不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究

称重式蒸渗仪测定作物蒸散量（ET）是公认的一种标准测定方法。大型称重式蒸渗仪因单点独立安装而无法进行不同处理的重复试验,小型蒸渗仪则可解决该问题,但目前对于小尺寸蒸渗仪的适用性尚无统一结论。本文利用1m2（SL）、2m2（ML）和4m2（LL）3种不同面积的蒸渗仪在冬小麦（2012年11月21日播种,2013年6月20日收获）和水稻（2013年6月22日移栽,2013年10月28日收获）整个生长季进行连续蒸散量观测,筛选无有效降水日的数据进行对比分析。结果表明：（1）在冬小麦和水稻生长季内,SL（小）蒸渗仪所测蒸散量日内变化均表现出较大的变化幅度,ML（中）蒸渗仪所测蒸散量日内变化趋势均与LL（大）蒸渗仪所测一致,日内变化比较平稳;（2）ML蒸渗仪所测日蒸散量与LL所测结果的相关性最好（P<0.01）;（3）SL蒸渗仪所测水稻日平均蒸散量和蒸散总量与LL接近,所以可将SL蒸渗仪替代LL测定水稻日平均蒸散量和蒸散总量;ML所测冬小麦和水稻的日平均蒸散量及蒸散总量均比LL明显偏小,蒸散总量偏小主要由于拔节后较大的日蒸散量偏差导致。     

小麦遥感估产研究现状及趋势分析

在分析国内外小麦遥感估产研究进展的基础上,指出目前小麦遥感估产存在的主要问题,并就小麦遥感估产精度的提高、遥感和模型结合的估产研究与应用、极端气候条件下的遥感估产以及遥感估产技术的信息集成化等方面进行了思考。     

江苏省倒春寒发生程度评估

选取江苏省13个典型代表站1961—2015年3、4月逐日平均气温资料,分析江苏省倒春寒发生次数变化特征和倒春寒期间最大降温幅度、持续时间和最低日平均气温,结合主成分分析法构建倒春寒评估模型,探讨江苏省倒春寒发生程度。结果表明:55年来,倒春寒发生次数整体呈下降趋势,且20世纪60年代发生次数最多;倒春寒发生期间最大降温幅度各站点间差异较小,整体呈上升趋势;最低日平均气温整体呈下降趋势,且江苏盱眙和盐城下降趋势明显;倒春寒持续时间整体呈上升趋势,但增幅不大。本研究运用构建的倒春寒评估模型对江苏13个代表站点近55年发生过程进行评估,结果表明,江苏省倒春寒等级发生频率整体呈轻级中级重级,且以1962年发生程度最为严重。     

作物模型中单叶最大光合作用速率的温度响应修订

作物的光合作用对温度变化敏感, 其温度依存性随品种、生长环境的变化而改变。基于光效率模型的作物生长模型, 在应用中很少对光合作用的温度影响参数值进行订正, 且在全生育期使用相同的参数值, 难免会增加干物质模拟的误差。为此, 本文以ORYZA2000模型为例, 提出了一种修订光合作用温度影响参数值的方法。为确定方法的有效性, 结合2012年和2013年水稻品种两优培九的温度梯度控制实验, 首先利用抽穗开花期光合作用观测曲线提取了不同温度水平的光合作用参数值, 然后结合Arrhenius方程和Peaked方程建立了温度敏感性参数的温度影响方程。将这些方程代入机理性光合作用模型, 模拟了单叶最大光合作用速率与温度的曲线关系。最后, 以归一化后的曲线关系修订作物模型参数值, 并利用两年地上部分生物量(WAGT)观测值对其验证。结果显示, 两优培九单叶最大总光合作用速率随温度的变化关系不同于ORYZA2000的默认设置, 修订后的最适温度为38~40°C, 高于默认值。在10~20°C的低温段, 修订后的温度影响系数低于默认值。从WAGT模拟值的相对误差看, 修订后较修订前平均降低约3.3%。本研究为改进干物质模拟精度和分析不同品种光合作用的温度依存性提供了重要参考。     

高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究

为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻产量及产量构成要素的相互关系,确定能够准确预测高温胁迫下水稻籽粒产量的敏感光谱参数,通过盆栽试验,测定了孕穗期4种温度胁迫处理后的2个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率以及成熟后的理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量和结实率。结果表明,相对于蜡熟期的光谱参数,抽穗期和灌浆期的光谱参数与理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量以及结实率的相关性都较高,均达到显著水平。此两个时期可以作为预测水稻产量的关键时期。其中,差值植被指数DVI[810,A(450,560,680)]、垂直植被指数PVI(810,680)、红边幅值Dλred和红边峰值面积可以同时预测成熟水稻的理论产量和实际产量。而差值植被指数DVI(810,450)和DVI(810,560)、垂直植被指数PVI(810,680)和Dλred可以同时预测成熟水稻的穗数、每穗粒数和千粒重。相对于灌浆期的模型,抽穗期的模型能较可靠地监测水稻产量。     

山东省参考作物蒸散分布研究

根据山东省20个气象观测站点的44年的观测资料,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算各站各年各月的ET0值,根据山东省的等值线分布图分析ET0的时空分布规律,最后得出:ET0的月际变化较大,6月份最大,1月份最小,存在1个高值区、4个低值区、2个季节性高低区。ET0的年际变化在不同的站点也呈现不同的变化趋势。温度对ET0的影响最大。     

江苏省冬小麦春霜冻害发生规律及其气候风险区划

根据江苏省1980-2009年常规气象台站资料和冬小麦生育期观测数据,提出冬小麦春霜冻的致灾指标,同时运用正交经验函数EOF分析和Morlet小波分析方法探讨江苏省冬小麦春霜冻害的时空分布规律,构建冬小麦春霜冻的灾害风险指数,并用该指数分析江苏省冬小麦春霜冻的气候风险区划。结果表明,(1)1980-1987年间江苏省冬小麦春霜冻年总发生站次以6.11站次/a的倾向率呈显著(P=0.0478<0.05)增加趋势,1988-2009年呈明显减小趋势,减幅为0.9站次/a(P=0.0063<0.01);各等级春霜冻害发生站次也表现出相同的变化趋势;(2)江苏全省冬小麦春霜冻害的历年总发生站次有明显的22a、准11a、4a和2a周期;(3)重霜冻发生次数最多的地区是淮北地区的沐阳县,轻、中春霜冻害发生次数最多的地区是苏北沿海的大丰市;(4)冬小麦春霜冻的高度风险区分布在苏北的新沂市、沭阳县、大丰市、如皋市和如东县;中度风险区分布在徐州(新沂除外)、连云港、宿迁(沭阳除外)、淮安、盐城(大丰除外)、扬州(高邮除外)、泰州(兴化除外)和南通(如皋、如东除外)等地区;低度风险区为整个苏南地区和里下河地区的兴化市和高邮市。     

不同高度层冬小麦叶片水分利用效率对CO2浓度变化的响应

大气CO2浓度升高会给地球生态系统带来一系列环境问题,植物能够通过气孔调节光合作用和蒸腾作用,对环境变化做出响应。本研究以评价植物光合作用和蒸腾作用相互关系的指标水分利用效率为切入点,以冬小麦为研究对象,在灌浆期将冠层按距离地面高度分上、中、下三层,采用LI-6400便携式光合作用测量系统测定数据对各层叶片光合、蒸腾特性随CO2浓度变化的响应进行了对比分析。结果表明：随着CO2浓度的增加,（1）各层叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,不同层叶片之间净光合速率对CO2浓度响应的差异不显著（P〉0.05）,但各层羧化速率、光合能力、光呼吸表现不一致,均为上层〉中层〉下层;（2）各层叶片蒸腾速率总体下降,不同层叶片之间蒸腾速率对CO2浓度响应的差异显著（P〈0.01）,蒸腾速率的变化是气孔导度随CO2浓度变化的结果,两者呈显著正相关（P〈0.01）;（3）净光合速率提高与蒸腾速率降低,共同使叶片水平水分利用效率提高。研究工作有利于加深气候变化对农业影响的认识,也为农田生态系统碳、水耦合循环的多层模型研究奠定基础。     

冬小麦阴阳叶光合特性的差异研究

利用LI-6400R便携式光合测定系统测定了冬小麦不同生育期的光响应曲线,并将植株分为阴阳叶,观测其不同叶位叶片的光合速率及相关因子日变化。结果表明：冬小麦最大光合速率出现在孕穗期,光响应曲线模拟值与实测值有很好的一致性。光合有效辐射是造成阴阳叶光合速率及其他生理因子差异的主要原因。阳叶在高光强时表现出“午休”现象,而阴叶受光合有效辐射限制,光合速率偏低。不同时期冠层内植株叶片水分利用效率均自下而上增大,且阴阳叶之间差异较大。     

基于优化ISODATA法的冬小麦长势分级监测

以江苏省姜堰市为例,利用TM卫星遥感技术监测冬小麦的种植面积与长势情况.在利用GPS实地采样调查和建立解译标志的基础上,进行影像校正、非监督分类、人机交互式判读解译等操作,并将样点数据校验贯穿到整个分类过程中,信息解译精度在90%以上.结合NDVI指数反演的叶面积指数进行小麦长势分级分类,并制作了冬小麦长势分级专题图.