灌浆期升温和干旱胁迫对江苏冬小麦产量和干物质分配的影响

利用修订的WOFOST模型,结合全球气候变化的大背景以及江苏省冬小麦的实际情况,在冬小麦灌浆期进行了升温胁迫和干旱胁迫模拟,研究了江苏省冬小麦在气候变化背景下的农业气象灾害损失,并检验了WOFOST模型对复合胁迫的模拟能力.利用江苏省徐州、淮安和常州三个站点2008—2017年气象、土壤和冬小麦产量等资料,基于WOFOST作物模型,从地上部分的干物重和干物质分配两个角度探讨升温胁迫和干旱胁迫以及二者的复合胁迫对冬小麦产量形成的影响.结果表明,灌浆期升温和干旱复合胁迫严重影响冬小麦籽粒干物质积累和产量.升温(1℃、2℃、3℃)胁迫、干旱(轻度、中度、重度)胁迫以及二者复合胁迫均导致冬小麦减产率不同程度增大,籽粒干物质分配比例不同程度降低,复合胁迫的影响程度大于单一胁迫.升温对江苏南部冬小麦减产程度最大,籽粒干物质积累受阻最为严重;干旱对江苏中部冬小麦产量影响最为严重,籽粒干物质积累程度由南到北递减;复合胁迫下,减产率多表现为由南至北递增,而干物质积累程度递减.     

南方冬小麦三叶——抽穗期干物重与叶面积动态耦合计算探讨

根据实测资料,尝试性地提出了一种南方麦区冬小麦三叶到抽穗期的干物重与叶面积动态的耦合计算方法,经检验效果尚好。另外,初值灵敏度试验表明苗期生长状况的优劣对于其后生育阶段的干物重与叶面积动态影响似乎不大。     

南方冬小麦三叶—抽穗期干物重与叶面积动态耦合计算探讨

根据实测资料,尝试性地提出了一种南方麦区冬小麦三叶到抽穗期的干物重与叶面积动态的耦合计算方法,经检验效果尚好。另外,初值灵敏度试验表明苗期生长状况的优劣对于其后生育阶段的干物重与叶面积动态影响似乎不大。     

FA化学抗旱剂在烤烟生产中的应用研究

平塘烤烟已发展到五万亩，干旱的影响限制着产量的提高、为使烤烟产量达到理想结果，我们于1993年引进FA化学抗旱剂进行试验示范．通过叶面积、鲜重的实际调查，测算出单产增加20％以上。田间调查花叶病害率下降90％，效果明显。     

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%。     

农业气象灾害（干旱和冷害）综合应变防御技术成果转化

该项目属国家科技部“农业科技成果转化资金项目”第一批资助的项目。项目的关键技术是国家科技攻关项目“农业气象灾害防御技术研究”（96—020）的研究成果。申请转化的内容为推广冬小麦干旱综合应变防御集成技术和低温冷害综合防御技术等。项目的创新点是农业干旱综合应变集成防御技术（软硬件相结合）和低温冷害综合防御技术可明显提高防御严重干旱的能力和科学水平，     

华北地区不同底墒对冬小麦生长发育及产量影响的研究

1997年 9月至 1 999年 6月在中国气象局固城农业气象试验基地人工控制农田水分试验场进行了冬小麦不同底墒处理的试验 ,结果表明 :底墒显著影响冬小麦的生长发育和产量 ,对冬小麦总生物量、地上和地下生物量的影响在小麦生长后期比前期明显 ;底墒与植株高度、叶面积系数有良好的二次曲线关系 ;底墒显著影响产量构成因素 ,其与籽粒重有相当好的二次曲线关系 ,并据此确定了冬小麦播种时不同深度土层的最佳底墒 :0～ 1 m为 88% ,0～ 2 m为82 % .     

河南省夏玉米农学模式产量预报

从农学方面分析了形成夏玉米产量三要素的穗数、穗粒数、穗粒重及在夏玉米生殖生长过程中，对产量积累起着重要作用的叶面积系数、干物重和产量之间的关系，并建立了相应的农学模式方程，为河南省夏玉米产量预报提供几种农学方法。     

UV-B辐射增加对小麦的影响

通过观测，分析了UV—B辐射增加对小麦生长发育的影响，计算了UV—B增加条件下对作物群体生产力生态特征值发生变化的情况。分析结果表明，UV—B辐射增加影响小麦生长发育表现在：生育期推迟，叶面积、分蘖和开花数减少，植株矮化，绿叶数、单株干物重、叶重、穗重等减小；影响小麦群体生产力表现在：群体生长率、相对生长率、叶面积指数、叶日积、净同化率都在生育期的中后期有很大幅度的减小，从而使小麦每亩株数、每株穗数、每穗粒数、千粒重也明显下降，最终影响到小麦群体生物学产量及经济学产量。     

农业气象灾害(干旱和和冷害)综合应变防御技术成果转化

该项目属国家科技部“农业科技成果转化资金项目”第一批资助的项目。项目的关键技术是国家科技攻关项目“农业气象灾害防御技术研究”(96-020)的研究成果。申请转化的内容为推广冬小麦干旱综合应变防御集成技术和低温冷害综合防御技术等。项目的创新点是农业干旱综合应变集成防御技术(软硬件相结合)和低温冷害综合防御技术可明显提高防御严重干旱的能力和科学水平,有利于高     

夏玉米干旱综合防御技术试验分析

使用覆盖麦秸、多功能防旱剂拌种以及在夏玉米拔节期、开花期喷多功能防旱剂等干旱综合防御措施，进行田间集成试验。分析试验结果得出：覆盖麦秸可以提高土壤含水量10％～20％，主要集中在0～30cm耕作层，尤以0～10cm保墒效果最好，配合多功能防旱剂的拌种和喷施，可以有效缓解土壤水分的不足，起到合理利用土壤水分，减轻干旱危害的作用，利于夏玉米的生长发育，增强玉米抗倒伏能力，特别在小苗期，这种保墒效果对全苗、壮苗非常重要。一般伏旱年份，采用综合防旱技术，可以提高夏玉米产量10％以上，净收益达到500元／hm^2以上，而且该项技术操作简便，易于推广。     

土壤水分对冬小麦影响机制研究

文中通过试验系统地研究了冬小麦叶片气孔形态与土壤湿度的关系,结果表明:土壤干旱使气孔密度增加,上表皮的密度大于下表皮;气孔开张度随土壤湿度下降而变小;气孔导度与土壤湿度呈指数相关,随土壤含水量的下降呈指数减少。随土壤湿度的改变小麦的生理过程也发生改变,蒸腾速率随土壤湿度下降呈指数减小。并研究了土壤干旱对叶绿素超微结构的影响及与脯氨酸的关系。     

我国北方地区冬小麦干旱灾害风险评估

选取我国粮食重要生产区——北方冬麦区作为研究区,基于干旱灾害对作物产量的影响开展冬小麦干旱灾害风险评估和区划。在确定干旱灾害危险性指标过程中,通过对比分析MCI、CWDIa、CI、Pa及Ma干旱指数的适应性,确定了干旱灾害风险危险性指数;在分析北方冬麦区干旱背景和脆弱性时,考虑了冬麦区的地形、土壤类型、土壤有效持水量、河网水系、灌溉条件、降水量及干燥度等环境因素,以及冬小麦的耕地面积、播种面积、主要生育期的水分敏感系数、历史产量等。与以往致灾因子危险性分析方法不同,本文首先建立了干旱指标与冬小麦减产率之间的关系,通过减产率等级来确定干旱致灾临界阈值,在此基础上计算分析了冬小麦全生育期和6个关键生育期不同等级干旱发生的频率。综合考虑干旱发生的危险性、不同地区干旱背景和脆弱性,建立了我国北方冬麦区全生育期和6个关键生育期的干旱灾害风险评估模型和区划方法,实现了我国北方冬麦区干旱灾害的风险评估和区划。结果表明,MCI更能反映北方冬麦区干旱的特征,故以MCI指数作为干旱灾害风险危险性指数;我国北方冬麦区中北部的干旱灾害风险较高,应该加强防旱抗旱能力建设,南部地区包括苏皖和河南东南部的干旱灾害风险较小。本文建立的北方冬麦区不同生育期干旱灾害风险评估模型可应用于干旱灾害风险动态评估实时业务中。     

水分胁迫对华北平原冬小麦地上部分及产量的影响

以“济麦-22”为供试品种,利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,研究冬小麦在重度干旱胁迫（≤40.0%）、轻中度干旱胁迫（40.1%-55.0%）和适宜（55.1%-80.0%）3种水分胁迫条件下地上部分对水分胁迫的响应,以探索水分胁迫对华北平原冬小麦产量的影响,分析不同水分胁迫对冬小麦产量的影响程度。结果表明：华北平原冬小麦在轻中度干旱胁迫和重度干旱胁迫下,小麦全生育期的天数缩短,株高、叶面积及灌浆速率均呈不同程度的减少。3种水分胁迫的株高增长量为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫,灌浆速率为适宜>轻中度胁迫>重度胁迫。土壤水分胁迫引起冬小麦物质分配更多地向支持生长的茎秆转移,在生长发育过程中受到水分胁迫,小麦产量将降低,重度胁迫条件下小麦产量为适宜水分条件的69%。     

几种农业防旱措施及其集成的试验研究

通过 1 997～ 1 999年在河北省衡水半干旱地区对冬小麦进行耕作、覆盖、底墒和补水灌溉等综合应变防御技术田间试验研究 ,在拔节期以有限水分胁迫效益指标 ( 55% )为依据 ,制定出脯氨酸含量大于 0 .30 g/ 1 0 0 g为小麦受旱的生化指标 ;选取土壤水分、叶面积系数、生物量、补水量、水分利用效率等小麦受旱程度的特征量进行综合分析 ,得出了平均每实施一项抗旱技术 ,可使小麦增产 4.3% ,以深松 覆盖 足墒综合配套技术增产效果最明显 ,可增产 2 7.0 % ,水分利用效率达到 2 0 .1 kg/ ( mm· hm2 ) ,其次是深松 覆盖 欠墒综合配套技术     

云南省冬小麦干旱灾损风险区划

应用风险评估技术,对云南省冬小麦干旱灾害风险进行研究,确定了各地冬小麦干旱减产的关键时段,计算了云南省各县冬小麦干旱强度风险、减产风险、抗灾性能、干旱灾损综合风险指数等,并进行了云南省各县冬小麦干旱灾损风险区划。结果表明,云南省由内陆向外部,冬小麦干旱灾损综合风险呈现逐渐加重的趋势     

河北省南部干旱特征及其对冬小麦产量的影响分析

以河北省南部冬小麦产区为例,基于标准化降水指数(SPI),采用数理统计方法,分析了近40 a(1971—2010年)冬小麦生育期干旱的时空变化特征,干旱对冬小麦产量的影响及干旱风险特征。结果表明:河北省南部干旱在空间上具有一致性,在时间上春季干旱20世纪90年代少于20世纪70年代和80年代,冬小麦全生育期干旱无明显变化。河北省石家庄地区冬小麦产量受干旱影响较小,沧州地区影响大,其他地区一般主要受春季干旱的影响。干旱的影响与各地灌溉条件及管理水平有关。冬小麦全生育期,邯郸西南部为干旱较高风险区;邢台、邯郸局部地区为干旱低风险区;其他大部分地区为干旱中风险区。     

干旱胁迫对冬小麦水分关键期的生理特性和物质生产影响

以冬小麦品种“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节期~扬花期),设计5个水分处理(T1处于适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照水分关键期常年降水量减少20%、50%、75%、100%进行一次性补水)和1个雨养对照水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对水分关键期冬小麦光合生理特性、抗氧化酶活性及产量结构的影响。结果表明：轻度干旱胁迫会造成冬小麦叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度降低,气孔限制值升高,气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因;而当干旱胁迫达到重度时,胞间CO2浓度升高,气孔限制值降低,非气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因。轻度干旱胁迫会使得冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性显著升高,从而减轻MDA含量升高对冬小麦叶片膜系统的损伤,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均可恢复至正常水平,而重度干旱胁迫下冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性不同程度降低,复水后抗氧化酶活性及MDA含量均无法恢复至正常水平,抗氧化酶系统遭受不可逆损伤。此外,水分关键期干旱胁迫还导致冬小麦灌浆速率降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。研究结论可为科学评估干旱胁迫对冬小麦生长发育及产量形成的影响提供理论依据。     

安徽省冬小麦水分盈亏特征及其对产量的影响

利用安徽省1971—2010年的气象资料和冬小麦产量资料,采用水分盈亏指数分析了安徽省冬小麦全生育期和关键期（孕穗至乳熟期）水分盈亏的时空变化特征,以及旱涝对产量的影响。结果表明：冬小麦全生育期和关键期水分盈亏指数基本呈纬向分布,合肥以北水分亏缺明显,江淮南部及其以南地区水分供应基本充足,越往南水分盈余程度越大,总体来看缺水程度关键期大于全生育期;近40年冬小麦水分盈亏指数的时间变化趋势不明显,但年际波动大,旱涝灾害风险增加。干旱主要发生在沿淮淮北地区,涝渍在江淮及其以南地区发生频率较高,典型旱涝年平均减产率分别为4.2%和12.4%;造成冬小麦减产10%的中度旱灾风险北部大于南部,中度涝灾风险南部大于北部。南部涝渍风险和造成的产量损失明显大于北部的干旱,水分偏多的南部地区要尽量减少冬小麦的种植。     

冬小麦土壤深松保墒增产效应试验研究

采用土壤深松 45cm、30 cm处理打破犁底层 ,1 996～ 1 998年连续进行 2个年度的冬小麦保墒、增产效应田间试验 .试验结果表明 :土壤深松处理后可减少冬小麦全生育期 0～ 1 0 0 cm的作物耗水量 ,促进根系对 1 0 0～ 2 0 0 cm土层土壤水分的利用 ,提高冬小麦的产量耗水比 .土壤深松处理能明显增加 0～ 30 cm土层的土壤湿度和含水量 ,降低 0～ 50 cm土层的土壤容重 .有利于冬小麦根系、茎、叶的生长发育和总生物量的累积 .土壤深松 45cm处理 2年平均冬小麦增产 7.0 % ,土壤深松 30 cm处理第一年增产 7.7% .冬小麦土壤深松保墒增产效应的适宜深松深度为 30 cm.