3种光温指标在模拟设施黄瓜生长发育中的应用与比较

2011年9～12月间,以黄瓜“津优1号”（ Cucumis sativus linn. cv. Jingyoul ） 为试材,在南京信息工程大学试验温室进行分批栽培试验,测定温室气象要素和作物数据,分别用活动积温（AAT,Ac-tive accumulated temperature ）、有效积温（ EAT, Effective accumulated temperature） 和辐热积（TEP,Thermal effectiveness and photosynthesis active radiation）3种光温指标模拟温室黄瓜植株叶面积、株高和生育期,并利用独立试验数据对各个模型进行验证。结果表明：用辐热积指标分别模拟黄瓜各生育期（出苗期、开花期、坐果期、果实膨大期、成熟期）距播种日期的天数,其相对标准误差（RMSE）分别为0d,3d,4d,5d,4d,小于活动积温法（1d,6d,8d,11d,11d）和有效积温法（0d,4d,3d,8d,10d）。利用辐热积指标模拟叶面积和株高的相对标准误差（RMSE）分别为43．0cm^2和4．3cm,决定系数（R^2）分别为0．98和0．98,而用活动积温和有效积温指标模拟黄瓜单株叶面积的相对标准误差（RMSE）分别为61．3cm^2和54．6cm^2,模拟株高的相对标准误差（RMSE）分别为9．8cm和7．5cm。比较结果显示利用辐热积指标模拟温室黄瓜生育期、株高和叶面积的精度明显高于活动积温和有效积温,该研究为温室黄瓜生长指标和各生育期的预测以及环境调控提供参考。     

日光温室黄瓜生长积温研究

为定量研究黄瓜生长发育对积温的需求,提高日光温室黄瓜生长的预测能力和种植效益,本文利用多年日常管理下日光温室内小气候和黄瓜生长的观测数据,采用数理统计方法,分析不同年度不同茬口下日光温室黄瓜叶片和果实的生长规律,以及黄瓜叶片和果实生长与所需有效积温的关系,并确定黄瓜植株致死的积温指标。结果表明:整个生育期内,黄瓜叶片数随生育进程呈S型变化,一根黄瓜生长遵循先慢后快的规律;不同茬口的黄瓜叶片每增加一叶所需有效积温均呈不对称“U”型,即叶片生长初期和生长中后期,每增加一叶所需的有效积温多于叶片生长中期所需的有效积温,整个生育期内平均每增加一叶所需8—40℃有效积温为33—37℃·d;一根黄瓜从坐果到采收需要15—35℃的有效积温为110—130℃·d;若温室内反复出现10℃以下、5℃以上的温度条件时,且反复过程所累积的10—5℃有效积温达8℃·d左右时,黄瓜植株即会死亡。上述积温指标在日光温室黄瓜生产中具有现实的指导意义。     

小时尺度有效积温在水稻出苗期预测中的应用

为改善日尺度有效积温未考虑日内气温变化的缺陷,分析小时尺度有效积温的应用范围,从而更准确地评估水稻生育期内热量需求。文中以南昌县塔城乡2018年10个播期直播早稻(中嘉早17)为研究对象,比较不同播期处理下播种—出苗始期日尺度有效积温和小时尺度有效积温的差异,结果表明:1)当日平均气温12℃且日最低气温12℃时,日尺度有效积温不为0℃·d,但小于小时尺度有效积温;当日平均气温≤12℃时且日最高气温12℃,日尺度有效积温为0℃·d,而小时尺度有效积温不为0℃·d。在日平均气温接近生物学下限温度时采用小时尺度计算有效积温更为有效。2)利用小时尺度确定了中嘉早17品种播种—出苗始期所需的积温阈值为54.46℃·d,出苗日数与播种期呈极显著的二次函数关系,且播期每推迟5 d,出苗日数将平均缩短2 d。     

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。     

多熟制春藕气候生态特性分析与应用

多熟制田藕气候生态特性，与单熟水塘莲藕不尽相同。用2003—2005年对春藕生长期与藕田小气候平行观测资料，分析了田藕喜温暖喜光照不耐低温连阴雨的基本特征，得出了幼苗生长期要求日平均气温≥13℃、立叶生长期≥15℃、莲鞭膨大期（结藕期）≥18℃的温度指标，和田藕完成幼苗生长阶段、立叶生长阶段，以及进入后把叶出叶期（出藕始期）与鲜藕始采期所需要的有效积温等热量指标。根据春藕中后期更容易遭受不利气象条件影响和春末夏初时有冷空气入侵提出了以水调温灌水等生产技术，有利田藕增产和提早采收，利用天气气候等自然资源的整合，促进了农业增效农民增收。     

影响作物发育速度的非线性温度模式

一、引言 我国杂交水稻的繁殖制种,需要气象部门提供准确的花期相遇预报。确定制种的父母本播种差期,用积温法预报一般优于叶龄法和生育期天数法。但由于有效积温A值的不稳定性,用现有积温法预报公式,花期预报误差有时可达5—7天,导致父母本花期不遇,制种低产。因此对类似杂交水稻制种花期相遇这类要求准确的生育期物候预报的问题,现有的积温预报方法,显然不能满足要求,有必要加以研究改进。 本文试图提出一种温度因素对作物发育速度影响的非线性模式,以替代李森科积温公式的线性假设。从非线性模式得出有效积温A(T)值不是一个常数,     

关于杂交水稻制种积温指标的稳定性

一、引言目前生产上推广的南优和汕优系统的杂交水稻,其父本生育期比母本长达30—50天之久。在制种上为了达到父、母本同时开花,提高制种产量的目的,必须在播种前预测父、母本的花期,以具体确定父、母本的播种差期。研究表明,用有效积温方法预报杂交水稻亲本花期一般比用叶龄法和生育期天数法较为可靠。但是,由于有效积温数值     

气候变化对大通县春小麦生育期的影响

利用大通县气象局1990—2009年逐日气象观测资料和小麦生育期观测资料,研究气候变化的特征及其对大通县小麦生育期的影响,结果表明:大通县小麦播种—成熟期间,降水增多,日平均气温≥0℃的积温值增加,日照减少;小麦播种期和成熟期提前,生育期有缩短趋势。     

基于气候适宜度的夏玉米发育期模拟模型

结合前人气候适宜度的研究成果,以作物生理生态发育过程为基础,构建了夏玉米发育期预报模型。模型中分别建立了夏玉米温度、降水、日照时数适宜度函数,并结合河南省19个农业气象试验站的夏玉米发育期资料,运用通径分析法确定各个生育期温度、降水和日照的影响权重系数,计算出综合适宜度,用来预测夏玉米生育期。结果表明,模型能够较好地预测各个发育期(出苗、七叶、拔节、抽雄、乳熟和成熟)。建模资料的模拟值与观测值比较的均方根误差分别为1.5、3.1、3.4、2.9、4.0、4.5 d。运用独立资料对模型所作预测值的均方根误差在1.0~4.6 d之间。     

积温对比法在鸭梨始花期预报中的应用

利用2012—2018年鸭梨花芽发育实景观测照片,精准判定每个鸭梨花芽发育物候期节点发生时间,以此为依据统计鸭梨花芽每个发育物候期的气象要素数据,以物候期为单位分析气象影响因子对花芽发育过程的影响。研究表明:温度在鸭梨花芽发育各阶段起主导作用,筛选出鸭梨花芽萌发到始花、开绽到始花、露蕾到始花3个时段日平均气温≥0℃活动积温和≥3℃有效积温,作为制作鸭梨始花期预报的积温指标计算鸭梨开花日期,得到"积温对比预报法";经2016—2018年应用检验:预报时效10～12d时预报结果与鸭梨开花实况误差在1～2d以内,预报时效7d时预报结果与鸭梨开花实况完全吻合。本研究克服了传统植物花期预报研究因花前物候资料匮乏、不能进行花前发育期分析的缺陷,并把"中长期天气预报产品"引入了花期预报方法的使用,为植物花期预报研究方法提供了新思路。     

寡照胁迫对温室番茄开花坐果特性的影响

以番茄品种“金冠5号”为试验材料, 利用2015—2019年山东省农科院日光温室中不同层数的遮阳网模拟不同寡照(PAR≤200 μmol·m^-2·s^-1)持续日数(0 d、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d), 观测番茄开花后各穗花开花期(Blooming Date, BD)、开花数(Number of Flowers, NoF)、开花率(Flower Rate, FR)、坐果率(Fruit Setting Rate, FSR), 分析寡照胁迫对番茄开花坐果特性的影响, 并基于温光效应(Accumulated Photo-thermal effectiveness, APTE)建立寡照胁迫对番茄开花坐果特性影响的模拟模型, 对其进行验证, 并与PAR日积分法(PAR)构建的模型进行对比。结果表明: 寡照胁迫下, 番茄六穗花开花期不同程度推迟, 尤其是遭受寡照胁迫直接影响的第二、第三穗花开花期推迟最明显, 幅度最大, 持续寡照7—9 d, 番茄第二穗花开花期较对照推迟一周左右; 番茄单穗果实数、坐果率均随寡照持续天数的增加呈降低趋势, 寡照持续时间越长、降幅越大; 基于APTE构建的模型明显提高了寡照胁迫下番茄开花坐果特性的预测精度, 与PAR法相比, 番茄第二、第三穗花BDC、NoFC、FRC和FSRC回归估计标准误差(RMSE)分别降低了25.5%、16.7%、21.2%、23.8%和31.4%、22.4%、25.2%、26.6%。     

持续寡照对温室番茄开花座果、产量及果实品质的影响

选取番茄品种“金冠5号”为试材,在日光温室中利用遮阳网设计不同寡照(光合有效辐射,PAR<200μmol·m^-2·s^-1)持续日数(0、1、3、5、7、9 d)及正常光照条件下的恢复试验,研究寡照胁迫对番茄开花座果、产量形成及果实品质的影响。结果表明:持续寡照胁迫造成番茄开花期推迟,开花数和单穗果实数减少,座果率降低,寡照胁迫7—9 d,番茄花期推迟一周左右;寡照胁迫还导致番茄单果重、单株产量、果实直径降低,非商品果率增加,寡照9 d处理番茄单果重、单株产量、果实直径分别较CK低0.04 kg、1.80 kg和1.10 cm,非商品果率较CK高3.1%;寡照胁迫下,番茄单株产量与植株叶片数,叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率等光合参数均呈显著正相关,而与叶片胞间CO 2浓度呈负相关;番茄果实维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量随寡照胁迫持续时间增加而降低;而番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度则相反,且寡照胁迫持续时间越长,番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度越高。研究结论可为定量评估寡照灾害对设施番茄开花座果、产量及品质的影响提供一定依据。     

河南省稻麦类作物对气候变化的响应

小麦和水稻是世界最重要的粮食作物。利用河南省小麦和水稻的历史观测资料,结合DSSAT-CERES小麦和ORYZA2000水稻模拟模型,分析和模拟河南省稻麦类作物在历史气候变化条件下生育期和产量的变化。结果表明:冬小麦全生育期长度呈缩短趋势,但播种-越冬天数平均每10 a增加1.7 d,开花到乳熟天数平均每10 a增加2-4 d,返青后各生育期均表现出不同程度的提前;水稻各生育期均有不同程度的提前,尤其是拔节期以前,分蘖前的生育期间隔天数以缩短为主,拔节后以延长为主。雨养小麦模拟产量和水氮增产潜力均呈减少趋势;随着播种期的提前,水稻减产趋势逐渐减弱。     

北方农牧交错带春小麦生育期对气候变化的响应——以内蒙古武川县为例

北方农牧交错带是气候变化的敏感地带,研究气候变化对农业生产的影响规律与农业生产的响应特征,对促进北方农牧交错带的农业可持续发展具有重要意义。以北方农牧交错带代表性站点--武川县为例,基于1960-2009年气象观测数据和1992-2010年春小麦农业气象观测数据,研究了气候变化与春小麦生育期变化之间的相互关系。结果表明,武川县1960-2009年年平均气温每10年升高0.43℃,春季稳定通过0℃的初日每10年提前0.98 d,当地满足春小麦播种温度的日期有提前的趋势,秋季稳定通过0℃的终日每10年推迟0.24 d,生长季具有延长趋势;1992-2010年作物生长季（4-8月）0～10 cm、10～20 cm土壤相对湿度有明显下降趋势,平均每10年分别下降18%和13%;播种期与0～10 cm和10～20 cm土壤相对湿度呈现显著负相关关系,表现为土壤相对湿度每降低1%,播种期分别推迟0.2 d和0.3 d;各生育期与播种期一样,受温度与水分综合作用的影响,不同生育期与二者之间关系不同,各生育期之间持续日数与二者呈正相关关系。研究得出,春小麦生育期的变化是各气侯因素综合作用的结果,在北方农牧交错带,水分对农作物生长发育具有较大影响,直接影响着春小麦的各个生育过程。     

气候变暖对广西双季稻安全生产期的影响

利用1960—2019年广西88个国家气象观测站逐日气温资料，将研究时段分成前30年（P1：1960—1989年）和后30年（P2：1990—2019年）2个阶段，分析早稻安全播种期和安全移栽期、晚稻安全齐穗期和安全成熟期的年际变化规律，并通过比较P1和P2阶段不同保证率下各安全生产期的差异，分析气候变暖背景下广西双季稻安全生产期的变化特征。结果表明：①早稻安全播种期和安全移栽期主要表现为提前变化趋势,晚稻安全齐穗期和安全成熟期主要表现为推迟变化趋势，全区80%和90%保证率安全播种期和安全移栽期平均提前2 d，80%和90%保证率安全齐穗期平均推迟2 d，80%和90%保证率安全成熟期平均推迟5 d和6 d。②安全生产期的变化特征空间差异性较大，桂东北安全播种期和安全移栽期提前天数最多,达6 d以上，百色那坡、靖西地区安全齐穗期推迟天数最多，达6 d以上，全区大部分地区安全成熟期推迟天数在6～10 d，空间差异相对较小。     

气象要素对大豆产量的影响分析

基于2001-2009年大豆田间试验观测数据,利用相关和通径分析揭示了大豆不同发育期的气象因子和生物因子对大豆产量的影响。结果表明：不同发育期的气象要素对大豆产量影响效果不同,其中开花-结荚期的平均气温与大豆产量相关性最大,为0.90,其次为播种-出苗期的降水,相关系数为0.71,结荚-鼓粒期的相对湿度和日照时数,分枝期的生物量和开花期的叶面积对大豆产量具有一定影响（r>0.5）。通径分析显示具有显著直接作用的因子是开花期的叶面积,不同发育期的气温与降水主要通过对生物量和叶面积的间接作用来影响大豆产量,结荚-鼓粒期的相对湿度和日照时数对产量具有较大的直接作用。耦合气象因子与生物因子建立大豆产量回归模拟方程,能够较好解释大豆产量（R²=0.99）。     

黑土区土壤水分含量对大豆产量构成因素的影响

本研究旨在分析黑土区（黑龙江）土壤有效水分贮存量对大豆产量构成因素的影响,以期为大豆生产防灾减灾提供科学依据。利用1994—2017年黑龙江省大豆主产区的发育期、土壤水分、产量结构资料分析了大豆不同发育阶段土壤有效水分贮存量的时空分布规律、基于土壤相对湿度指数（R_sm）的干旱等级划分规律及有效水分贮存量对大豆不同发育阶段产量结构各因素的影响。结果表明：1994—2017年研究区各发育阶段平均有效水分贮存量在14—18 mm之间变化,共发生干旱82站次,其中轻旱77站次,中旱5站次,没有发生重旱和特旱,其中开花—结荚期、结荚—鼓粒期发生干旱频次较高,且1994—2017年研究区域发生干旱的频次是逐年降低的。大豆的气象产量、株结实粒数、株籽粒重与不同发育期的各层次的土壤有效水分贮存量相关性不大;百粒重与三叶至开花期的20—50 cm土层、结荚—鼓粒期的0—20 cm土壤有效水分贮存量相关性较大;茎秆重与播种至出苗期的30—50 cm土壤有效水分贮存量呈显著正相关;播种至开花期土壤中的有效水分贮存量尤其是深层土壤在一定范围内越多,株荚数越多;空秕荚率与播种至出苗期的0—20 cm和30—40 cm、出苗至三叶期的30—40 cm土壤有效水分贮存量相关性较大。     

寡照对温室黄瓜花果期生长及产量品质影响研究

为了探讨寡照对日光温室黄瓜花果期生长发育、产量和品质的影响,以黄瓜品种“德瑞特L108”(Cucumis sativusL. cv.Derit L108)为试材,通过不同遮阴日数（1 d、3 d、5 d、7 d、9 d）及恢复控制试验,研究寡照对日光温室黄瓜生长及果实品质的影响。结果表明：1）持续寡照日数超过5 d,黄瓜株高和茎粗生长受到显著影响,尤其是茎粗存在变细现象,7 d以上对植株生长影响不可逆。2）黄瓜果实横径、长度生长速率和果重受寡照影响程度存在一定差异,果实上下两端横径长势对寡照较为敏感,连续寡照3 d时影响即达显著水平,可导致上端横径生长速率降低0.87 mm·d-1,下端为0.73～0.99 mm·d-1;果实中部横径和长度增长速率在寡照5 d以上时影响达显著水平,生长速率降低0.88 mm·d-1和0.87～1.00 cm·d-1;与对照（以CK表示）相比,寡照3 d的单果重降低18.7 g,寡照日数每延长1 d,单果重降低2～3 g。3）果实的外观等级受寡照影响较大,1～5 d寡照,特级果比例降低9.4%～43.0%;持续寡照5 d以上二级果和坏果比例明显升高,连续寡照9 d,二级果和坏果比例达到20%和25%;寡照3 d以上,果实含水率与CK差异即达到显著性差异;维生素含量对寡照影响反映敏感,1～5 d寡照,果实维生素含量降低6%左右,7 d以上的寡照日数,则降低10%～13%;寡照持续日数超过5 d,花青素和有机酸含量影响较大;持续寡照日低于7 d时,可溶性糖含量对寡照影响敏感度相对较低,超过7 d其含量达到显著性差异,且寡照日每延长1 d,其含量降低4%。