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。     

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。     

播期对浚单20夏玉米生长状况及产量影响分析

通过对浚单20玉米新品种进行分期播种试验,研究不同播期对浚单20各个阶段生长状况及产量形成的影响.首先对各播期发育阶段持续日数进行差异性检验,结果表明,夏玉米全生育期日数随播期推迟而缩短.其次,分析了作物各发育期持续日数与各气象要素的关系:在一定的范围内,温度升高可以促进夏玉米生长,日照减少可加快夏玉米生育进程,不同生育阶段降水量对作物生长影响不同,其中抽雄-乳熟期降水量增加能缩短发育日数.然后,对比分析了播期对浚单20干物质及产量形成的影响:随着播期推迟,穗长有缩短趋势,单株籽粒重、百粒重、籽粒与茎秆比也随播期的推迟呈下降趋势;播期一平均实产达864.12g/m2,比播期二高74.56 g/m2,比播期三高128.33g/m2,在一定程度上说明浚单20适时早播,有助于产量提高.     

近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应

基于1981—2010年东北地区55个农业气象观测站发育期数据、16个气象站逐日气象资料,采用趋势变率、秩相关分析、主成分分析和结构方程模型等方法,分析了近30年东北春玉米关键发育期的变化特征,探讨了春玉米发育期对不同时间尺度气象因子的响应规律。结果表明:1981—2010年春玉米关键发育期 (播种期、抽雄期、成熟期) 均有延后趋势,大部分地区春玉米生长前期 (播种期—抽雄期) 日数减少,生长后期 (抽雄期—成熟期) 日数增加,全生育期日数增加。在绝大多数年份,春玉米播种期在温度适播期之后,成熟期在初霜日之前。近30年对东北春玉米生育期日数影响最大的气象要素为温度,主成分分析结果显示,年际尺度的升温、温度生长期的延长和作物生长期的高温对生育期日数影响显著;结构方程模型指出,作物生长期的最高温度和最低温度对生育期日数影响有间接效应,主导气象要素能够解释生育期日数变异的44%。全球变暖背景下,东北春玉米发育期变化是作物响应气候变化和农业生产适应气候变化的共同结果。     

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。     

夏玉米在充分供水条件下不同生育期作物系数研究

利用2014年6—10月夏玉米全生育期试验数据和气象数据,采用LG型称重式蒸渗仪分析了在充分供水条件下陕西关中地区夏玉米全生育期最大耗水量及不同生育期的作物系数。结果表明：夏玉米在试验地段从播种到收获共119 d,充分供水条件下夏玉米全生育期最大耗水量599.9 mm。玉米实际蒸发蒸腾量（ET）与参考蒸散量（ET0）的逐日变化趋势倾向率除三叶—七叶期以外,其余时间段呈现出一致性;全生育期日平均ET为5.0 mm/d,抽雄—乳熟期的ET最大,占全生育期的33.2%。夏播玉米各生育期（播种—三叶、三叶—七叶、七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟、乳熟—收获）作物系数分别为0.64,0.76,0.80,1.38,1.47,1.58。     

播期对辽南地区春玉米生育进程及产量影响的试验研究

基于2012—2014年以丹玉39为供试品种在辽宁庄河地区开展的分期播种试验观测资料和1980—2010年庄河地区春玉米各发育期的平均日期及产量资料,探讨播期对庄河地区春玉米生育进程及产量的影响。结果表明:播种时间对庄河地区春玉米生育进程有显著的影响,播种时间每推迟1.00 d,春玉米整个生长期长度缩短约0.22—0.57 d,营养生长期缩短约0.48—0.69 d,生殖生长期延长约0.11—0.36 d。不同播期之间春玉米各生育期长度存在较大差异,营养生长期长度差异最显著,而拔节—抽雄期、抽雄—开花期、开花—乳熟期和乳熟—成熟期长度差异均不显著。播期对春玉米产量影响显著,但年际间产量差异显著,除2014年外,随播期推迟春玉米产量呈先增后减的趋势。2012—2014年气象条件对庄河春玉米生育期长度影响的气象因子存在差异,对春玉米营养生长期、生殖生长期和全生育期长度影响较大的气象因子为气温、日照时数、平均风速、水汽压及蒸发量。     

开花后淹水对两个冬小麦品种旗叶光合性能的影响研究

选用小麦品种济麦20和泰农18,采用池栽补灌淹水方法,研究开花期及灌浆期3d、6d、9d、12d淹水对小麦旗叶光合性能及籽粒产量的影响。淹水期间光合降低,淹水后光合性能有所恢复。灌浆前淹水提高了灌浆中后期光合性能,但以后光合性能迅速降低。除淹水3d外,两时期6～12 d淹水均引起籽粒产量降低。产量降低的主导因素是粒数的减少,其次是粒重的降低。     

淹涝胁迫对寒地水稻生长和产量的影响研究

2018年在黑龙江省庆安县选用寒地水稻龙粳31品种进行淹水试验,在拔节孕穗期、抽穗开花期,分别设定3个淹水深度（1/3株高、2/3株高、3/3株高）、2个淹水历时（3 d、7 d）共12个淹水处理,测定淹水前后的株高、叶面积、干物质及收获后的每穗粒数、结实率、千粒重及产量等。结果表明：水稻淹水后,株高、叶面积指数、干物质平均增长量基本高于同时期对照组,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有促进作用,拔节孕穗期各项与对照组相比的增长程度均低于抽穗开花期;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,拔节孕穗期全淹没7 d减产最严重,穗结实粒数仅55粒,千粒重16.9 g,远低于对照,减产率高达70%,抽穗开花期全淹没7 d减产也较严重,穗结实粒数为71粒,千粒重略低,但单位面积有效穗数最少,为2.83×106穗,减产率达57%;淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的平均减产率依次为16%、18%、48%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为21%、33%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫条件下,拔节孕穗期水稻产量的下降幅度大于抽穗开花期,导致两个发育期减产的主要产量构成因素分别为穗结实粒数、单位面积有效穗数。     

基于“深度学习”识别模型的玉米农田监测应用系统设计与实现

为了精准判断玉米所处生长阶段,远程实时监测玉米长势,分析生长阶段与田间环境要素间的关系,本文提出深度局部关联神经网络,克服了玉米生长阶段识别中存在的多模态和模糊性问题,在Oxford VGGNet(Visual Geometry Group Net)模型中添加一个新的监督层,即局部关联损失层,提高深层特征的判别能力。基于所提的玉米生长阶段图片识别新算法,拓展环境要素监测功能,设计一套基于深度学习的玉米农田监测系统。系统由玉米农田监测装置和云端服务器组成,监测装置采集玉米图像、气象要素和田间位置数据,通过4G无线发送给云端服务器,云端服务器利用深度局部关联神经网络识别生长阶段,显示结果并存入数据库中。仿真试验表明,深度局部关联神经网络平均识别准确率达到92.53%,较VGGNet的87.21%和LSTM的88.50%,准确率分别提高了5.32%和4.03%。实地测试结果表明,野外环境下系统准确率可达到91.43%,能够稳定地对农田玉米生长情况进行监测,具有重要的应用价值。     

江汉和江南西部春玉米涝渍指标及风险评估

以江汉和江南西部地区春玉米为研究对象,利用研究区域内57个气象站1961-2012年的逐日降水量资料、春玉米生育期资料和春玉米涝渍灾情资料,筛选春玉米不同生育时期的涝渍灾害样本。采用多元线性回归分析方法,定量分析当前过程降水量和前期降水量对春玉米涝渍灾害的影响,并据此构建当量降水量。基于正态分布的Lilliefors检验和t-分布区间估计方法,计算不同生育时期、不同等级涝渍灾害的当量降水量指标阈值,由此构建该区域春玉米不同生育时期的涝渍灾害等级指标并进行独立样本验证。在此基础上,利用信息扩散理论风险评估方法,计算各站点的春玉米涝渍致灾风险指数。结果表明:当前过程降水量和前2旬降水量对该区域春玉米涝渍灾害有显著性影响;构建的区域春玉米涝渍等级指标能够较好地反映实际受灾情况,指标验证结果与历史记录有较高一致性;出苗-拔节期和拔节-抽雄期发生春玉米涝渍灾害的风险相对较低,抽雄-成熟期为春玉米涝渍灾害的高风险时期,高风险区域主要位于湖北省恩施市、宜昌市西南部、荆州市西南部以及湖南省张家界市北部。     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。     

基于SPEI指数的河北省南部夏玉米生长季干旱特征分析

利用河北省南部8个气象站点1962—2018年的逐月气温、降水量数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过小波分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了河北省南部夏玉米生长季(6—9月)干旱变化特征以期为干旱灾害的监测、预报预警及防御提供理论依据。结果表明:夏玉米苗期干旱发生频率为31.5%,1966年后苗期气候呈湿润化趋势,在1968和2009年附近可能发生了气候湿润化的突变,整个分析期(1962—2018年)干湿变化包含13～18a、5～8a周期振荡;夏玉米穗期干旱发生频率为40.3%,2006年后穗期气候呈持续干旱化趋势,在1980和1997年附近可能发生了气候干旱化的突变,整个分析期干湿变化包含15～22a、6～10a周期振荡;夏玉米花粒期干旱发生频率为29.8%,1989年后花粒期气候呈持续干旱化趋势,可能在1992和2002年附近发生了气候干旱化的突变;夏玉米生长季干旱发生频率约为30%,生长季气候总体呈干旱化趋势,特别是1997年后持续干旱化,可能在1996年附近发生了气候干旱化的突变。     

SOI和El Nino与湘潭汛期洪涝的关系

本文研究了湘潭汛期（4～9月）洪涝与南方涛动指数（SOI）和厄尔尼诺（ElNino）事件的遥相关联系。结果表明，南方涛动指数异常偏负（弱）以及厄尔尼诺事件的滞后影响对湘潭汛期洪涝的短期气候预报有很好的指示性。在统计分析的基础上，我们建立了日常业务应用的湘潭汛期洪涝预报物理模型。     

河西东部绿洲农作物生物量变化特征初探

利用地处干旱绿洲的河西走廊东部武威农业气象试验站1994—2001年农作物玉米生物量观测资料,分析了河西走廊东部绿洲农作物生物量年际、年内变化特征。结果表明：玉米叶面积、叶面积指数及叶、穗、株干重的年内变化呈S型曲线,叶、叶鞘、茎、穗、株鲜重及叶鞘、茎干重的年内变化表现为缓慢增长快速增长一缓慢增长一下降的趋势;各生物量数值在不同生长发育期存在不一致的年际变化,而生物量年内变化趋势在不同年份基本保持一致,但阶段变化速率有一定的年际差异。研究认为：在全球气候变化大背景下,农作物生物量变化的基本特征没有改变,但全球气候变化对农作物生物学进程及其生物量积累产生了一定的扰动．并且在不同生物量的不同生长时段产生不同的影响。     

Assessing market and non-market costs of freshwater flooding due to climate change in the community of Fredericton, Eastern Canada

There is a general consensus that climate change will increase the frequency and severity of freshwater flooding in many parts of the world. Communities prone to such flooding have struggled to understand the manner in which this will affect them (in both economic and social terms) and the appropriate way to adapt. In this study, we conduct a case-study investigation into the costs of freshwater flooding due to climate change along the Saint John River in Fredericton, NB, Canada. We develop a four-step framework that combines extreme event analysis, downscaled general circulation models, hydrologic analysis, and the contingent valuation method. Using this framework, together with primary data on a 2005 flooding event, we estimate market and non-market annual average flood damage under a number of climate and population scenarios. We find that non-market costs can represent up to 50% of total household costs of flooding events, and 23–42% of the total costs of flooding due to climate change, depending on the different climate and population scenarios considered. Incorporating such costs into flood adaptation planning may substantially increase support for active adaptation activities, especially in ‘worst case’ climate scenarios.     

承德春玉米需水量变化特征及其与气象因子的关系

利用1961-2009年气象资料和发育期资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算春玉米生育期内逐日需水量,研究了承德春玉米需水量、水分盈亏的年内、年际变化规律,分析了气象因子对春玉米需水量的影响。结果表明：承德春玉米生育期平均需水总量、水分盈亏分别为522.5mm和69.4mm。在生育期内,春玉米逐日需水量的变化规律表现为先缓慢增加后减小|春玉米需水量与气象因子密切相关。     

承德春玉米需水量变化及其与气象因子的关系

利用1961—2009年气象资料和发育期资料,采用FAO的Penman-Monteith公式计算春玉米生育期内逐日需水量,研究承德春玉米需水量、水分盈亏的年内、年际变化规律,分析气象因子对春玉米需水量的影响。结果表明：承德春玉米生育期平均需水总量、水分盈亏分别为522.5 mm和69.4 mm。在生育期内,春玉米逐日需水量的变化规律表现为先缓慢增加后减小;春玉米需水量与气象因子密切相关。