冬小麦底墒供水特征研究

1997～ 1 999年在中国气象局固城农业气象试验基地进行了仅靠底墒供水和靠底墒、降水供水的小麦试验 ,结果表明在 0～ 2 0 0 cm土层有效底墒介于 2 70～ 32 0 mm时 ,0～ 2 0 0 cm有效底墒最大供水率为 72 % ,0～ 50 cm为 90 % ,50 cm以下为 66%～ 70 % .播种—拔节期各层供水率均大于拔节—成熟期 .底墒供水最长时限为灌浆后期 .靠底墒和降水供水 ( 70 .6mm)的旱作麦田有效底墒供水率除 0～ 50 cm层与仅靠底墒供水的相同外 ,其余各层的有效底墒供水率均低于仅靠底墒供水的处理 .河北省固城冬小麦水分供给层深度可达 3m.冬小麦对上层 ( 0～ 50cm)底墒利用较充分 ,而对 50 cm以下土层的底墒利用率相对较低 .提出了提高底墒供水率的技术和途径 .     

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 % .     

小麦产量与底墒水关系的分析

利用巩义市1968～2000年7月～10月上旬的降水资料和近35年的小麦产量资料,通过相关统计分析,得出底墒水对小麦产量作用显著的结论,并提出充分利用底墒水的措施.     

巴楚县冬小麦生长期气候变化特征及其对冬小麦发育期的影响

利用新疆巴楚气象站1983—2012年逐日气象资料及冬小麦生育期资料,采用线性回归、Pearson相关系数方法,分析了巴楚县气候要素和冬小麦生育期的变化特征,以及气候变化对生育期的影响。结果表明:(1)近30 a巴楚县冬小麦生育期内气候变暖趋势明显,月平均气温、月最高气温和月最低气温整体呈上升趋势,日照时数减少,降水量增多。(2)冬小麦播种、抽穗和成熟期提前,越冬开始和返青期延后,全生育期呈缩短趋势。冬前冬小麦生育天数增加,越冬开始—返青期、返青—抽穗期长度缩短,抽穗—成熟期延长。(3)1—2月气温降低是巴楚冬小麦返青期延后的主要原因,而抽穗和成熟期提前则主要受3—4月、4—6月的气温升高影响。     

气象条件对2010年冬小麦生长发育的影响

根据冬小麦生长发育的农业气象指标,利用对比分析的方法得出影响2010年冬小麦产量构成的有利气象因素是:底墒水充足,各生育阶段降水分布适宜,土壤水分条件较好.在分(蘖)一越冬开始期平均气温偏低,冬前积温不足,不利于晚播小麦分集成穗.春季低温冷害对小麦小花分化有一定影响,但幼穗分化时间长,灌浆期温度适宜,光照充足,灌浆时间...     

冬季负积温变化特征及其对冬小麦的影响

利用唐山地区11个气象站1961~2005年冬季日平均气温资料,应用统计方法对唐山地区冬季负积温变化规律进行分析研究,得出以下结论:①唐山地区冬季负积温空间分布为北多、南次之、中部最少。②冬季负积温的年际变化呈现3个时段,20世纪60年中期到70年代初为冷冬时段,70年代中期到80年代末为冷冬与暖冬交替出现的过渡时段,90年代后至今为暖冬时段。③冬季变暖趋势北部最明显,南部次之,中部最不明显。针对冬季负积温变化特征,提出了对冬小麦生长的潜在影响。     

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。     

二氧化碳浓度增加对冬小麦生长发育影响的数值模拟

根据国内外小麦生长模拟研究成果,借鉴荷兰学者的模拟思路,从作物生长的主要生理过程人手,综合考虑气候变暖与大气中CO2浓度增加等因素对作物生长发育和产量形成的影响,修正了在一级生产水平下冬小麦生长模拟模式,使得模式能够对CO2浓度的变化做出相应的反应。经资料检验,在当前CO2浓度下,冬小麦总干重和穗干重的模拟平均相对误差小于10％,其它器官干重及叶面积指数的模拟也取得了较好的结果。运用改进后的模式模拟试验了未来气候变暖和CO2倍增对冬小麦生长发育的可能影响。     

冬小麦生长发育的模拟模式

根据冬小麦生长发育及其与环境条件关系的机理研究,建立了模拟冬小麦发育阶段和各器官生物量变化的动态模式。其中包括3个环境要素子模式,分别计算温度、辐射和水分,5个生物学过程子模式,分别模拟冬小麦的发育、光合、呼吸、同化物分配和叶面积系数。用镇江和海安共8个播期的实测资料对模式进行验证,并对模式进行了初步数值试验应用。     

土壤水分条件对冬小麦生长发育及产量构成影响研究

通过2011-2013年中国气象局固城生态环境与农业气象试验站冬小麦种植试验,利用冬小麦不同生育期土壤湿度、根长密度、株高、绿叶面积和产量等资料,研究不同土壤水分条件对河北固城冬小麦生长发育和产量构成的影响。结果表明：2011-2012年固城站冬小麦0-50 cm土壤相对湿度>50%为冬小麦适宜土壤湿度。2012-2013年固城站冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度<55%时,尽管80-120 cm土壤相对湿度为55%-80%,但冬小麦根系和产量构成要素均较小。冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时,冬小麦根系总量最多,则冬小麦生长发育最好,产量构成要素均较好,总产量最高。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度<55%时,冬小麦根系总量最小,且根系集中分布的深度也较浅,总产量最小。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度>80%时,冬小麦根系总量较多,但总体产量比0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时低。     

郑州冬麦田底墒推算方法初探

根据1991～1996年郑州冬小麦播种前0～200 cm的土壤水分观测资料,应用3次多项式模拟了底墒的垂直分布。结果表明土壤水分随土层深度增加的变化趋势,0～50 cm土壤水分与0～200 cm的底墒相关达到0.01显著水平,可以用0～50 cm土壤水分推算0～200 cm土层底墒。     

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。     

土壤湿度对小麦出苗及幼苗生长的影响

土壤水分不适能显著影响小麦出苗及幼苗生长，表现为显著降低出苗率，减少单位面积的苗数；同时显著影响幼苗单株生长，表现为干重、叶面积下降。土壤水分不适对小麦群体的影响表现为单位面积的干重和叶面积指数（LAI）下降。采用通径分析衡量了出苗率和单株幼苗生长两因子对群体影响的大小。结果表明：单位面积干重下降主因是单株干重下降，叶面积指数下降主因是出苗率下降。土壤湿度大于17％且小于44％时，对小麦出苗及幼苗生长各项指标的影响幅度一般在20％以内，而低于17％或高于44％的土壤湿度对小麦的影响幅度急剧增加。小麦对土壤水分不适具有一定的适应性反应。     

冬小麦区土壤水分预报和灌溉决策系统的业务应用

建立了适用于单站，区域以及全国范围的冬小麦土壤水分预报和灌溉决策业务服务系统，并在2000年3－6月做了15周次土壤水分预报和灌溉决策，其中13次在中央电视台第七套节目“气象与农情”栏目中播出，直接为农业生产服务，土壤水分预报误差分析表明：0－100cm平均相对误差最小，0－50cm次之，0－30cm最大，土壤湿度预报分布规律与实况基本一致。     

水分和氮肥对冬小麦产量的影响及其调控技术

通过对冬小麦进行不同水分等级和不同施氮量的控制试验,利用数理统计和数学分析方法,从水分利用效率和经济效益角度,分析了水分和氮素对冬小麦产量的影响及其相互作用的关系,提出了河南省冬小麦砂壤土的水肥配置模式,经生产检验,这种模式是可行的。     

郑州地区冬小麦水分利用效率变化及其气温变化响应

水分利用效率(WUE)反映了作物耗水量与干物质生产及籽粒产量的关系,提高作物WUE是保障水资源紧缺条件下农业持续稳定发展的关键。根据近30 a郑州地区冬小麦全生育期平均气温、土壤湿度和产量资料,利用数理统计方法,分析了近30 a冬小麦全生育期平均气温与冬小麦WUE的关系,在此基础上模拟了在不同增温、降水减少的气候变化情景下对冬小麦WUE的影响。结果表明:郑州地区近30 a冬小麦全生育期平均气温递增率约为0.82℃/10a;0—100 cm土壤平均湿度呈下降趋势,土壤有效含水量约以44.9 mm/10a的速率递减;实际耗水量年际间平均以18.2 mm/10a的速率递增;气温升高与小麦WUE变化表现为不显著的负相关。未来各情景下冬小麦WUE均比当前的WUE有所增加,其中增温2.4℃、降水减少10%时WUE比基础情景增加了15.5%,但WUE的数值并不随气温增加和降水减少而无限递增,当气温增加2.4℃、降水减少量超过20%时,WUE开始下降。     

干旱及灌溉对冬小麦根系和产量的影响研究

在郑州农业气象试验站开展不同程度干旱、灌溉试验,研究了不同水分条件对冬小麦根系活力、形态及产量的影响。结果表明,干旱条件下,冬小麦根系活力和根直径均有明显的降低,根长有明显增加,土壤下层所占根系总体积比例增大,且随着发育期的推进,下层根系所占比例呈现增大的趋势,水分利用效率有明显提高;随着干旱程度的增加,上述变化趋势更加明显。在灌溉量相同的情况下,越冬期灌溉,有利于冬小麦根系活力和根直径增加,但不利于根系的向下伸展;返青期和拔节期灌溉有利于根系向下伸展、水分利用效率提高、理论产量增加,但不利于根系活力和直径的增加;拔节期灌溉,可适当增大灌溉量,减少灌溉次数,以提高水分利用效率。综合根系形态和活力、水分利用效率及产量,在冬小麦干旱持续发生条件下,在返青期、孕穗期灌水600 m~3·hm~(-2)左右,可根据干旱程度适当增减灌水量,重旱条件下适当增加灌水次数,少量多灌缓解旱情,而重大干旱年份灌水困难条件下可只在拔节期灌水600 m~3·hm~(-2),以实现产量的减损和节水效果。     

气候变化对华北地区冬小麦水分亏缺状况及生长的影响

根据多点多年气象资料、作物发育期资料和土壤水文资料,计算了未来气候变化情景下华北冬小麦主产区小麦不同发育阶段和全生育期内水分亏缺量的变化。结果表明,气温升高时小麦水分亏缺状况变差,亏缺量等值线南移,引起小麦气候适宜区范围缩小,减产额加大,产值降低,用于额外灌溉的生产费用增加。     

气候变化对安徽省主要农作物水分供需状况的影响

利用安徽省78个气象台站1961-2009年的气象资料和作物资料,对农田水分供需状况进行探讨。结果表明：安徽省一季稻本田生长期总需水量自北向南逐渐增加,同时降水充足,沿淮和淮河以南的绝大部分地区多数年份农田水分供给充足有余;而冬小麦全生育期需水量与一季稻相反--自北向南逐渐减少,这主要受冬半年气温、风速和相对湿度的综合影响,加之降水量普遍不足,冬小麦主产区农田水分供应不能满足小麦生长需要,尤其需水关键期的水分亏缺十分严重。     

气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响估算

研究气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响规律,可为农业适应气候变化提供科学依据。通过构建代表站雨养冬小麦产量和土壤水分变化量的模拟方程,分析水分利用效率的历史变化,并结合两种区域气候模式PRECIS和REGCM4.0输出的4种不同气候变化情景资料,估算未来2021—2050年雨养冬小麦水分利用效率的可能变化。结果表明:1981—2010年甘肃、山西和河南代表站的雨养冬小麦水分利用效率呈二次曲线变化趋势,最大值出现在2003年前后。4种气候变化情景的模拟结果均显示:2021—2050年冬小麦全生育期耗水量明显增加,各代表站不同情景平均增加6.2%;产量有增有减,平均产量变化率为1.4%;水分利用效率平均减小3.8%,且变率减小。区域气候模式PRECIS估算的水分利用效率的减小量A2情景大于B2情景,REGCM4.0模式估算的水分利用效率的减小量RCP8.5情景大于RCP4.5情景。整体来看,RCP气候情景对雨养冬小麦水分利用效率的负面影响更大。