干旱综合防御技术对小麦生长和产量的影响

1998年10月至2000年6月进行的冬小麦大干旱综合防御技术集成试验表明，充足的底墒水、深耕、秸杆翻压还田、秸杆覆盖、喷施防旱剂和有限灌溉等是防御冬小麦干旱、减少土壤水分无效消耗的有效措施，对小麦叶面积、干物重和产量形成有明显的影响。综合运用以上措施，可使冬小麦叶面积、干物重和产量形成有明显的影响。综合运用以上措施，可使冬小麦增产10％以上，水分利用效率提高30％以上，每公顷增收节支500－800元。     

农业干旱综合应变防御技术研究

针对华北地区农业生产水平和农业干旱特点 ,于 1 996～ 1 998年进行了农业干旱监测预测、秸秆覆盖、底墒科学利用、有限水胁迫效应、深松、多功能防旱剂和有限灌溉等单项农业干旱防御技术试验研究 .在它们的防旱机理、功能和操作技术方面取得了较好的效果 .在此基础上 ,在干旱严重的 1 998～ 1 999年冬小麦生育期内 ,在河南郑州郊区、山东泰安郊区和河北固城 ,根据各地条件因地制宜地对上述技术进行组装配套集成示范试验 .结果表明 ,综合应用这些技术具有较显著的抗旱增产效能 ,小麦增产 1 0 .1 %～ 36.0 % ,耗水量减少 1 .0 %～ 1 9.0 % ,水分利用效率提高 1 0 .6%～ 60 .0 % .     

农业干旱综合防御技术的应用效果分析

利用黄淮平原农业干旱监测预警与综合防御技术,通过示范,将深耕、秸秆翻压还田、药剂拌种、秸秆覆盖、有限灌溉、喷施防旱剂和防御小麦干热风制剂等技术在濮阳市进行综合推广。2006-2007年4个农作物种植季节推广应用结果表明：该项技术具有明显的节水、防旱和增产效果,能使小麦增产6．4％-7．2％,玉米增产6．7％～11．6％,同时还可减少灌溉1～2次,经济效益显著,适宜在黄淮平原及干旱、半干旱地区推广应用。     

河南省获嘉县农田水分供需特征及秸秆覆盖效果分析

秸秆覆盖可以减少土壤表面水分蒸发,提高水分利用效率.以不覆盖处理为对照,2005年10月至2007年10月在获嘉县农场对冬小麦和夏玉米生育期间进行了秸秆覆盖处理对比观测.结果表明,秸秆覆盖后近地层气象要素发生了改变,覆盖后近地层空气温度升高,水汽压降低,地表土壤温度下降;秸秆覆盖有明显的保墒、蓄水作用,提高了土壤水分利用率;同时秸秆覆盖对提高冬小麦的成穗数,增加冬小麦和玉米的千粒重有明显作用.试验期间,推广田冬小麦增产幅度为8.7%,夏玉米增产幅度为8.9%.     

多功能防旱剂效果分析

１９９７年进行的小麦喷施多功能防旱剂的试验结果表明,光合作用强度较对照提高１４％～２８％,气孔阻力较对照提高２４％～５１％蒸腾强度降低１％～９％,水分利用效率２％～２７％,千粒重提高２％～６％,产量增加１．８％～７．１％,说明喷施多功能防旱剂后,对促进小麦生长,降低蒸强度,提高产量有一定的作用。     

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。     

棉田盖草防旱技术的气象效应研究

为了揭示棉田盖草防旱技术的气象效应,利用2004～2005年连续两年7～8月小区对比试验资料,对进行此项技术的保墒防旱、调温调湿等气象效应进行了分析。结果表明:棉田盖草有一定的保墒防旱作用,越是在干旱天气条件下,其保墒防旱效应越明显;棉田盖草的调湿控湿效应较为明显,对预防棉花行间空气湿度过大引起烂桃较为有利;棉田盖草还有一定的调温效应,尤其在伏旱高温期,其调温效应更加明显。     

高寒草原不同量级降水对干旱解除的影响

基于2017年3月1日至10月31日逐日每10 min降水量和土壤体积含水率试验数据,分析不同降水量级不同处理对土壤体积含水率的影响,结果表明:(1)小雨仅能提高0～10 cm土壤墒情,且在遮挡率超过30%时,效果明显减弱,同时地表植被覆盖能在一定程度上提高降水利用率。(2)在土壤底墒较差条件下,中雨能改善对照区、遮挡率20%和30%处理下0～10 cm土壤体积含水率;在土壤底墒较好条件下,中雨能有效补充对照区、遮挡率20%、30%和40%处理下0～30 cm土壤水分。(3)大雨条件下,在对照区、遮挡率20%、30%、40%和60%处理下,0～20 cm土壤体积含水率均有明显增加,在20～30 cm土壤层对照区、遮挡率20%、30%、40%处理下增加亦比较明显,大雨能完全解除0～30 cm土壤干旱。(4)短时强降水对土壤水分的补偿十分有限。暴雨对提高0～20 cm土壤体积含水率非常明显,但对提高20～30 cm土壤水分含量不及大雨效果明显。(5)在对照区,0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层有效降水量阈值分别为2. 5、7. 0和10. 0 mm。(6)特旱、重旱、中旱和轻旱条件下,0～10 cm土层干旱解除所需的最小降水量分别为21. 5、11. 7、5. 0、1. 4 mm,10～20 cm土层所需的最小降水量分别为32. 9、18. 6、8. 6、2. 7 mm。     

冬小麦夏玉米土壤水分预报及优化灌溉模型

利用土壤水分平衡方程，结合河南省冬小麦和夏玉米的生长规律和1994～2000年冬小麦、夏玉米田实测土壤湿度资料，建立了河南省冬小麦、夏玉米土壤水分预报及优化灌溉的计算机模型。用1998～1999年郑州市麦田实测土壤湿度资料验证该模型模拟结果，未来10、20、30天土壤湿度相对误差分别为-7．3％～7．7％、-8．3％～6．8％、-7．6％～7．7％，表明利用该模型，可以较为准确地预报未来1个月的土壤水分变化，并可根据小麦、玉米不同发育期特点，给出以最高产量和最佳经济效益为目标的灌溉建议。     

陕西渭北冬小麦提高水分利用率试验研究

为了缓解干旱威胁，1997－1998年度在陕西渭北永寿县开展了地膜覆盖，旱地龙拌种等处理的提高水分利用率的田间试验研究。结果表明，不同处理均有明显提高水分利用率和防旱抗旱效果，尤以地膜覆盖效果最显，出苗率提高89％，壮苗率提高149％，水分利用率提高43．9％，产量提高47．3％，初步提出渭北地区冬小麦抑蒸抗旱农业气象适用技术。     

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。     

干旱胁迫对夏玉米叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用华北地区大面积种植的夏玉米品种郑单958、承玉2号、鲁单981作为试验材料,通过研究干旱胁迫条件下的玉米叶片光合、叶绿素荧光等指标随着土壤水分的动态变化规律,以期为夏玉米干旱的生理生态变化监测及水分高效利用提供理论依据。研究发现,在土壤含水量70％左右时,随着土壤相对湿度的下降,上述3个夏玉米品种仍能保持其叶片水分状态。郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,分别为39．9、38．8、38．4μmolCO2／m^2·s;在土壤相对湿度较低时,郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率下降趋势明显（P〈0．05）。叶片水势变化规律为：在土壤相对湿度〉90％时,对水分胁迫郑单958、承玉2号不敏感,鲁单981敏感;在土壤相对湿度〈70％时,水分胁迫条件下承玉2号不敏感,而鲁单981、郑单958敏感。气孔导度（g1）变化规律：随着水分胁迫加剧,3个夏玉米品种气孔导度均下降,在土壤水分较高时,气孔导度变化规律不明显,在土壤水分较低时,气孔导度明显下降（P〈0．01）,细胞间隙CO2浓度（Ci）随土壤水分胁迫加剧而上升。上述结果表明：与叶片的光合和水分状况相比,夏玉米的气孔对土壤水分的匮缺更为敏感。     

气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进

利用土壤相对湿度数据和县级春玉米单产数据,在气象干旱指数SWAP（standardized weighted average of precipitation）的基础上,研究我国东北地区春玉米受干旱影响的界限指标,结果表明:SWAP在春玉米播种-出苗期低于-0.9,出苗-拔节期低于-1.0,拔节-抽穗期低于-1.2,抽穗-乳熟期低于-0.7时,土壤相对湿度偏低,即气象干旱一般为中旱时,不利于春玉米生长。以此构建春玉米干旱指数,对比我国东北地区春玉米干旱指数与省级农作物干旱受灾面积的关系,发现两者相关关系显著,尤其在典型干旱年份,两者对应关系更好,说明构建的东北地区春玉米干旱指数能够较好地反映干旱对春玉米的实际影响。利用东北地区县级春玉米单产数据对春玉米干旱指数进行等级划分,划分结果可为东北地区春玉米防旱减灾和安全生产提供参考。     

黄淮平原农业干旱预警系统研究

采用区域气候模式与土壤水分模型相结合的技术,建立黄淮平原农业干旱预警系统。系统的气候模式采用NCAR的区域气候模式(RegCM2),为土壤水分模型提供所需的气象要素场数值预报。土壤水分模型采用适合于黄淮平原冬小麦、夏玉米等作物的土壤水分平衡方程。试运行结果表明,利用区域气候模式和土壤水分模型构建的区域性土壤水分模型,土壤水分预报的平均相对误差在15%以下,可以较好地模拟出土壤水分变化和干旱分布状况,可用于土壤水分预报和干旱监测。     

郑州市夏玉米生长季土壤水分变化特征分析

利用线性趋势估计、Mann—Kendall检验等方法对1981—2010年郑州市夏玉米生育期内土壤湿度的年际及垂直变化特征进行了分析,结果表明：近30a来郑州地区夏玉米生长季土壤水分呈显著的下降趋势,0—40cm、40—100am下降速率分别为-3．34％／10a和-5．94％／10a;0—40em在1986年形成一个突变点,40一100CIYI在1998年形成一个突变点,突变点后土壤湿度下降明显;夏玉米生育期内,土壤湿度随生育进程的推进不断增加,到乳熟期后维持在较高水平,同一生育阶段由浅及深各层土壤湿度变异系数逐步减小;各层次土壤湿度的垂直分布基本呈现上干下湿的状态,各生育阶段各层土壤湿度多表现为乳熟期的〉抽雄期的〉拔节期的〉出苗期的。     

华北冬小麦-夏玉米两熟区干旱特征分析

研究华北冬小麦一夏玉米主要生长季的干旱时空特征,可为全球气候变暖背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据。利用华北5省（市）64个气象台站1961-2010年逐日降水资料,以降水负距平或降水量表征的干旱指标,通过经验正交分解法提取了冬小麦、夏玉米全生育期和关键生长阶段的特征向量和时间系数,分析了干旱频率、站次比及干旱强度的变化特征,并通过构建冬小麦-夏玉米轮作期综合干旱指数,探讨了华北地区农业干旱的总体状况。结果表明：EOF分解的前4个模态提取了60％以上作物干旱的主要时空分布信息,冬小麦主要生长季收敛效果优于夏玉米;冬小麦全生育期、苗期及拔节-抽穗期干旱的高强度中心主要分布在冀中南、豫北及鲁西北地区,而灌浆-成熟期干旱则以豫东为中心;夏玉米全生育期干旱的高强度中心主要位于冀南和鲁北地区,初夏旱以冀北大部为高强度区,而卡脖旱以豫西和鲁南为高强度区。从时间系数和区域干旱强度及站次比的时间变化趋势看,冬小麦全生育期干旱、灌浆-成熟期干旱及夏玉米初夏旱、卡脖旱均表现为递减趋势,但未通过显著性检验,而冬小麦播种期、拔节-抽穗期干旱,以及夏玉米全生育期干旱为不显著的递增趋势。整个冬小麦-夏玉米轮作期干旱威胁较高的地区主要位于京津局部、冀中南、豫北和鲁北等地区。     

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。     

辽宁春玉米出苗期水分胁迫试验初探

以丹玉39为试验材料,采用盆栽实验方法,研究辽宁春玉米25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%共8种供水处理条件下的玉米出苗率及玉米根系和叶片对水分胁迫的响应,旨在探索辽宁春玉米播种和出苗期间水分胁迫对玉米出苗及生长发育的影响,分析不同水分胁迫对其影响的程度。结果表明：玉米出苗率在中度到重度干旱条件下(<45%),为不能播种指标;在轻度干旱条件下(55%),为非经济播种指标;在适宜土壤水分条件下(65%—75%),为适宜播种指标;在85%左右时也为适宜播种指标;在偏湿条件下(95%),为可播种指标。玉米出苗期间,水分胁迫对玉米植株和根系的生长发育有较大影响,对根系影响比对植株的影响更显著。     

A surface energy budget view of the 1988 midwestern United States drought

Measurements of the surface energy budget over an Illinois corn field during the summer drought of 1988 yielded Bowen ratio values around 1 compared to potential values of 0.2–0.3 if soil moisture had not been limiting. An analysis of the atmospheric water vapor budget for the upper midwestern United States suggests that the measured decrease in evapotranspiration was significant and may have played a role in the persistence and severity of the drought by reducing the atmospheric water vapor supply and increasing the atmospheric heating rate.