玉米生育模拟模式区域应用研究之水分利用子模式

应用ＳＰＡＣ系统水分循环原理,建立了适合玉米生育的水分利用子模式;利用该模式模拟分析了辽宁省海城市、昌图县、阜新蒙古族自治县３ 地区的土壤水分动态变化过程、农田蒸发和蒸腾过程,并结合作物生物学特性建立了水分胁迫对作物生理过程的影响函数。经计算,该模式模拟结果（ 除个别期次外） 的相对误差范围海城为０．１３％ ～３４．９％ ,昌图为０ ．４４％ ～３２ ．５ ％ ,阜新为２．６％ ～２６．１％ 。     

Study on model for remote sensing estimation of maize yield

ＳＴＵＤＹＯＮＭＯＤＥＬＦＯＲＲＥＭＯＴＥＳＥＮＳＩＮＧＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮＯＦＭＡＩＺＥＹＩＥＬＤＬｉｕＺｈａｏｌｉ（刘兆礼）ＨｕａｎｇＴｉｅｑｉｎｇ（黄铁青）ＷａｎＥｎｐｕ（万恩璞）ＺｈａｎｇＹａｎｇｚｈｅｎ（张养贞）ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉ...     

真鲷、黑鲷及其杂交子代的染色体构成与AFLP分析

采用核型分析和AFLP技术对真鲷、黑鲷及其杂交子代进行遗传差异分析。结果显示真鲷、黑鲷和杂交子代均含有48条染色体,核型分别为2n=2st+46t,NF=48、2n=4m+4sm+2st+38t,NF=56和2n=30m+8sm+2st+8t=48,NF=86,杂交子代核型与其父、母本种均不一致。两对AFLP选扩引物组合在真鲷、黑鲷和杂交子代中共扩增到278个条带,其中黑鲷特异性条带93条、真鲷特异性条带108条;杂交子代中分别出现了21条父本种(黑鲷)特异条带和67条母本种(真鲷)特异条带,另出现了15条非双亲条带。杂交子代与真鲷、黑鲷的遗传相似系数和遗传距离分别为0.113、0.350和2.180、1.050,表明杂交子代总体上更偏向于母本种。染色体核型和AFLP条带分析结果表明真鲷(♀)×黑鲷(♂)所获得的杂交子代为含有48条染色体的异源二倍体,且父、母本遗传物质在杂交中发生了部分重组,杂交子代表现出一定的偏母系遗传特性。     

通辽地区玉米生产的热量条件分析

玉米是通辽市最主要的粮食作物,其丰歉决定农业年景的好坏。为了探讨在气候变暖的大背景下通辽市玉米生产的热量状况,为政府和生产部门的决策及气象业务、服务工作提供依据,笔者利用科尔沁、开鲁、鲁北、保康、甘旗卡、库伦、大沁他拉等7个国家基本气象站1959-2010年资料,对影响玉米生产的≥10.0℃积温和玉米生育期天数进行了分析研究,结果表明:(1)≥10.0℃积温、持续期和玉米生育期天数能满足玉米晚熟品种的生育需要,而且线性趋势递增明显,滑动t检验在80年代末或90年代初发生了突变,以上均在0.01或0.05的水平以上,存在一定的周期。(2)由于一些年份一些台站近几年出现初霜冻异常偏早,使生育期波动大,并有下降迹象,因此选择玉米品种不可盲目贪晚。     

华北地区玉米田实际蒸散量的计算

以简化农田实际蒸散的计算过程为目的，利用1999年河北定兴县中国气象科学研究院农业气象试验基地的玉米田0~300 cm土壤湿度和气象要素的实测资料以及华北地区5个站1991~1995年0~50 cm土壤湿度和气象资料，探讨由简化参考蒸散模式计算玉米田实际蒸散的可能性；对比了Priestley-Taylor模式和FAO（1998）Penman-Menteith模式的计算结果，以农田试验资料为基础，采用叶面积系数和平均土壤相对湿度为因子，建立了实际蒸散的计算模式。并以华北地区8个站1999~2000年0~50 cm土壤湿度和气象资料进行验证，平均误差一般为10%~15%.     

地表反照率动态参数化对陆-气通量模拟的影响：以东北玉米农田为例

利用考虑了生物因子(叶面积指数)和环境因子(太阳高度角、表层土壤湿度)影响的地表反照率α动态参数化方案对BATS1e模型进行改进,基于2008年玉米农田生态系统的通量、气象及生物因子的连续观测资料,研究α动态参数化对玉米农田生态系统与大气间通量交换的影响.结果表明,引入α动态参数化方案后,模型实现了地表反照率α的日、季动态模拟,模型效率系数提高0.65,误差明显减小,使陆气通量交换热力作用的模拟准确性有所提高,其中,净入射短波辐射模拟改进最为明显,全年改进量为81772 kJ/m2,占年总辐射的1.7％;表层土壤温度的年均改进量为0.62 K,多数月份的改进量在1 K以上.另外,模型改进实现了叶面积指数和植被覆盖度等决定下垫面性质各参数的动态变化,使各种通量交换过程更接近于实际,感热和潜热模拟的模型效率系数分别提高0.516和0.1,模拟值对实测值的解释能力在生长季分别提高6％和9％,大于非生长季.     

高温干旱复合胁迫对夏玉米生长发育及产量形成的影响

为探究不同生育期不同程度复合高温干旱胁迫对夏玉米生长发育及产量形成的影响,以夏玉米品种“登海685”为试验材料,于2022年6—9月在衡水农业气象试验站开展夏玉米高温干旱田间胁迫试验。在拔节—抽雄和抽雄—乳熟两个生育期分别进行试验。干旱处理设置为轻旱和重旱两个水平。通过增温箱分别在两个生育期进行高温处理,这样每个生育期有轻旱、轻旱高温、重旱、重旱高温四种胁迫处理,各处理有两个重复。此外设置全生育期增温无旱处理和对照组,共10个处理,对株高、叶面积、干物质重及产量构成要素进行观测。结果显示,夏玉米全生育期增温会增加株高和叶面积,但会降低干物质积累导致产量下降;夏玉米在拔节—抽雄和抽雄—乳熟期发生严重的干旱可显著降低株高,但干旱复合高温后影响程度变弱;两个时期发生高温复合干旱与单一干旱相比对玉米叶面积的降低程度更明显;两个时期发生高温干旱胁迫对玉米植株干物质的降低主要由果实干物质降低带来;这两个阶段高温干旱胁迫均会影响产量形成,但拔节—抽雄期干旱对产量形成的影响更大,而抽雄—乳熟期高温的影响更大。     

Water, heat fluxes and water use efficiency measurement and modeling above a farmland in the North China Plain

Net radiation (Rn), water vapor flux (LE), sensible heat flux (Hs) and soil heat flux (G)were measured above a summer maize field with the eddy-covariance technique, simulation and analysis of water, heat fluxes and crop water use efficiency were made with the RZ-SHAW model at the same time in this study. The results revealed significant diurnal and seasonal variability of water vapor flux for summer maize. Most part of Rn was consumed by the evapotranspiration of the summer maize. The proportion of water vapor flux to net radiation ((LE/Rn) increased with the crop development and peaked around milk-filling stage with a value of 60%, a slightly lower than that obtained by the RZ-SHAW model. Daily evapotranspiration estimated by the model agreed with the results measured with the eddy-covariance technique, indices of agreement (IA) for hourly water vapor fluxes simulated and measured were above 0.75, root mean square errors (RMSE) were no more than 1.0. Diurnal patterns of Hs showed the shape of inverted "U" shifted to the forenoon with a maximum value around 11:30 (Beijing time), while LE exhibited an inverted "V" with a maximum value at around 13:00, about an hour later than Hs. Diurnal change of CO2showed an asymmetrical "V" curve and its maximal rates occurred at about 11:30. Variations of water use efficiency during the phonological stages of the summer maize showed a rapid increase with the photosynthetic photon flux density (PPFD) after sunrise, a state of equilibrium around 10:00 followed a decrease. Maximum values of water use efficiency were 24.3, and its average value ranged from 7.6 to 10.3 g kg-1.     

东北地区玉米气候生产潜力时空分布特征

利用旋转经验正交函数和功率谱等方法分析了1961～2007年东北地区玉米光温生产潜力和气候生产潜力的时间变化趋势及区域特征。结果表明,东北地区玉米光温生产潜力呈显著的上升趋势;气候生产潜力呈下降趋势,但变化趋势不显著。玉米光温生产潜力和气候生产潜力均存在7～9年的显著周期变化。玉米气候生产潜力还存在5年和3年左右的显著周期;东北玉米光温生产潜力呈西南区域与东北区域相反的空间趋势分布,生产潜力的高值区位于辽宁大部、吉林西部和黑龙江西南部,低值区位于东北的东部地区;东北玉米气候生产潜力的高值区位于东北的东南部,低值区位于东北的西部。     

岩溶区和非岩溶区玉米光合作用与锌含量和碳酸酐酶关系的对比研究

采用田间试验方法对比研究岩溶区和非岩溶区玉米叶片光合作用与锌含量和碳酸酐酶活性的关系, 结果表明:岩溶区施加有机肥的土壤有效锌和玉米叶片锌含量均高于非岩溶区,岩溶区和非岩溶区的玉米叶片的锌含量分别为47.85 mg/kg 和43.35 mg/kg;岩溶区玉米叶片的碳酸酐酶活性和光合作用也高于非岩溶区,岩溶区的碳酸酐酶活性平均为5.622U,非岩溶区的碳酸酐酶活性平均为3.485U;碳酸酐酶活性随玉米叶片的锌含量增加而提高,而玉米光合作用效率随碳酸酐酶活性增加而提高,反映了土壤锌含量对玉米叶片锌含量、碳酸酐酶活性和光合作用的控制.