地瓜适宜栽苗期气象条件探讨

地瓜是我县的主要粮食作物,它具有较强的抗旱、抗风、抗雹、抗病能力,是高产稳产作物。近年来,我们对地瓜适宜栽苗期气象条件进行了探索,现将试验情况总结如下:     

利用卫星资料和实时天气资料预测玉米产量

在作物收获之前进行大范围作物状况评价，对于提前估测产量是非常关键的。卫星和天气资料为近实时的作物监测提供了条件。研究的目的就是利用这些信息建立作物产量业务评估系统，在占全美国玉米产量 ６０％ 的玉米带，对预测 ４２ 个作物报告区的玉米生产进行评估。收集了１９８５～１９９２ 年共８ 年的卫星、气候和农业资料，建立了每个作物报告区标准化玉米产量预测模式，其自变量包括：卫星资料┐植被状况指数，气候资料┐作物水分指数。该模式大约解释了被观测到的标准化产量变化的３／４，对其估产准确性和时效性亦进行了检验。将整个玉米带研究区域预测的玉米产量与美国农业部在玉米收获后几个月的统计结果相比较，发现８ 个生长季的预测误差低于１０％ 。此外，该预测可在玉米收获前 ２ 个月完成。该系统具有为人类经济活动提供及时的区域或全球农业生产信息的潜力。     

基于约束性分析的数据与作物模型同化方法

同化观测数据可为作物生长模型的区域应用提供支持。该文定义了观测数据对模型参数的约束性,研究发现华北夏玉米观测数据对WOFOST模型的可约束参数主要包括初始总干物重、不同发育阶段的比叶面积、初始最大CO₂同化速率、叶片衰老系数、初始土壤有效水、最大根深日增量以及初始根深的初始土壤水分含量等。建立了基于参数约束性分析的观测数据与作物生长模型同化方法和流程, 利用优化算法进行作物生长模型所有参数和变量初值的敏感性分析,遴选出各状态变量的敏感参数;根据拟合度与优化结果之间关系进行敏感参数的约束性分析,获得不同变量的可约束参数;组合优化可约束参数得到各参数最优值,由此实现了观测数据与作物生长模型的同化。约束性体现了观测数据对模型参数或变量初值的控制能力,可约束参数作为待优化参数使数据模型同化获得了最优结果。     

植物不同叶片表面特征的偏振光谱特性研究

针对农业气象与生态自动化观测对偏振光图像处理的迫切需求,利用带偏振片的便携式光谱仪和室内多角度观测平台对具有毛刺特征的新老玉米叶片、具有绒毛特征的枇杷和金光菊叶片、具有蜡质层特征的茶花和桃树叶片等几组代表性植物进行了偏振反射光谱测量和分析。结果表明:叶片表面毛刺越多、绒毛越多、蜡质层越薄,其偏振反射越低;三种特征中对偏振度的影响最大是蜡质层,毛刺次之,绒毛的影响相对较小;蜡质层对偏振反射和偏振度的影响均很明显。研究结果为农业气象与生态自动化观测以及利用偏振光谱对植物进行遥感识别、分类与监测评估提供了实验基础和科学依据。     

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。     

辽宁玉米作物系数研究

利用1988～1998年10个代表站点的常规农业气象土壤湿度观测资料,对辽宁5个区域的玉米作物系数进行了计算,并对不同区域的玉米作物系数做了对比分析。     

作物长势评估指数的设计与应用

合理有效地开展作物长势评估,可以及时反映作物生长状况及其对天气气候条件的响应。由于WOFOST模型、ORYZA2000模型在模拟冬小麦、玉米和水稻生长发育过程具备较强机理性,研究基于2001年以来全国冬小麦、玉米、水稻主产区逐日模拟的作物发育进程、叶面积指数和地上总生物量,通过隶属函数构建评估指数,开展高时空分辨率的作物长势评估。结果表明:长势综合评估指数在作物生长前期以发育进程、叶面积指数和地上总生物量三要素加权集合表征,中后期以发育进程和地上总生物量与穗重相关性的加权集合表征;长势评估指数与常规地面观测和遥感长势监测一致性较好,可以反映天气气候条件影响。在作物生长季内,以日为单位构建了作物长势评估指数数据库;根据长势评估指数将作物长势分为长势好、长势偏好、长势持平、长势偏差、长势差,实现空间上的长势监测、对比;以空间集成的方式,开展省级作物长势对比分析;利用长势评估指数变化反映典型天气气候条件对作物生长发育的影响。上述基于作物模型的作物长势评估指数符合现代化农业气象科研与业务服务发展的需求。     

辽宁玉米作物系数研究

利用 1988～1998年 10个代表站点的常规农业气象土壤湿度观测资料 ,对辽宁 5个区域的玉米作物系数进行了计算 ,并对不同区域的玉米作物系数做了对比分析。     

农气报表审核中有关问题浅议

1　作物观测部分1 .1　“产量结构”分析中 ,样本称重和各项计算 ,平均值、比值、百分率取值范围规范和国家局技术解答已明确 ,应以此为准。1 .2　“产量结构”分析中 ,“籽粒与茎杆比”规范明确为“样本总子粒重 /样本总茎杆重”即小麦为 40 0茎、玉米为40株总籽粒重、总茎杆重 ,其重量在观测簿上填入“备注”栏 ,在报表中抄入注明。同时 ,玉米观测中 ,“样本总籽粒重”不等于“株籽粒重”中样本总粒重 ,后者为 40株中有效茎的总粒重。1 .3　“籽粒与茎杆比”比值省气象局《审核办法》中备注为“玉米一般为 1 :3～ 1 :5之间 ,小麦一般为 0 …     

甘肃省秋粮作物生态气候适生种植区的研究

在对玉米、马铃薯、糜谷等秋粮作物生态气候条件分析的基础上，将甘肃省玉米划分为５ 个、马铃薯４ 个和糜谷４ 个生态气候适生种植区，并对这 ４ 种作物提出提高气候资源利用的途径。     

大气扩散参数的测定及地形、下垫面状况对扩散参数的影响

一、意义、方法及理论依据 众所周知,风速时大时小有阵性,如果进一步观测风向,就会发现风向也是有摆动 的。风的这种阵性和摆动正是大气湍流的表现。当大气湍流较强时,大气稀释能力也较强;反之,大气稀释能力较弱。     

北方玉米冠层光合有效辐射垂直分布及影响因子分析

玉米冠层内光合有效辐射(PAR)的大小直接影响冠层内叶片的光合作用,进而影响玉米净第一性生产力或作物产量的准确评估。为弄清玉米冠层内光合有效辐射的分布规律及其影响因子,基于锦州玉米农田生态系统于2006年生育期的光合有效辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,对玉米冠层光合有效辐射的垂直分布特征及其影响因子进行了分析。结果表明:玉米冠层内不同垂直层次叶片的PAR分布随生育期变化显著,与叶面积指数呈显著的负相关(R2=0.89);玉米冠层光合有效辐射的消光系数K值在生育期呈动态变化,约为0.76,且表现为苗期较大、生育后期较小。分析表明,在进行光合有效辐射及与此密切相关的光合作用模拟时,应考虑消光系数的动态变化。     

北方玉米冠层光合有效辐射垂直分布及影响因子分析

玉米冠层内光合有效辐射（PAR）的大小直接影响冠层内叶片的光合作用,进而影响玉米净第一性生产力或作物产量的准确评估。为弄清玉米冠层内光合有效辐射的分布规律及其影响因子,基于锦州玉米农田生态系统于2006年生育期的光合有效辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,对玉米冠层光合有效辐射的垂直分布特征及其影响因子进行了分析。结果表明：玉米冠层内不同垂直层次叶片的PAR分布随生育期变化显著,与叶面积指数呈显著的负相关（R2=0.89）;玉米冠层光合有效辐射的消光系数K值在生育期呈动态变化,约为0.76,且表现为苗期较大、生育后期较小。分析表明,在进行光合有效辐射及与此密切相关的光合作用模拟时,应考虑消光系数的动态变化。     

基于双波段图像的玉米长势自动观测方法研究

利用一款改装后具有近红外图像拍摄功能的民用相机和同型号未经改装的可见光拍摄像机监测作物的整个生长过程,根据作物和土壤在近红外和可见光图像中的敏感性不同,利用图像处理算法获取作物覆盖度(Ccp),并与人工观测的作物生长特征量进行相关分析。通过在中国气象科学院固城试验站开展的玉米观测试验,基于自动观测玉米图像获取的Ccp与人工观测植株高度(近红外R~2=0.9276,可见光R~2=0.8491)、叶面积指数(近红外R~2=0.9535,可见光R~2=0.8822)、干物质重量(近红外R~2=0.9497,可见光R~2=0.7708)等之间具有很高的相关性,同样表明利用近红外相机获取的玉米图像比可见光相机获取的图像能更好地反映玉米的生长特征。     

我国主要旱地作物水分供需状况分析及改善对策

建立了一个农田水分计算和评价模型,并利用1961～2000年月平均气候和有关作物资料,计算分析了我国5种主要旱地作物(春小麦、冬小麦、春玉米、夏玉米和棉花)的理论需水量及其时空分布,利用水分订正系数为指标评价作物需水量的满足程度.结果表明,气候条件对不同作物生产影响不同,比如小麦生育期内普遍严重缺水,玉米生育期水分供应比较充足,但在山西、陕西等地,夏玉米的播种期、出苗期及拔节期(6～8月)也存在明显的水分亏缺现象.作者针对我国北方农田干旱严重、水分供需很不平衡的情况,提出了相应的改善建议.     

1971—2010年气候变化对河南省主要作物需水量的影响

以小麦、玉米、棉花、花生等主要农作物为研究对象,选取河南省12个气象站点1971—2010年的气象资料,采用联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物生育期内需水量,分析其生育期需水量变化规律.结果表明：河南省多个地区需水量的年内分布,都在6月达到全年的最高值,在11或12月降至全年的最低值;需水量最大的是棉花,其次是小麦、花生和玉米;近40年,棉花、小麦、花生和玉米的需水量都表现为减少趋势.通过分析各气象因子与需水量的相关性发现：平均风速与作物需水量显著正相关,由于平均风速大幅下降,从而在很大程度上抵消了因其他气象因子变化引起的需水量增加趋势,造成主要作物生育期需水量的减少.     

1971—2015年乌兰察布市春玉米干旱的时空分布特征

文章基于乌兰察布市11个气象站1971—2015年逐日气象观测数据和春玉米生育期观测资料,采用PenmanMonteith模型和作物系数计算春玉米需水量,同时结合有效降水量计算水分亏缺指数,分析春玉米生育期内干旱发生频率及等级的空间分布,揭示春玉米干旱时空变化特征,为科学、合理制定春玉米种植区划、优化生产布局提供重要依据。结果表明:轻旱在生育前期发生频率高,中旱发生频率在各个发育期都是最高的,重旱在抽雄—乳熟期发生频率最高,特旱发生频率较高的是在生育后期;空间分布上,春玉米各生育期干旱程度整体呈北重南轻的带状分布,这与该区降水量南多北少的分布特征有关。     

华北农业干旱和东北作物冷害监测预报研究

对比分析了气象卫星遥感资料反演的作物干旱区域、强度和实际观测资料，发现遥感反演的作物干旱区域、强度和实际观测资料有较好的一致性。建立了用于监测我国华北地区冬小麦生长期作物干旱的空间分布和强度的距平干旱遥感植被指数模型和干旱植被供水指数模型。     

基于东北玉米区域动力模型的低温冷害预报应用研究

在田间试验资料基础上，采用改进的发育模型和分区作物参数，结合前人有关研究成果建立了东北玉米区域动力模型，并利用模型模拟了12站40年 (1961~2000年) 玉米生长发育过程。确定抽雄期延迟天数为低温冷害指标，分析了历史低温冷害年及减产情况。模拟了典型冷害年和40年气候平均的0.25°×0.25°网格点玉米生长发育过程, 探讨了与区域气候模式结合进行低温冷害预报的方法。主要结论有:①玉米发育模型能够较好地模拟玉米发育期和发育期对低温冷害的响应，以抽雄期延迟天数为冷害指标评估的历史冷害发生状况基本符合历史实况。②模型有一定的模拟玉米生长量对低温冷害响应的能力，但还需要更多的试验数据校正品种参数，完善模型。③利用GIS技术，结合区域化的作物参数运行区域作物模型，是作物模型区域化应用的一种解决方案。④东北玉米区域动力模型解释性好，根据确定的害指标，以区域气候模式输出结果驱动玉米模型可以模拟和预测低温冷害，是农业气象灾害预测预报的一个有益的尝试。     

CERES玉米模拟模式评价及其应用

引用美国作物－环境－资源系统玉米模式，通过田间试验及计算机模拟，设置了ＣＥＲＥＳ－玉米模式在黑龙江省应用的有关参数，并用于动态模拟黑龙江省玉米生长，发育及产量预测等，为发展玉米生产提供科学依据。