相对蒸散在冬小麦干旱宏观评估中的应用

利用最新的Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ参考蒸散估算方法,计算了华北各地历年小麦各发育阶段的相对蒸散。根据水分亏缺引起的不同减产程度,确定冬小麦各发育阶段干旱指标,并据此分析了小麦干旱程度及发生概率。建立了冬小麦干旱影响综合评估模式。结果表明,干旱指标农业意义明确,分析评估符合实际。利用综合考虑冬季严寒和生育期内各阶段水分状况的模式进行农业干旱影响评估的尝试取得了较好的效果。     

河南省冬小麦干旱评估指标初探

利用3次多项式对河南省100多个县(市)历史冬小麦产量资料进行分解处理,求出趋势产量和气象产量,然后用相对气象产量与小麦不同发育阶段的降水距平百分率进行相关分析,结果发现,冬小麦相对气象产量与不同发育阶段的降水距平百分率具有一定的相关性.在此基础上,建立了冬小麦相对气象产量与降水距平百分率的回归方程,并与农业干旱划分标准相结合,确定了冬小麦不同发育阶段、不同干旱等级的干旱指标.     

河南省冬小麦干旱评估业务服务系统研究

根据冬小麦干旱风险评估最新研究成果,对其中的风险评估、灾损评估等模型进行集成,开发了河南省冬小麦干旱评估业务服务系统。该系统主要由基本参数、数据导入、风险分析、动态评估、后期评估和作图等部分组成,能够提供河南全省的冬小麦干旱评估结果,为农业生产提供决策依据。     

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。     

水分关键期干旱胁迫对冬小麦矿质元素积累、产量和品质的影响

干旱是制约我国粮食产量和品质提升的主要农业气象灾害之一。土壤水分与矿质元素交互作用,共同影响冬小麦的生长发育及产量、品质,探究水分关键期冬小麦叶片矿质元素积累、产量和籽粒品质对不同程度干旱胁迫的响应,对科学施肥和干旱灾害防御具有现实意义。本文以冬小麦品种“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节—扬花期)设计5个梯度的水分控制试验(T1处理为适宜水平,T2、T3、T4处理分别按照基准补水量75.0 mm的80%、50%、25%一次性补水,T5处理不补水),模拟研究水分关键期干旱胁迫对冬小麦叶片氮、磷、钾矿质元素积累和光合色素、光合参数以及产量和籽粒品质的影响。结果表明：水分控制期间至复水后,T1处理下冬小麦叶片全氮、全磷、光合色素含量及最大净光合速率(Maximum Net Photosynthetic Rate,P_nmax)、表观量子效率(Apparent Quantum Efficiency,AQE)、光饱和点(Light Saturation Point,LSP)均最高,受干旱胁迫影响,T2、T3、T4和T5处理下上述要素均显著降低,且干旱胁迫程度越重降低幅度越...     

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。     

华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究

在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验,利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪,对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测,系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上,给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持,改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法,从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响,以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型,为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数,同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。     

基于旬尺度的冬小麦干旱评估指标探讨

探讨精细尺度上的干旱评估指标对于开展冬小麦干旱动态评估具有重要意义。在河南省选择灌耕比相对较小的代表站点,利用1971_2008年10月上甸至次年6月上旬逐日气象资料、冬小麦产量资料,计算了基于全生育期及旬尺度的缺水指数,提取了产量变化率序列,结果发现,冬小麦全生育期及旬缺水指数与产量变化率呈极显著相关。根据二者的回归方程及农业上划分干旱的标准,确定了河南省冬小麦干旱评估指标：全生育期,-1．5≤H．〈1为轻旱,-3．1≤Hi〈-1．5为中旱,-4．6≤Hi〈-3．1为重旱,Hi〈-4．6为严重干旱;旬尺度上,0．8≤H,〈1为轻旱,-0．7≤Hi〈0．8为中旱,-2．3≤Hi〈-0．7为重旱,Hi〈-2．3为严重干旱。     

冬小麦干旱综全防御技术应用研究

应用足墒深耕、适时播种、西方施肥、指标灌溉、喷抗旱剂等多项小麦抗旱管理措施,使麦田浇水次数减少１～２水,耗水量平均减少２０．４ｍｍ,决量提高１４．８％,水分利用效率提高２０．６％,经济效益提高１８．０％。实践证明,这是一套简便易行,具有巨大经济效益的干旱综合防御技术。     

冬小麦干旱综合防御技术应用研究

应用足墒深耕、适时播种、配方施肥、指标灌溉、喷抗旱剂等多项小麦抗旱管理措施 ,使麦田浇水次数减少 1～ 2水 ,耗水量平均减少 2 0 4mm ,产量提高 1 4 8% ,水分利用效率提高 2 0 6% ,经济效益提高 1 8 0 %。实践证明 ,这是一套简便易行 ,具有巨大经济效益的干旱综合防御技术。     

陕西省冬小麦干旱风险分析及区划

根据自然灾害分析原理, 以县为单元, 从干旱对冬小麦造成的减产出发, 分别就各县灾损率、易灾性、抗灾能力三方面进行了讨论。以风险指数为区划指标, 在GIS系统 (City Star) 中, 按等级划分标准对各县属性值进行分级、赋色, 获得GIS系统支持下的陕西省冬小麦干旱风险区划图, 并分区予以评述。     

华北地区农业干旱预测模型及其应用研究

对华北地区冬小麦进行了水分胁迫实验,确定了冬小麦光合作用速率对水分胁迫的响应曲线,提出了农业干旱指数和农业干旱预警指数两个基本概念,在此基础上建立了具有明确生物学机理的华北农业干旱预测数值模式。对北京、石家庄、郑州和济南1998年至2000年432旬的农业干旱模拟结果表明：农业干旱预警定性准确率为90.7%,定量准确率在87.5%左右;此外,模拟表明模式也可以对区域农业干旱进行准确有效的预测。利用1961~2000年气象资料对北京等地区历年农业干旱进行数值分析,结果表明：不同于大气干旱,在自然气象条件下,北京等地区作物生长期内几乎每年都存在农业干旱现象,特别是冬小麦灌浆至成熟期每年均存在一次较为严重的农业干旱胁迫过程,但农业干旱胁迫程度年际间存在一定波动,功率谱分析表明其具有3~6年的周期变化规律。对平均气候状况下华北地区农业干旱进行了时空动态分析,结果发现在自然条件下,华北大部分地区冬小麦4月下旬至5月下旬,即大约在冬小麦开花、灌浆至成熟期,农业干旱胁迫指数存在一种自然的逐渐加强的动态过程,这与华北地区的农业生产实践是基本一致的。     

Establishment of Winter Wheat Regional Simulation Model Based on Remote Sensing Data and Its Application

Accurate crop growth monitoring and yield forecasting are significant to the food security and the sus- tainable development of agriculture.Crop yield estimation by remote sensing and crop growth simulation models have highly potential application in crop growth monitoring and yield forecasting.However,both of them have limitations in mechanism and regional application,respectively.Therefore,approach and methodology study on the combination of remote sensing data and crop growth simulation models are con- cerned by many researchers.In this paper,adjusted and regionalized WOFOST (World Food Study) in North China and Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves-a model of leaf optical PROperties SPECTra (SAIL-PROSFPECT) were coupled through LAI to simulate Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) of crop canopy,by which crop model was re-initialized by minimizing differences between simulated and synthesized SAVI from remote sensing data using an optimization software (FSEOPT).Thus,a regional remote-sensing- crop-simulation-framework-model (WSPFRS) was established under potential production level (optimal soil water condition).The results were as follows:after re-initializing regional emergence date by using remote sensing data,anthesis,and maturity dates simulated by WSPFRS model were more close to measured values than simulated results of WOFOST;by re-initializing regional biomass weight at turn-green stage,the spa- tial distribution of simulated storage organ weight was more consistent with measured yields and the area with high values was nearly consistent with actual high yield area.This research is a basis for developing regional crop model in water stress production level based on remote sensing data.     

石河子冬小麦生长发育及产量的计算机模拟

用几种生物数学模型对冬小麦生育及产量进行了模拟 ,并运用 1996～ 1998年的实测资料对输出结果进行了对比和检验。     

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。     

中国小麦生长模拟模型研究概述

伴随着系统科学和计算机技术的发展,作物生长模拟模型研究从20世纪60年代开始迅速发展起来,目前已成为当今农业科学中一个新的研究领域.在简要总结作物模拟技术的特征及分类的基础上,介绍了我国小麦生长模拟模型与其应用的研究状况,并对模拟研究中遇到的问题及今后应开展的工作进行了阐述.     

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。     

济宁冬季天气条件及其对冬后小麦生长的影响

利用济宁市2005年冬季11县市的平均气温、降水等气象资料,并通过对冬后不同生长时段的小麦进行系统调查研究,分析了2005年冬季天气特点及其对冬后小麦生长的影响。整个冬季,前期气温偏高,中后期气温偏低,负积温较常年偏多,使小麦发生了不同程度的主茎冻枯型冻害,致使其苗高增长、单茎绿叶面积衰减、茎秆干重、千粒重增长等差异较大,从而使济宁市小麦平均产量降低,并针对造成小麦冻害的主要原因提出了相应的预防措施和建议。     

基于作物模型的河南省旱稻干旱风险评估

采用作物模型与数理统计相结合的方法,利用长期历史气象资料,以作物模型和地理信息系统技术为工具,系统分析了河南地区旱稻生育期水分盈亏情况。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量(即需水量)的亏缺率,即水分亏缺指数,以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率(即灾损指数)作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度和产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明:河南省旱稻生育期集中在6—9月,水分亏缺最多的阶段为出苗—穗分化阶段,水分亏缺指数变化在0.50~0.60,其次是开花—成熟阶段和穗分化—开花阶段,水分亏缺指数变化在0.11~0.43;全生育期水分亏缺指数在0.36~0.50。出苗—穗分化阶段干旱发生的风险最大,其次是开花—成熟阶段,穗分化—开花阶段的最小。河南旱稻生育期干旱风险呈现为由东南向西北逐渐升高的分布,其中三门峡、济源西部一带风险最高,洛阳南部和南阳西北部一带最低,黄河以北大部地区和豫东、豫南地区风险居中。