基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区, 以春玉米为研究对象, 选取WOFOST作物模型, 利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型, 进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明: 经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同, 因旱减产风险随播期推迟而减小, 2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%, 2018年(轻旱)可达20%—39%, 2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同, 总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大, 其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度, 朝阳站最大, 其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年, 拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加, 抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少, 当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱, 干旱灾损程度随播期推迟而加重, 减产率可高达46%—84%。     

干旱对夏玉米根冠及产量影响试验

为揭示干旱对夏玉米根冠生长及产量形成的影响,2013—2015年在山东夏津、山西运城和河北固城开展夏玉米水分胁迫控制试验,研究不同干旱条件下玉米根冠及产量的变化,厘定干旱敏感时段及临界阈值。结果表明:同一干旱程度,影响玉米地上干物重、产量的关键时段为拔节-抽雄期,抽雄期最敏感,影响根系、根冠比的关键时段为出苗-拔节期,拔节期最敏感。不同干旱程度,在快速失墒阶段,不同生育时段的地上干物重、根干重、根冠比均呈下降趋势,分别较对照减少11.7%~67.8%,35.2%~85.8%和15%~62%;干旱维持阶段与快速失墒阶段相比,地上干物重呈持续下降趋势,较对照减少24.3%~89.7%,根干重、根冠比呈上升趋势或无明显差异,分别较对照减少9.7%~80.8%,9.6%~62%。出苗-拔节期,土壤相对湿度60%~62%为玉米地上部生长及形成合理根冠比的临界阈值;出苗-七叶期,土壤相对湿度51%~60%利于根系生长。土壤相对湿度62%为影响玉米产量的临界阈值,土壤相对湿度31%~40%,出现在拔节、抽雄等敏感期,玉米减产七成以上。土壤相对湿度50%~60%持续时间少于8 d,复水后根冠可迅速恢复生长,但对产量仍有一定程度的影响,减产1.4%~6.6%。     

拔节和抽雄期间涝渍对夏玉米生长的影响

通过对夏玉米拔节和抽雄期间进行不同时间灌水处理,研究洪涝对夏玉米生长状况和最终产量的影响程度。结果表明：玉米在拔节和抽雄期间充足的水分条件下,可以促进玉米的高度生长。玉米在拔节期间灌水5d和在抽雄期间灌水3d,5d的产量均高出对照区的产量。     

阶段性干旱对夏玉米生长发育及产量的影响

本试验通过可移动遮雨棚对大田夏玉米不同生长阶段土壤湿度进行定量控制,分析了拔节—抽雄和抽雄—成熟期干旱胁迫对玉米生长发育及产量构成等要素的影响。结果表明,玉米受干旱胁迫后,植株生长发育受到抑制,产量明显降低。拔节—抽雄期干旱对玉米营养生长阶段植株性状的影响较大;抽雄—成熟期干旱对玉米营养生长的影响相对较小,但对产量影响较大,其中穗长、穗粒数、穗总重和穗粒重较对照处理均显著减小,穗粗、秃尖比及百粒重变化不显著。     

东北地区春玉米关键生育期干旱对根系生长的影响

利用锦州大型土壤水分控制试验场和根系观测系统开展东北地区春玉米拔节与抽雄期不同程度干旱胁迫试验,采用微根管方法观测春玉米根系的生长,研究春玉米不同发育期干旱胁迫对40 cm、120 cm和160 cm土壤深度根系分布的影响。结果表明:春玉米不同土壤深度直径为1 mm以下的细根多于粗根,40 cm土壤深度细根所占比例最大,与之相比,120 cm和160 cm土壤深度直径为1 mm以上粗根所占比例有所增大。春玉米拔节期干旱初期40 cm土壤深度根长密度(Root Length Density,RLD)随干旱加重而增大,干旱胁迫可以促进玉米根系向土壤深处生长;乳熟期后玉米上层根系因拔节期干旱而提前衰老;抽雄后干旱也可使玉米根系向更深层土壤伸展,但干旱出现过晚将减弱对根系生长的促进作用。此外,玉米长期干旱后复水可使根系在短时间内补偿性快速生长。     

富裕县农田土壤湿度变化及其对玉米发育期和产量的影响

本文旨在分析黑龙江省富裕县农田土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响,以期为松嫩平原西部玉米生产提供科学参考。以黑龙江省富裕县为研究区域,利用1982—2017年土壤相对湿度资料、1995—2017年玉米发育期资料、玉米产量资料,采用对比分析、相关分析、Mann-Kendall突变检验法,分析土壤相对湿度变化特征,研究土壤相对湿度对玉米发育期和产量的影响。结果表明：富裕县近36 a土壤相对湿度呈增加—减小—增加的趋势。播种期—出苗期、拔节期—抽雄期、乳熟期—成熟期土壤干旱平均每4—6 a一遇,抽雄期—乳熟期每2—3 a一遇,出苗期—拔节期土壤基本无旱。各发育期土壤相对湿度减小的突变年在1987年前后,增加的突变年在2013年前后。20世纪80年代土壤较适宜,干旱轻,90年代土壤相对湿度迅速下降,干旱最重,之后随着年代的推移土壤干旱逐渐减轻。玉米主要发育期中播种期—出苗期、出苗期—拔节期土壤干旱对产量影响较小,拔节期—成熟期是土壤干旱影响产量的主要时期。     

田阳干旱指数对早玉米产量影响的农业气候评价

利用田阳1987年至2012年早玉米产量与其生育前期易旱的3月上旬至5月中旬的旬干旱指数,釆用数理相关统计法,计算旬干旱指数与早玉米产量的相关系数及多元回归方程模式的建立,评价干旱指数对早玉米生产利蔽的影响。结果表明：干旱主要影响早玉米生理需水敏感的抽雄吐丝期,俗称＂卡脖子旱＂,其次干旱影响早玉米播种后全苗齐苗。这对充分开发利用当地农业气候资源,科学规避干旱的影响,趋利避害,夺取早玉米高产稳产意义重大。     

石羊河流域水分胁迫对玉米生长发育指标和产量的影响

本实验设计正常灌水处理（CK）和水分胁迫处理（DT）2种模式,通过比较2种水分处理下不同发育期玉米各生育指标的变化,研究干旱地区水分胁迫对玉米不同生育时期生长的影响。结果表明：拔节期后,植株对水分需求迫切,干旱易造成营养器官发育不良、植株矮小、叶片早衰,植株的各项生育期相关指标均显著低于正常灌水处理;抽雄—乳熟期,干旱导致果穗发育不良、籽粒不饱满、穗小粒少,并影响植株内部的干物质分配,穗重所占比例明显低于正常灌水处理,最终导致成熟期产量大幅度下降,部分植株出现空杆。     

安徽省夏玉米干旱天气指数保险产品设计及应用

利用安徽省夏玉米种植区15个农业气象观测站点1971—2010年的逐日降水资料并结合区域夏玉米抽雄-乳熟期(产量形成关键期)的降水距平与夏玉米干旱减产率进行分析,建立了干旱天气指数模型。提出夏玉米干旱的保险赔付标准,并利用各市(县)的干旱风险评估结果修订干旱天气指数保险费率,最终得到各地区的夏玉米干旱天气指数保险产品。将设计的保险产品在安徽省淮北市濉溪县试验应用,该产品可以基本反映实际夏玉米干旱风险状况,有助于农业保险公司客观、快捷地提供农业灾害的经济补偿。     

如何判断玉米乳熟期

玉米抽雄以后 ,紧接着开花吐丝 ,进入玉米的关键发育期—乳熟期。如何准确地判断玉米的乳熟期呢 ?根据观测实践经验以及从本站历年农业气象观测资料分析 ,认为比较客观、准确地判断玉米的乳熟期有以下几个方面。( 1 )从玉米进入发育期的外部特征来判断。玉米进入乳熟期 ,从外表     

未来RCPs情景下淮河流域夏玉米卡脖子旱风险预估

针对干旱气候变化及其对淮河流域夏玉米的可能影响,基于历史灾损构建的致灾阈值模型,应用第5次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)中的5个全球气候模式(GCMs)和3种典型浓度路径(RCPs)情景输出的逐日气温和降水量数据,计算不同RCPs情景下致灾阈值以上气象干旱发生频率,结合承灾体的暴露度和脆弱性,构建干旱灾害风险评估模型,开展淮河流域21世纪近期(2020—2039年)、中期(2040—2069年)和远期(2070—2099年)夏玉米抽雄—乳熟期卡脖子旱风险预估。结果表明:不同气候模式对淮河流域的气温和降水量具有较好的模拟能力,气温模拟效果更佳。未来夏玉米抽雄—乳熟期将有所提前,该生育期日数缩短;预估未来淮河流域夏玉米抽雄—乳熟期气象干旱日数年际变幅大,从其线性趋势看,RCP4.5和RCP8.5情景下气象干旱日数线性趋势不明显,而RCP6.0情景下线性增加显著。在致灾因子及承灾体的综合影响下,未来淮河流域夏玉米卡脖子旱风险年际波动大,干旱灾害风险增大,21世纪各时期,其风险远期最高、中期最低;不同情景由低向高排放情景下干旱风险依次增高。预估的干旱风险空间差异明显,总体上该流域北部风险高于南部、西部高于东部。     

基于实际蒸散量辽西地区春玉米生物量及产量评价

为了确定辽西地区春玉米各发育阶段生长状况及最终产量的评价方法,基于2011—2015锦州农业气象试验站开展的玉米分期播种试验,利用锦州地区气象观测数据、玉米发育期数据和玉米各发育阶段地上生物量及产量数据,采用Penman-Monteith方法和数理统计方法分析锦州地区玉米不同发育阶段实际蒸散量与地上气象生物量和气象产量的相关关系,并建立玉米各发育期生长状况及最终产量评估模型。结果表明:2011—2015年锦州地区玉米各发育阶段实际蒸散量与地上气象生物量和气象产量之间的线性关系显著,播种—七叶阶段二者呈显著的相关关系(P0.05),播种—拔节、播种—抽雄、播种—乳熟和播种—成熟阶段二者呈极显著的相关关系(P0.01)。建立的玉米各发育期生长状况及产量评估模型的预报准确率为77.8%—94.5%。辽西地区玉米正常生长全生育期水分供应的下限为333.2 mm,其中播种—七叶、七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟和乳熟—成熟阶段水分供应的下限分别为49.9 mm、23.3 mm、83.4 mm、118.9 mm、57.7 mm。玉米各发育阶段干旱对产量影响的程度由重至轻依次为:拔节—抽雄抽雄—乳熟七叶—拔节播种—七叶乳熟—成熟。本文基于玉米实际蒸散建立的辽西地区春玉米生物量及产量评估方法,可以满足农业气象产量预报服务的需求,在实际业务中具有应用价值。     

淹水对夏玉米性状及产量的影响试验研究

为定量探求洪涝灾害对玉米生长及产量的影响,于2008和2009年在河南省驻马店地区进行以淹水日数和淹水发育期为试验因素的模拟试验。结过表明:淹水1 d对玉米产量影响甚微,淹水3 d以上减产率40%以上,拔节期淹水5～7 d,抽雄期淹水7 d夏玉米基本绝收。淹水对夏玉米植株死亡率、果穗成穗率、单株籽粒重影响明显;对株高、果穗长、粗、百粒重和秃尖率影响较小。拔节期的淹水危害重于抽雄期。讨论了淹水日数与淹水发育期对玉米产量影响的交互作用。初步建立了淹水的玉米产量损失率评估模型。     

干旱环境下夏玉米各生育时期光响应特征

2011年6—9月在中国气象局河北固城生态试验站借助大型电动式防雨棚及人工灌溉, 开展水分影响夏玉米生长发育的田间试验。首先进行夏玉米叶片光合作用日变化和光合作用光响应曲线的观测,然后利用不同模型拟合光响应曲线确定最适模型并提取光合特征参数,探讨土壤水分条件对不同生育时期夏玉米叶片光合特性的影响规律。结果表明:土壤水份适宜时,玉米抽雄期的光合能力最强,重度干旱时,抽雄期的光合能力降低幅度也最大,其次为乳熟期、拔节期;直角双曲线修正模型最适合描述干旱环境下的玉米光合能力光响应过程,轻度干旱使各生育时期光饱和点及最大净光合速率下降,而对光补偿点量子效率和光补偿点的影响不明显; 重度干旱下各生育时期光饱和点、最大净光合速率较轻度干旱又进一步下降,同时各生育时期光补偿点量子效率也有明显下降,而光补偿点明显上升,表明玉米叶片的强光利用能力对干旱敏感,而它的弱光利用能力对干旱响应较迟钝。     

干旱程度和施氮水平对春玉米叶片碳氮含量及碳氮比的影响

为探明干旱和施氮对春玉米叶片碳氮含量及碳氮比的影响,以“丹玉405”为试验材料,于2018—2019年春玉米拔节、抽雄、乳熟三个关键发育期分别开展中度(相对湿度45%±5%)、重度(相对湿度35%±5%)干旱胁迫及120、240、270 kg·hm^-2氮处理对比试验,分析干旱、施氮及干旱条件下施氮对玉米叶片碳氮含量及碳氮比的影响。结果表明：干旱导致玉米叶片全氮含量减少3.3%～38.5%,碳氮比增加0.8%～67.1%;对各发育期叶片碳氮含量及碳氮比的影响为乳熟期>抽雄期>拔节期;随着干旱加剧,对叶片氮含量和碳氮比的影响加剧。随着施氮量的增加,叶片全氮含量先增加,后减少,碳氮比与之相反;施氮量为120 kg·hm^-2时,各个发育期叶片全氮含量最高,碳氮比含量最低。干旱后施一定量的氮肥可以缓解干旱对玉米叶片碳氮平衡的负面影响,但不能完全恢复;施氮量为120 kg·hm^-2时,叶片氮含量和碳氮比恢复程度最为明显,分别增加11.2%和减少6.5%。复水后,施氮处理仍不能使受干旱叶片碳氮平衡恢复到对照水平。玉米产量与...     

松山区玉米主要气象灾害评估与对策

应用赤峰市松山区境内的赤峰和岗子两个气象观测站1961—2009年的气候资料和松山区玉米单产资料,分析玉米生长季的水热条件对玉米气象产量的影响,定量评估灾害损失。结果表明,采用5a滑动平均法和线性拟合相结合的方法计算的玉米气象产量更具有客观性,贴近实际情况。有利的气候条件使得玉米平均增产890.3Kg/hm2;不利的气候条件使得玉米减产634.5Kg/hm2。玉米气象产量与生长季降水量关系密切,干旱是玉米大幅度减产的主要气候灾害,占总减产量的76.6%;其次是阶段性低温冷害。气候变暖趋势总体上是有利于玉米生产的,但玉米气象产量的变幅呈增大趋势。     

冬玉米抽雄、吐丝及开花散粉与气象条件关系分析

通过盆栽及人工气候箱试验，观测及分析了气象条件对冬玉米抽雄、吐丝及开花散粉的影响，初步确定了抽雄、吐丝及开花散粉的农业气象指标。     

基于自然灾害风险理论的黑龙江省玉米干旱风险评价

为了明确黑龙江省玉米干旱风险区划,为农业防灾减灾和保障玉米安全生产提供参考,选取黑龙江省玉米主要种植区44个农业气象站1971-2017年气象资料及农业资料,划分玉米全生育期为玉米生长前期（出苗-抽雄）,玉米生长后期（抽雄-成熟）,基于自然灾害风险评价方法,以水分亏缺指数确定不同生育期干旱指标,考虑危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4项要素,引入权重系数,采用灰色关联度方法,确定四个因子对灾害发生的不同影响程度,构建危险性评估模型,评估黑龙江省玉米干旱风险,并进行了干旱风险区划。结果表明：在玉米不同发育期,干旱风险指数高值区均主要位于松嫩平原地区,其中,黑龙江西部地区为玉米干旱高风险区,中高值区分布在哈尔滨双城区以及绥化市肇东县。黑龙江省西南部地区肇州、肇源、安达等地区为中等风险区。而低值区主要分布在黑龙江东部三江平原地区以及黑河、伊春、牡丹江等地。研究结果可为黑龙江省玉米干旱防灾减灾工作提供理论依据。     

东北地区玉米不同生长阶段干旱冷害危险性评价

利用东北地区35个农业气象站1961—2010年气象资料、玉米产量资料和1981—2010年玉米生育期资料,选用合适的干旱指标和冷害指标,结合自然灾害风险理论建立了灾害危险性评价模型。基于灾害判别结果和历史灾情资料,从典型灾害年中提取不同灾种的影响差异,构成权重系数,对东北地区玉米不同生长阶段和整个生育期干旱、冷害危险性进行评价。结果表明,东北地区干旱、冷害危险性在玉米生长前期(出苗—拔节阶段)主要集中在东北地区东南部,此阶段主要以冷害为主;而在玉米生长后期(抽雄—成熟阶段),风险高值区转移到西部,此阶段以干旱为主。生长前期和生长后期对整个生长阶段危险性的贡献值分别为0.3473和0.6527。东北地区的主要气象灾害正逐渐从冷害向干旱转变,冷害发生的频次逐渐减少,而干旱发生的频次快速增多,影响的范围也迅速增大。     

河南省夏玉米气候适宜度评价

为定量评价气象条件对作物生长及产量形成的影响,本文依据夏玉米不同发育阶段上限温度、最适温度、下限温度、需水量、需光性等生物学指标,构建了河南省夏玉米气候适宜度评价模型。通过对13个代表站30 a全生育期气候适宜度和相对气象产量进行相关分析,表明该模型能较好地反映河南省夏玉米的气候适宜水平及其动态变化。利用检验后的模型计算了河南省67个站1981-2011年夏玉米生长季单因子及综合气候适宜度,结果表明河南省夏玉米大部分生育期光热资源较适宜,能满足玉米生长所需,仅在灌浆后期略显不足,降水是影响夏玉米产量形成的主要限制因子,且降水适宜度年际变化幅度大于日照和温度。综合气候适宜度年际波动表现为抽雄—乳熟期〉出苗—抽雄期〉全生育期。空间分布上气候适宜度呈自西北向东南方向的递增趋势,适宜度高值区分布在南阳东部及驻马店部分地区。