趋于增大,表明降水对玉米生产潜力的制约加强。     

吉林玉米带春玉米专用肥配方的确定

本研究以春玉米养分资源管理理论为依据,通过分析吉林省中部地区“3414”田间肥料试验结果、统计农户调查数据、整理相关文献,综合确定出吉林省玉米带春玉米氮磷钾肥的总体施用量分别为200 kg/hm2、76 kg/hm2和68 kg/hm2,其中氮肥基肥（苗期到10叶期前）用量为52 kg/hm2;结合当前农户在玉米上施用底肥习惯,确定玉米专用肥的用量为400kg/hm2,N-P2O5-K2O配比为13-19-17。     

华北平原夏玉米生产潜力数值模拟及其自然正交分析

为了明确华北平原夏玉米区域生产潜力的气象要素影响层次,在中国科学院禹城综合试验站进行了夏玉米田间试验,利用Licor-6400便携式光合仪等对夏玉米生长过程进行了较为全面的生理生态参数测定,在此基础上对WOFOST模型进行了相应改进和系统验证,并利用验证后的WOFOST模型对华北平原42个站点1961—2006年夏玉米光温生产潜力和气候生产潜力进行了数值模拟,进行了生产力自然正交分解(EOF)分析。结果表明：模型可以较好地模拟夏玉米生长发育及干物质积累过程。华北平原光温生产潜力变化在7360~11370 kg/hm2之间,平均值为9384 kg/hm2,呈东北高西南低的趋势。光温生产潜力的EOF第一模态方差贡献超过总方差的1/3,前3个模态累计方差贡献达到总方差的62.5%。第一模态在区域上均为正值,具有较好的一致性。气候生产潜力变化在6160~10420 kg/hm2之间,平均值为7906 kg/hm2,与光温生产潜力的区域分布趋势类似,气候生产潜力的EOF前2个模态较为突出,其累计方差贡献可达总方差的1/3。该研究首次将作物数值模拟与EOF方法相结合,进一步揭示了气象要素对夏玉米生产潜力的影响层次关系,可为区域农业布局及决策提供一定的理论支持及实践指导。     

叶面喷施5-氨基乙酰丙酸对不同密度春玉米生长特性和产量的影响

为探讨5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,ALA）对不同密度春玉米生长发育和产量的影响,以中单909为材料,在玉米9展叶时期叶面喷施100mg/L ALA,以喷施等量清水为对照,在大田条件下研究ALA对不同密度春玉米群体（45 000、75 000、105 000株/hm ²）的作用效果。结果表明：ALA处理下,玉米45 000和75 000株/hm ²密度群体产量分别比对照增加9.7%和4.9%,75 000株/hm ²密度群体千粒重和收获期单株干物质积累量分别增加3.7%和4.3%,花后叶面积指数平均增加6.8%,SPAD值比对照分别平均增加2.5%,净光合速率平均比对照高15.7%。综上所述,ALA处理改善了大田玉米的群体结构,延缓了叶片衰老进程,提高了地上部分干物质积累量,进而提高了玉米单产水平,因此可作为东北春玉米高产稳产的技术措施。     

吉林省不同熟期玉米病虫害发生情况

在吉林省中部地区的梨树县,依据玉米病虫害对气候变化的敏感性,通过田间试验进行了不同熟期玉米病虫害发生种类、程度以及对玉米产量的影响。为了明确气候变化条件下,吉林省不同熟期玉米病虫害发生规律、特点,进而为气候变化条件下不同熟期玉米病虫害的预测、预报和防治提供理论依据,2013年在吉林省中部地区的梨树县,通过田间试验调查并分析了不同熟期玉米病虫害发生种类、程度及对玉米产量的影响。结果表明：不同熟期玉米粘虫的植株平均被率分别为中早熟组5.59%、中熟组3.23%、中晚熟组2.61%;不同熟期玉米螟的平均蛀茎率依次为中早熟组17.40%、中熟组16.51%、中晚熟组5.97%;不同熟期玉米叶斑病病级指数依次为中早熟组2.03%~10.07%、中熟组0.70%~2.73%、中晚熟组0.73%~3.09%。说明中早熟组玉米病虫害对气候变化的敏感性较强,抗病、抗虫性低于中熟组和中晚熟的玉米品种;同一熟期的不同品种之间由于遗传特性也表现出抗性差异。不同熟期玉米产量分别为中早熟组8732.8~10273.1 kg/hm²、中熟组11507.0~13724.0 kg/hm²、中晚熟组11684.5~12722.6 kg/hm²。产量表现以中熟组和中晚熟组明显高于中早熟组,说明在吉林省中部地区早春低温、高湿,生长季节高温、高湿的气候条件下,种植中早熟品种病虫害发生较重,不利于产量的提高。     

玉米大豆间作种植密度耦合数学模型及其优化方案研究

云南省大豆的种植主要以与玉米间作为主,适宜的种植密度是获得高产的前提,为研究种植密度对群体产量和经济产值的影响,找到最佳种植密度组合。采用二次饱和D-最优设计,分别在云南嵩明县（A）、会泽县（B）和鲁甸县（C）等3个点进行试验。研究了玉米和大豆种植密度对群体产量和经济产值的影响,并分别建立二元二次数学模型。结果表明：玉米和大豆密度对间作群体产量和经济产值影响显著,均呈凸抛物线型变化,在低密度水平下,群体产量和经济产值随密度的增加而增加。通过模型解析表明,玉米+大豆密度组合分别为64 110株/hm ²+147 013株/hm ²（A）、63 068株/hm ²+147 116株/hm ²（B）、64 059株/hm ²+145 077株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高群体产量。玉米+大豆密度组合分别为62 909株/hm ²+149 852株/hm ²（A）、61 499株/hm ²+151 807株/hm ²（B）、62 762株/hm ²+147 108株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高产值。经模拟得出,在本试验条件下,各试验点玉米大豆间作群体产量≥12 270kg/hm ²、经济产值≥24 000元/hm ²的最佳密度组合分别为玉米59 251~66 437株/hm ²、大豆140 075~161 495株/hm ²（A）,玉米58 927~65 366株/hm ²、大豆144 159~169 203株/hm ²（B）,玉米58 821~66 703株/hm ²、大豆139 315~154 886株/hm ²（C）。合理的密度搭配能有效提高群体产量,获得较高经济产值。     

氮磷互作对春玉米产量及氮素吸收积累的影响

研究旨在掌握玉米适宜的氮磷肥施用量,为吉林省东部春玉米高产和氮肥高效利用提供理论依据和技术支撑。采用田间小区试验的方法,设置氮肥和磷肥各5个施肥水平,研究不同氮磷水平的配合施用对春玉米产量及氮素吸收积累的影响。结果表明:在钾肥施用量相同(K_2O 120 kg/hm~2)的条件下,适宜的氮磷互作可显著提高春玉米产量,且影响效果表现为NP;随着生育期的进行,植株氮素积累量逐渐增加,成熟期达到峰值,其中氮磷互作量为N 280 kg/hm~2、P_2O_5 110 kg/hm~2时植株氮素积累量达到峰值,为338.9 kg/hm~2;适宜的氮磷互作可提高植株氮素吸收速度和阶段积累量,在生育后期维持较高的氮素积累量,且可获得较高的氮肥利用率、氮素吸收效率和氮肥偏生产力。综合考虑产量和氮素吸收利用效率等因素,在K_2O 120 kg/hm~2条件下,施N 280 kg/hm~2、P_2O_5 110 kg/hm~2,可获得较高的氮素吸收利用率,也可使产量达到最大值,为12796.4 kg/hm~2。     

耐密抗逆高产宜机收玉米新品种‘瑞普909’的选育研究

为适应当前玉米密植与机械化快速发展的需求,利用国外优异玉米种质材料组配基础群体,采用高密度大群体,定向接种鉴定等方法,以选育的抗病优良自交系‘RP86’为母本,‘RP06’作父本,杂交组配育成耐密抗逆高产宜机收玉米新品种‘瑞普909’。区试平均产量为12589.5 kg/hm²,比对照品种增产7.1%,试验点111个,增产点占93%;生产试验产量为12601.5 kg/hm²,比对照品种增产7.7%,试验点54个,增产点占95%。区域和生产试验平均倒伏(倒折)率1.6%,抗大斑病、茎腐病和穗腐病。籽粒粗淀粉含量75.24%。研究表明,该品种高产稳产、抗病抗倒、品质优良、适应性广、耐密植、宜机收。2017年通过山西省审定,2018年通过陕西、内蒙古和国家审定。适宜在东华北、西北春播中晚熟区和山西南部等黄淮海夏玉米区推广种植。     

雨养春玉米农田耗水特征研究

１９９７～１９９８年研究了春玉米在不同降水年型的耗水特征,并就肥力水平对产量的影响及不同降水年型的水分生产潜力开发程度进行了探讨。结果表明,无论是正常降水年型,还是干旱年型,春玉米在不同的生育时期耗水规律基本是一致的,即拔节至抽雄期是玉米的耗水高峰期。在降水正常年份,降水量基本能满足玉米生长的水分需求,提高自然降水的水分利用率是本区农业发展的主攻方向,科学施肥可以提高水分利用率。玉米在自然降水条件下的生产潜力还有约５０％的开发程度。     

气候变化背景下吉林省春玉米冷害特征研究

为了研究气候变化背景下过去55年及未来35年吉林省春玉米冷害的时空变化特征,笔者利用气象行业标准《北方春玉米冷害评估技术规范》规定的指标和计算方法,分析了1961—2015年以及2种未来气候情景（RCP4.5和RCP8.5）下2016—2050年吉林省春玉米冷害的时空分布特征。结果表明：（1）1961–2015年及2种情景下2016—2050年各地区5—9月月平均气温之和均呈增加趋势,但RCP8.5情景下的5—9月月平均气温之和均高于RCP4.5情景。（2）1961—2015年吉林省西部和中部中度冷害发生频率较高,东部重度冷害发生频率较高。（3）RCP4.5情景下冷害频率高于RCP8.5情景,冷害均集中在东部。（4）1996年之前春玉米冷害范围以大范围冷害为主,之后均为局部冷害;RCP4.5情景下以区域性冷害发生为主;RCP8.5情景下以局部冷害为主。未来气候变暖背景下吉林春玉米冷害时空变化特征研究结果可为吉林省农业生产的防灾减灾工作提供技术支撑。     

有机无机肥料配施对连作区玉米土壤微生物及养分含量的影响

通过大田试验,研究了不同比例化肥配施有机肥对连作玉米区土壤微生物、养分含量及产量的影响。结果表明：有机无机肥配施能有效改善土壤微生物环境,可在提供营养的同时调控优化土壤中细菌、真菌等微生物群落区系的结构,增加细菌和放线菌数量,减少有害真菌的数量;在玉米生育时期土壤碱解氮、速效磷含量除M4外均呈现先升高后降低趋势,且处理M2的土壤速效磷与其他处理间达到了5%的显著差异水平;玉米产量：M2（80%尿素氮+20%有机肥氮;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>M3（70%尿素氮+30%有机肥氮;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>M1（100%有机肥氮）>M4（当地化肥施用量：尿素150kg/hm ²;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>CK（不施用任何肥料）,配施处理增产明显,与CK处理间达到显著差异水平。