基于热量指数的东北春玉米冷害指标

构建春玉米冷害指标是冷害研究的基础,对我国春玉米安全生产和品种布局具有重要参考意义。以我国东北三省春玉米为研究对象,以具有明确生物学意义的热量指数为春玉米冷害指示因子,利用气象资料、春玉米生育期资料和冷害灾情资料,计算春玉米不同生育阶段平均热量指数,建立春玉米冷害样本序列,基于K-S分布拟合检验和95%置信区间上限阈值的方法,厘定春玉米冷害指标阈值,构建我国东北春玉米不同生育阶段冷害指标,并采用独立的春玉米冷害灾情样本验证指标的合理性。研究结果表明:东北三省春玉米冷害指标在生殖生长和营养生长与生殖生长并进期热量指数的阈值较高,营养生长期略低;指标验证结果与历史灾情记录完全吻合的比率为80.0%,完全吻合和相差1级的比率为100%,且各灾害程度验证得到的准确率均高于75%。     

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。     

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。     

呼伦贝尔春玉米生育期气候环境分析

利用呼伦贝尔市农区2012年生育期降水、温度、土壤水分以及玉米生长发育等资料,分析了气候环境对春玉米生长发育和产量的影响。结果表明:2012年春季雨水适宜,利于玉米春播生产;夏季水热同步,有利于玉米生殖生长和营养生长,提高了春玉米的产量。     

1981—2020年沈阳地区春玉米生长季水热资源时空特征

利用沈阳地区7个气象站点逐日气象数据以及春玉米生育期数据, 对1980—2020年春玉米播种期、苗期、拔节期、抽雄期、成熟期和全育期的生长度日(GDD)、高温度日(HDD)、降水量及其气候倾斜率的时空变化特征进行了分析。结果表明: 春玉米全育期生长度日呈上升趋势, 各生育期生长度日空间分布差异不太显著, 总体上呈由北向南递增趋势, 高值主要分布在浑南区和苏家屯区, 低值分布在康平县和法库县。春玉米全育期高温度日呈递增趋势, 除康平县在成熟期高温度日呈减少趋势, 其他各地生育期高温度日均呈增加趋势, 空间上由西北向东南不断递增。沈阳地区在近40 a春玉米全生育期均呈降低趋势, 空间上由东南向西北呈递减趋势, 在苗期各地降水均呈增加趋势, 其他时期均以减少趋势为主。沈阳地区春玉米全育期热量资源呈增加趋势, 但降水量呈减少趋势, 此种趋势增大了该地区极端高温和气象干旱风险。     

2000年新疆玉米农业气象条件评述

1 春玉米2000年春玉米生长期总的农业气象条件有利于春玉米的生长发育，这主要表现在：①春季气温回升稳定，光热充足有利于玉米的播种及苗期生长。②玉米需水关键期大部地区降水较多。③抽雄开花期没有过多的≥35℃的高温天气，对玉米的开花授粉没有造成大的影响。④光热条件好，播种至成熟≥10℃积温为2726～3368℃·d，各地均比常年偏多70～464℃·d。1.1 幼苗生长期（播种—拔节）4月中旬南北疆春玉米开始陆续播种，播种期间全疆春玉米区光照充足，气温偏高2～5℃，气象条件有利于春玉米的播种。月底全疆春玉米区除哈密外，其余已全部播…     

1995年新疆玉米农业气候条件概述

1春玉米1995年春玉米整个生长期间，农业气象条件利多弊少。虽然北疆玉米区在播种至幼苗生长前期有旱情发生，出现“大小苗”现象．但向整个生长发育期而言，光照充足，热量条件较词一IO’C积温在2500～35O0C之间．除昌吉、哈密、焉者、库车的积温比常年偏少3o，－110．外，全疆其余地区偏多4o～36OC，需水关键期用水充足，光温水匹配基本适宜，无较重灾害发生。全疆春玉米生产获得好收成。1．1幼苗生长期（播种～拔节）4月中、下旬是全疆春玉米的播种时期。北疆由于冬季积雪偏薄，春季气温回升迅速，加之降水偏少、大风多，造成土表层大…     

2005年新疆玉米农业气象条件评述

1春玉米2005年春玉米生长期间,气象条件对春玉米的生长发育利大于弊。有利方面主要表现在:①玉米苗期及拔节生长期前后光热充足,玉米生长前期的发育速度较快,大部玉米发育期提前。②农田底墒较好,玉米需水关键期降水较充沛,南疆灌溉用水有保证。③抽雄和开花吐丝期间,大部地区无日最高气温≥35℃的高温天气,对玉米开花吐丝较为有利。灌浆阶段气温适宜,有利于玉米的充分灌浆。④生长期间热量条件较好,播种至成熟≥10℃积温为2723～3793℃·d,大部地区偏多45～477℃·d。不利方面主要表现在:①拔节至抽雄期间,大部玉米区气温明显偏高,部分地区…     

2002年新疆玉米农业气象条件评述

1春玉米2002年春玉米生长发育期间,气象条件对春玉米的发育有利有弊。有利方面主要表现在:①玉米苗期及拔节前后光热充足,有利于玉米生长发育,玉米生长发育速度较快。②农田底墒较好,玉米需水关键期北疆降水充沛,南疆灌溉用水有保证。③生长期间热量条件好,播种至成熟≥10℃积温为2630～3310℃·d,除新源、乌兰乌苏、精河正常略偏少外,其余地区偏多30～157℃·d。不利方面主要表现在:①春季气温偏低,降水偏多,田间湿度过大,影响了玉米的播种进度。②抽雄期间及灌浆前期气温高于常年,大部地区出现了数日≥35℃的高温天气,对玉米的开花授粉及…     

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。     

锦州地区春玉米物候变化趋势及其与水热条件的关系

利用1980—1984年和2004—2020年锦州市农业气象观测站春玉米物候观测资料和气象观测资料, 采用趋势系数、倾向率、相关分析和通径分析等方法, 分析了锦州市春玉米生育期长度和水热条件的变化趋势, 并探讨了锦州市春玉米生育期长度与水热条件的关系。结果表明: 1980—1984年和2004—2020年锦州地区春玉米各生育期长度变化趋势不同, 除抽雄期、成熟期和生殖生长期外, 其他生育期长度均呈缩短的趋势。营养生长期长度极显著缩短, 生殖生长期长度极显著延长, 因此全生育期呈弱的延长趋势, 变化不明显。春玉米各生育期水热条件变化趋势不同, 热量条件变化显著, 而水分条件变化不显著, 多数生育期≥10 ℃活动积温(DT10)和生长度日(GDD)呈增加的趋势, 其中抽雄期、成熟期和生殖生长期、全生育期热量条件呈极显著增加趋势, 表明热量条件对春玉米生长发育影响最大。相关分析和通径分析表明, DT10和GDD对春玉米生育期长度影响最大, 水分条件对春玉米生育期长度影响较小, 其中出苗期、成熟期和全生育期长度与水分条件相关显著。可见, 锦州地区水热因子之间相互制约、相互影响, 共同影响春玉米的整个生育期。     

黄土高原多沙粗沙区作物水分供需状况评价

采用最大可能蒸散、作物实际蒸散、水分盈亏、水分订正系数评价了黄土高原多沙粗沙区主要作物(春小麦、冬小麦、春玉米、夏玉米和棉花)和草地生长季水分供需状况,结果表明,需水量:冬小麦>棉花>春玉米>春小麦>夏玉米;水分订正系数:春玉米>夏玉米>棉花>春小麦>冬小麦。草地需水量为350～450mm,水分订正系数0.95以上,水分供需矛盾小,实施退耕还牧无论对缓解水资源短缺,还是改善生态环境,在黄土高原多沙粗沙区都是十分有效的措施。     

基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟

作物系数是计算作物蒸散量的关键参数。利用2006—2008年和2011年辽宁锦州玉米农田生态系统的涡度相关、气象、作物发育期及叶面积指数观测数据,分析不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数特征及其与叶面积指数的关系。研究表明:作物系数与玉米农田实际蒸散均呈单峰型变化,约在7月末至8月初达到最大值 (玉米开花吐丝期)。在此基础上,建立了不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数与叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平), 同时,采用积温表示的标准化生育期方法模拟相对叶面积指数,并建立了逐日作物系数与相对叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平),解决了无叶面积观测地区玉米逐日实际蒸散量的计算。研究结果可为玉米农田用水管理以及灌溉措施的制定提供参考。     

春玉米积温稳定性及在发育期预报中的应用

修正已有积温模型,提高积温稳定性,对积温指标更好地应用于农业生产实践有重要意义。基于东北地区春玉米的生长发育情况,综合分析影响积温稳定性的气象因素,订正常用的活动积温模型。在进行积温稳定性评价基础上,将订正模型应用于春玉米的发育期预报中。结果表明:温度条件是影响积温稳定性的最主要因素,基于温度因子得到的订正模型,在出苗-抽雄阶段和抽雄-成熟阶段较原模型年际间变异系数分别平均减小了0.42%和1.42%,订正模型计算的积温稳定性更好。分别利用1981-2010年及2011-2017年资料进行回代及预报检验,发现订正模型对抽雄期的预报结果改进不明显,对成熟期的预报结果误差较原活动积温模型在回代及预报检验中分别降低了3.78 d和1.1 d。     

东北春玉米积温模型的改进与比较

积温是农业气象科研和业务工作中最常使用的指标之一,但由于受其他环境条件的影响,农作物生育期间的积温在年际间和地区间均表现出不稳定性。因此,如何对已有积温模型进行修正,使农作物生育期间积温计算值趋于稳定并反映实际情况,对农业生产和气象服务均有重要意义。该文以东北春玉米四单19为例,应用沈国权提出的非线性积温模型（简称NLM）进行拟合,分析了参数选择对积温稳定性的影响,提出使用平均温度的二次函数对线性积温模型（简称LM）进行修正（修正后模型称TRM）并进行效果分析,与NLM进行比较。结果表明:NLM拟合时参数P越小,模拟有效积温越稳定;NLM积温在年际间、地区间均存在差异,造成积温不稳定的主要因子是温度强度,与其他因子相关性较差;有效积温与生育期平均温度呈二次曲线关系,对LM的温度二次方修正结果与NLM结果比较发现,二次方修正方法具有可行性。     

东北春玉米生长发育气象条件的适应性分析

统计分析１９８１－１９９０年东北地区３０个试站的气象资料，物候资料和春玉米产量资料。建立光，热，水等资源条件与产量变化之间的统计关系，从而确定出各地种植春玉米的适应性指数及等级。