化学打顶对阿拉尔垦区主栽品种光合冠层的影响

化学打顶是指利用植物生长调节剂来打破作物顶端优势,进而保障作物的正常生长和生产。本文为探究化学打顶对作物的影响,利用摇钱素和棉花打顶剂处理新陆中70和新陆中82不同品种,同时测定不同化学打顶剂处理条件下,棉花的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度及棉花冠层叶面积指数指标。研究发现：不同化学打顶处理条件下,与人工打顶相比化学打顶的棉花的五种指标变化均不明显,但新陆中70和新陆中82品种的净光合速率平均值与对照相比分别高出3 μmol/(m2.s)和2 μmol/(m2.s),且冠层叶面积指数值比人工打顶的略高。试验结果表明化学打顶处理后没有造成棉花疯长,提高了光能利用率,进而增加作物群体的光合作用。     

高产高效栽培下春玉米生育后期冠层结构及其光合特性的研究

以郑单958为供试品种,设高产高效栽培(GCGX)和农户传统栽培(CK)2个处理,于2012年和2013年连续2 a进行田间试验,测定春玉米生育后期冠层结构及其光合特性的变化规律。结果表明：吐丝期和乳熟期株高、穗位高产高效栽培略高于农户传统栽培。与农户传统栽培相比,高产高效栽培春玉米叶面积指数较大,在生育期上表现为吐丝之后更为明显,在叶位上表现为棒三叶以下叶片最为突出;不同叶位的叶倾角高产高效栽培显著小于农户传统栽培,而叶向值均显著大于农户传统栽培,在棒三叶表现最为明显;高产高效栽培生育后期净光合速率显著高于农户传统栽培,冠层光合能力极显著高于农户传统栽培。高产高效栽培下春玉米产量为14.009 t·hm^-2(2012)和13.255 t·hm^-2(2013),均极显著高于农户传统栽培。     

不同通风形式日光温室湿热特性的数值模拟

研究日光温室不同通风形式对室内湿热特性的影响。采用计算流体动力学数值模拟方法,构建日光温室作物-环境湿热系统的数值模拟模型。将模拟结果与试验测量结果进行对比,温度和相对湿度的模拟值与实测值的最大相对误差分别为4.7%和4.1%,验证了所构建模型的准确性。应用该模型模拟不同通风形式下温室内的气流和温湿度分布情况,比较分析不同的通风形式对室内湿热特性的影响。结果表明：不同的通风形式会影响室内气流的运动轨迹和速度,从而影响室内温度和相对湿度的分布变化。仅开启上通风口通风时,室内的平均温度和相对湿度较高,气候分布均匀,整体变化较小,适宜冬春季节或清晨傍晚室内温湿度较低时的通风要求;仅开启下通风口通风时室内温湿度分布模式均匀性最差,进风口处的温湿度明显低于北墙,且进口存在涡流,不利于作物生长发育;上、下通风口均只开一半通风时,作物区平均温度和相对湿度分别为39.3℃和25%,上、下通风口均全开时作物区平均温度和相对湿度为36.8℃和23.7%,较于前者室内温度和相对湿度分别降低了2.5℃和1.3%,适宜于炎热天气下日光温室内的降温除湿要求。     

植保无人机下洗气流对作物冠层作用规律研究

植保无人机作业过程中,旋翼下洗气流不仅会对雾滴沉积效果产生影响,还会对作物冠层产生扰动作用.揭示冠层扰动区域的特点,有助于理解无人机作业特征,可为优化雾滴沉积效果和施药系统提供理论依据.本文通过航拍方法和机器视觉技术研究了无人机下洗气流对作物冠层的影响.结果表明:单旋翼和多旋翼无人机下洗气流所引起的作物冠层扰动区域特征...     

弥雾灌对枣园冠层环境和光合特性及产量品质的影响

针对高温低湿的极端干旱气候易造成南疆枣树盛花期出现“焦花”及坐果率低、光合速率下降等问题,在枣园冠层布设弥雾系统,在枣树盛花期以弥雾时间和弥雾次数为变量设置3个处理（M1为每天弥雾3次,每次20min;M2为每天弥雾2次,每次20min;M3为每天弥雾2次,每次40min）,CK为对照,不弥雾,通过田间试验研究不同处理对枣树落花率、坐果率和光合速率的影响以及红枣产量品质的提升效果。结果表明,相较于对照,弥雾处理能有效增加冠层湿度、降低温度,冠层空气湿度最大可提升158.7%,冠层温度最大可降低38.9%;弥雾处理下的土壤含水率普遍较高,M3处理下土壤含水率最高,相较于CK,土壤含水率提升8.44%;冠层环境的改变会影响枣树的叶片光合速率以及CO2固定量,弥雾处理下的枣树叶片CO2固定量均大于对照处理,有利于作物自身发育和促进果实生长;在弥雾期间M1、M2处理的落花率分别比CK低18.39%、15.09%。弥雾处理能调控冠层微环境,可有效提升枣树叶片的光合速率,促进开花坐果,提升红枣品质,每天弥雾3次、每次20min是获得红枣高产优质的最佳处理。     

不同蒸散量时间尺度提升法用于节水灌溉稻田的对比分析

蒸散量（ET）时间尺度提升方法能充分利用遥感数据与地面观测的优势,获得精确的区域日尺度估算值,对指导农业水管理特别是农田灌溉具有重要的意义。该研究以节水灌溉稻田为研究对象,基于2015和2016年稻季涡度相关系统实测数据,在能量强制闭合的条件下,选择了4种基于能量平衡原理的蒸散量尺度提升方法,分析了蒸发比、作物系数、冠层阻力、辐照度比4个尺度转换因子在节水灌溉条件下的变化特征,对比了四种方法提升估算日尺度ET与涡度相关系统实测值的差异。结果表明,节水灌溉条件下蒸发比、作物系数、冠层阻力3个尺度转换因子的生育期平均日变化和其他下垫面相比有一定特殊性,辐照度比的变化仅取决于研究区域所处纬度位置。作物系数法与冠层阻力法以 10:00－11:00小时值估算日蒸散量结果的准确性较好,决定系数和一致性系数分别达到0.92和0.97以上,正弦关系法的模拟效果稍差,但该方法估算效果稳定,可作为一种粗略的尺度提升方法。各时段蒸发比法估算值均存在一定程度的低估,但相关性较好,用考虑饱和水汽压差的线性关系修正后,10:00－11:00估算结果的准确性和一致性均最好,决定系数和一致性系数分别为0.987和0.996。研究结果明确了适宜长江中下游节水灌溉稻田ET时间尺度提升各估算方法的较优时段,并表明修正后的蒸发比法提升估算日尺度ET最优。     

浑河上游典型水源涵养林降雨再分配过程

为明确浑河上游典型水源涵养林的降雨再分配过程,以浑河上游地区5种典型水源涵养林(红松人工林、落叶松人工林、红松混交林、落叶松混交林、阔叶混交林)为研究对象,应用自记式观测记录仪,分析不同林型林冠层对降水再分配过程(穿透雨、树干茎流、林冠截留)的影响。结果表明:各林型穿透雨量(率)、树干茎流量(率)、林冠截留量均随林外降雨量增加而增大;穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量均与林外降雨量呈显著的线性正相关;各林型穿透雨率、树干茎流率与林外降雨量呈显著的对数函数关系;红松混交林、落叶松混交林的树干茎流率(32.12%,15.44%)均高于阔叶混交林与红松、落叶松人工林,红松、落叶松人工林的林冠截留能力(80.66%,77.47%)高于阔叶混交林、针阔混交林。该结果为浑河上游地区水源涵养林的最优空间结构配置与经营管理提供科学依据。     

塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候的差异性

[目的]开展塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候差异性研究,通过观测数据的解析,反映出沙漠与绿地区之间小气候变化的互馈机制,为沙漠区域人工绿地的可持续发展提供理论支持。[方法]利用塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘—人工绿地不同下垫面4个气象站的同步加密观测资料,分析自然沙面与人工绿地的小气候特征差异,初步探讨产生这些差异的原因。[结果]沙漠区对气温的升降速率响应快,绿洲区对气温的变化幅度响应显著;四季在增温时段绿洲相对于沙漠属冷岛,降温时段属热岛;夏季比湿最大,冬季最小,绿洲区相对于沙漠区在秋季湿岛效应持续时间最长,强度最大;春、夏、秋季凌晨至日出时段,绿洲上游边界呈现湿岛效应特征,绿洲下游边界四季全天均表现为湿岛效应;沙漠区域风速日变化极值出现时间早于绿洲区,风速变化范围沙漠区最大,绿洲区最小,在春、夏季,绿洲核心区风速递减率大于绿洲上游边界。[结论]下垫面的差异对小气候影响是十分显著的,绿洲区存在较强的"冷岛效应"和"湿岛效应"。     

黄土坡面不同植被冠层降雨截留模型模拟效果及适用性评价

为探明植被冠层降雨截留水文生态效应,该文通过对黄土区坡面柠条林和杏树林冠层截留量的动态监测与模型模拟,分析了不同类型植被冠层降雨截留规律及其模型模拟的适用性。结果表明:2种不同类型植被冠层降雨截留的特征差异显著。柠条林冠层截留量随大气降雨量的增加而逐渐增加,稳定截留率约为15%。杏树林冠层截留率相对较低,特别是在降雨量小于5mm的量级,冠层"漏斗"效应明显。杏树林冠层截留率与降雨量之间未表现出明显的趋势关系,稳定截留率约为10%。对于柠条林冠层截留规律的模拟,以降雨量和冠层郁闭度为变量的崔启武模型的决定系数为0.74,以降雨量为变量的王彦辉模型的决定系数为0.68;但对于"漏斗"状结构的杏树林冠层,2个模型均未能得到较好的模拟结果。     

Considering sink strength to model crop production under elevated atmospheric CO2

Climatic changes and elevated atmospheric CO₂ concentrations will affect crop growth and production in the near future. Rising CO₂ concentration is a novel environmental aspect that should be considered when projections for future agricultural productivity are made. In addition to a reducing effect on stomatal conductance and crop transpiration, elevated CO₂ concentration can stimulate crop production. The magnitude of this stimulatory effect (‘CO₂ fertilization’) is subject of discussion. In this study, different calculation procedures of the generic crop model AquaCrop based on a foregoing theoretical framework and a meta-analysis of field responses, respectively, were evaluated against experimental data of free air CO₂ enrichment (FACE) environments. A flexible response of the water productivity parameter of the model to CO₂ concentration was introduced as the best option to consider crop sink strength and responsiveness to CO₂. By varying the response factor, differences in crop sink capacity and trends in breeding and management, which alter crop responsiveness, can be addressed. Projections of maize (Zea mays L.) and potato (Solanum tuberosum L.) production reflecting the differences in responsiveness were simulated for future time horizons when elevated CO₂ concentrations and climatic changes are expected. Variation in future yield potential associated with sink strength could be as high as 27% of the total production. Thus, taking into account crop sink strength and variation in responsiveness is equally relevant to considering climatic changes and elevated CO₂ concentration when assessing future crop production. Indicative values representing the crop responsiveness to elevated CO₂ concentration were proposed for all crops currently available in the database of AquaCrop as a first step in reducing part of the uncertainty involved in modeling future agricultural production.