玉米干物质动态模拟及其业务应用研究

利用田间试验资料 ,分区建立了玉米干物质累积与热量条件的数学模型 ,进一步揭示了干物质增质量过程中的某些数量特征 ,并与大于等于 1 0℃有效积温动态增长曲线和玉米发育期进展动态曲线相结合 ,实现了玉米生长发育和产量形成的动态评价和冷害诊断。     

黑龙江省作物生长动态模式预测产量的方法及应用

在分析作物干物质累积曲线的基础上，分析温度、降水等气候因子与作物干物质累积量的关系，而干物质累积量又与气候产量有着直接的关系。因此，在干物质累积模型的基础上，建立作物生长动态模式，该模式主要用于四大主栽作物玉米、大豆、水稻及小麦的产量预测。利用模式预测了2001～2002年黑龙江省四大作物的单产，其精确度在94％左右。     

关于“S”型生长曲线数学模拟模型的讨论

引言“S”型生长曲线的数学模拟模型在农业气象和农业气候分析和研究中得到了日益广泛的应用。韩湘玲等(1984)应用 Y_((N))=(C)/(1-e~(a-bN))函数方程进行了玉米干物质积累动态模拟,并定义系数 b 为斜率。肖淑招等(1986)应用 W_((t))=(A)/(1 Be~(kt))函数方程探讨了小麦千粒重的变化,赵月珍等(1986)应用上式研究了鸭梨果实生长的变化。王信理(1986)应用 X =(X_m)/(1 e~(at2 bt_c))(作者称为作物普适生长函数)进行了杂交稻干物质积累的动态模拟。     

卫星资料在监测玉米生长期水分供应中的应用

根据作物干物质增长速度曲线,利用迭代法求出最佳气候条件下的最大干物质累积量,并求出最佳气候条件下的干物质累积速度。再根据干物质累积速度与绿度值的关系,求出最佳气候条件下的最大绿度值,并将其作为标准绿度值。以每年的绿度值的１．６次方与标准绿度值的１．６次方的比除以温度订正系数,求出水分系数,以此来评价玉米生长期水分供应状况     

玉米干物质增长的数学模拟和气象条件分析

通过对玉米干物质增长规律的分析，得出玉米干物质增长最快时期是在玉米吐丝以后，而干物质增长快慢主要取决于降水的多少及其降水量在玉米生长各个时期的分布。     

温度对玉米生长和发育综合影响的评价模型

根据玉米分期播种发育期观测资料和干物质累积及籽粒干物质累积资料,求出玉米发育期的热量指标,在此基础上建立光合作用模型,温度、水分对光和作用影响模型和呼吸及物质转运模型;建立温度对玉米发育进程和物质积累的综合评价模型,并用该模型评价发育进程中温度对发育和物质积累的影响,以及对成熟度和产量的影响,从而为评价温度变化对作物的影响提供依据。     

土壤-作物-大气连续体水分循环与作物生产关系的模拟模式研究

从土壤-作物-大气连续体（SPAC）的水分循环出发，以冬小麦为例，通过对土壤水分动态和有关作物生长过程的模拟，建立作物水分消耗与干物质积累和产量形成关系的动力-统计模式。经3年试验资料的验证，总干重、籽粒产量和根层土壤水分含量的平均模拟误差分别为6.39%，5.60%和5.45%。发育期、叶面积动态和干物质积累动态的模拟与实测情况吻合得也较好。     

干旱条件下夏玉米耗水分析

根据田间试验结果，分析干旱年份夏玉米不同发育阶段耗水状况，对比了不同日降水量对玉米田3米剖面的水分分布状况的影响，讨论了土壤失熵过程中的不同深度的水分的变化以及土壤水对玉米干物质积累的影响，为干旱年份玉米水分的科学管理提供依据。     

辽西地区玉米发育期动态预报模型研究

本研究应用锦州农业气象试验站2005-2011年的玉米发育期观测数据和气象数据对玉米发育期动态模型的参数进行本地化,建立了适用于锦州玉米发育期预报的动态模型;并应用2012和2013年的观测数据对预报数据进行了验证。结果显示玉米发育期预测值与观测值一致性的相关系数R20.89;误差标准差为2.7-3.2 d。说明预测值与观测值有较好的一致性,且预测准确性满足农业气象业务需求。     

夏玉米开花至灌浆期连阴雨天气对植株性状及产量结构的影响

玉米是河南省的重要粮食作物,其产量高却不稳定,生长发育及产量形成受天气条件影响较大,研究夏玉米开花至灌浆期连阴雨天气对玉米植株叶面积及产量结构的影响,对夏玉米的高产稳产具有重要意义。通过2011-2012年商丘市虞城县夏玉米开花至灌浆期连阴雨天气的模拟试验及试验数据分析可知,花期、灌浆期阴雨处理均可导致玉米产量降低,以花期阴雨处理减产最为显著,减产幅度为75.8%~86.1%,灌浆期阴雨处理减产幅度为20.3%~55.0%。在产量构成因素方面,连阴雨天气使果穗变细、变短,秃尖增加,结实不良,干物质主要积累在茎秆等营养器官,穗粒重降低,且连阴雨天气发生在开花期时产量构成因素受影响程度更大。连阴雨天气降低玉米干物质重,发生在花期的连阴雨天气对干物质积累的影响较发生在灌浆期的更大。此外,开花至灌浆期的连阴雨天气使灌浆高峰期出现晚、灌浆速率变慢,玉米在花期遭受连阴雨天气时籽粒达到最大灌浆速率的时间最晚,最大灌浆速率以及平均灌浆速率最小,且雌雄穗花期不遇现象出现较多。     

气象条件对玉米生长发育影响的试验与评估模式研究

根据田间试验资料 ,采用模拟模式及统计分析方法 ,分析了玉米生长期的农业气象条件及其对生长发育、干物质积累、灌浆速率及产量的影响。建立了相应的评估模式     

玉米农田生态系统CO2通量的动态变化

利用2008年辽宁锦州农田生态系统野外观测站涡动相关系统通量观测资料,分析了玉米农田生态系统生长季(5-10月)及非生长季CO₂通量动态变化。结果表明：玉米农田生态系统的非生长季日动态趋势不明显;生长季日动态明显,呈明显的U型曲线,CO₂通量最大值出现在12:00时,为-1.19 mg·m^-2·s^-1;不同物候期的日动态也呈现U型曲线,各发育期CO₂通量日最大值范围为0.07～-0.23 mg·m^-2·s^-1;玉米农田生长季生态系统净CO₂交换日累积（NEE）为-652.8 g·m^-2,非生长季NEE499.8 g·m^-2,2008年碳收支-153.0 g·m^-2,表现为碳汇。     

不同发育期的干旱对华北地区夏玉米生长发育及产量的影响

以"郑单958"为试验材料,分别在夏玉米出苗—拔节期和出苗—抽雄期进行土壤水分控制试验,研究不同发育期不同程度干旱对华北地区夏玉米生长发育及产量的影响。结果表明:不同发育期的干旱对华北地区夏玉米的生长发育均具有抑制作用,具体表现为株高变矮、叶面积降低及干物重减少等。与对照T5处理相比,T1处理的玉米,株高偏矮33.5%,叶面积指数下降60.7%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降了18.3%、54.7%和22.5%;与对照T5处理相比,T3处理的玉米,株高偏矮35.8%,叶面积指数下降58.8%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降了24.1%、58.9%和24.4%。可见,干旱灾害是制约华北地区夏玉米高产的一个关键因子,干旱程度越重,持续时间越长,对玉米干物质积累和产量影响越大。     

基于积分回归法黑龙江省作物产量动态预报研究

由于积分回归法生物学意义明确,预报效果较好,已成为一种新的作物产量动态预报方法。为了完善黑龙江省主要作物的动态预报方法,提高作物单产的预报准确率,本文利用积分回归方法,随机选取以县为单元的研究对象,开展黑龙江省多种作物积分回归产量动态预报模型的适用性研究。结果表明:建立的黑龙江省6月下旬至9月下旬春玉米、大豆和水稻积分回归产量动态预报模型均通过了F的显著性检验,作物产量预报的平均差MD和相对误差RE均未通过显著性检验,表明建立的春玉米、大豆和水稻产量预报模型的预报效果较好;其中春玉米和水稻产量预报模型的预报准确率较高,模型预报的单产与实际单产的一致性较好。通过对2011—2014年黑龙江省作物单产进行试报和检验,发现春玉米、水稻和大豆单产的预报准确率平均为96%、95%和93%;表明积分回归方法对黑龙江省大豆单产预报的适宜性略差,积分回归法适用于黑龙江省水稻和春玉米单产的预报。基于积分回归法的原理,可以在黑龙江省开展春玉米和水稻单产的动态预报,并继续开展大豆产区积分回归产量动态预报的适用性研究。     

基于双波段图像的玉米长势自动观测方法研究

利用一款改装后具有近红外图像拍摄功能的民用相机和同型号未经改装的可见光拍摄像机监测作物的整个生长过程,根据作物和土壤在近红外和可见光图像中的敏感性不同,利用图像处理算法获取作物覆盖度(Ccp),并与人工观测的作物生长特征量进行相关分析。通过在中国气象科学院固城试验站开展的玉米观测试验,基于自动观测玉米图像获取的Ccp与人工观测植株高度(近红外R~2=0.9276,可见光R~2=0.8491)、叶面积指数(近红外R~2=0.9535,可见光R~2=0.8822)、干物质重量(近红外R~2=0.9497,可见光R~2=0.7708)等之间具有很高的相关性,同样表明利用近红外相机获取的玉米图像比可见光相机获取的图像能更好地反映玉米的生长特征。     

基于AEZ模型的产量动态预报研究

利用洛阳地区1981-2014年夏玉米产量资料、9个气象站点的逐日观测资料、农田0-50 cm土壤墒情资料,结合夏玉米生物学特性,采用农业生态区域法(AEZ模型),计算了夏玉米不同生长阶段的气候生产潜力,通过气候生产潜力与夏玉米产量的相关关系,建立以旬为尺度的夏玉米产量动态预报模型,并进行历史回代和试报检验。结果表明:气候生产潜力与夏玉米单产增减率呈显著正相关,气候生产潜力可以客观地反映夏玉米单产水平及其动态变化。构建的产量动态预报模型对1981-2010年单产历史回代检验的准确率为88.3%~90.7%,单产丰歉趋势回代检验准确率为65.5%~75.9%;对2011-2014年模型准确性试报检验,单产预报准确率为82.7%~87.5%,趋势预报准确率为50.0%~100.0%。     

基于气候适宜度的玉米产量动态预报方法

夏玉米是河北省主要粮食作物之一, 其生长发育及产量形成受气象条件影响很大, 开展玉米产量动态预报对河北省农业生产和粮食安全具有重要意义。该文结合夏玉米生理特性, 建立了夏玉米气候适宜度模型, 利用此模型借助于SPSS统计软件, 计算了1972—2005年河北省8个市夏玉米生育期内逐旬气候适宜度, 以此为基础, 建立了河北省8个市夏玉米不同时段产量预报模型。结果表明:夏玉米气候适宜度与产量相关显著; 1972—2005年历史预报检验和2006—2007年预报试验平均准确率分别为88.8%和96.8%, 能够满足业务服务需要。     

一种利用MODIS数据的夏玉米物候期监测方法

采用MODIS数据重构夏玉米归一化植被指数生长曲线,提取并建立特征点位对应日期与作物进入不同物候期的实际日期之间的最佳匹配关系。研究表明:使用改进的SG（Savitzky-Golay）迭代滤波对最大值合成后的植被指数时间序列做平滑处理并进行Logistic曲线拟合,可得到时间分辨率为1 d的作物生长过程曲线,经与2013-2014年物候期实测数据匹配,选择利用动态阈值1提取七叶期,均方根误差为5.4 d;利用曲率最小值提取拔节期,均方根误差为6.4 d;利用动态阈值2提取抽雄期,均方根误差为6.0 d。经2015年物候期实测数据验证,3个关键物候期的遥感监测误差均在6 d以内。利用该方法可提高基于遥感数据开展大面积作物物候期监测识别的效率和准确率。     

立体多熟种植中玉米地膜覆盖的边行优势

立体多熟种植中玉米产量是实现其高产的关键。通过对其关键生育期根系、株高、叶面积、干物质积累、净光合强度及其果穗经济性状等多年的研究,表明,其增产的主要原因是采用大小行种植的四行玉米中存在着3个边行优势。指出,选择优良品种,采用机构覆膜种植技术,提高玉米整齐度,是充分发挥其边行优势的有效措施。     

小麦秸杆和残茬覆盖对夏玉米耗水量及产量的影响

夏玉米田进行小麦秸杆和残茬覆盖,可发迹夏玉米耗水规律,减少前期棵间蒸发,增加后期植株蒸腾,促进干物质积毗,使玉米产量和水分利用效率均有明显提高。不同土壤水分利用效率均有明显提高。不同土壤水分状况下,秸杆和残茬覆盖的效果是不同的,产量和水分利用效率以土训湿度较小的地段增加最为明显。说明该技术适用于气候比较干旱的地区,对发展我国北方旱地农业有重要意义。