依托21a长期免耕秸秆还田定位试验，探究长期免耕加秸秆还田的田间管理方式对冬小麦生长季0−60cm土层内土壤有机碳（SOC）和土壤活性有机碳（MBC、POC、DOC）的影响。试验共设长期免耕秸秆还田（NT）与常规耕作（CT）两种耕作模式，分析0−60cm土层内土壤总有机碳（SOC）、土壤微生物量碳（MBC）、土壤颗粒有机碳（POC）、土壤可溶性碳（DOC）含量的变化。结果表明，在0−20cm土层，NT处理SOC含量显著高于CT处理，其中0−5cm和5−10cm土层平均SOC含量分别增加了81.2 %和52.9 %，冬小麦不同生育期内土壤SOC含量变化不显著；在0−30cm土层内，与CT处理相比，NT显著改变了土壤MBC、POC及DOC在播种前、越冬前、拔节期、开花期和成熟期5个生育阶段的分布情况，且显著提高了5个生育阶段内土壤活性有机碳的含量（P＜0.05），其中0−5cm土层内，土壤MBC、POC及DOC含量在各个时期相较于CT处理分别增长60.8%～161.4%、71.8%～141.1%和21.9%～104.4%。0−60cm土层内，两种耕作方式下的SOC、MBC、POC、DOC均随着土壤深度的增大呈下降趋势。说明长期免耕可提高耕作层土壤有机碳含量和小麦生长季活性有机碳的水平，这为旱地土壤有机碳的高效固存提供了理论依据。

以“XR4347”冬小麦品种为供试作物，在温室内开展盆栽试验。试验设置不施氮（N0）和施氮（N1, 1.5g·盆1）2个氮素水平，每个水平下设置3种水分处理模式，即全程充分灌水（CK）、干旱锻炼后复水（PW）和干旱锻炼后复旱（PD），研究施氮和干旱锻炼后复水/复旱对冬小麦水分利用效率的影响。结果表明：干旱锻炼后复旱使植株水势降低。与CK和PW处理相比，干旱锻炼后复旱对气孔导度（gs）的降低作用大于光合速率（Pn）的下降，因此，提高了叶片和植株水平的水分利用效率。在CK和PW处理下，施氮与未施氮处理相比，叶片的Pn和gs均显著提高，而内在水分利用效率（WUEint, Pn/gs）小幅度增加。PD处理下，施氮对gs的影响大于对Pn的影响，与不施氮（N0）处理相比，施氮（N1）处理下小麦叶片Pn增加4.5%，而gs下降13.6%，因此，WUEint显著提高。干旱锻炼后复旱显著降低了施氮后植株的gs和耗水量，其WUEb和叶片δ13C在施氮后最高，进一步表明干旱锻炼后复旱条件下施氮提高植株的WUEb主要是由于气孔的调控造成的。因此，在干旱缺水地区，将干旱锻炼与施氮结合，不仅可以显著降低植株耗水量、节约灌溉用水、维持作物生长和养分吸收，还可以提高叶片和植株水平的水分利用效率。

以春小麦品种“吉春34”为材料，2016−2017年在南京进行了3期分期播种试验（S1，2016年12月16日播种；S2，2017年1月13日播种；S3，2017年2月19日播种），研究不同播期春小麦开花后不同空间层次叶片和茎鞘的氮素含量、氮素积累量、氮素垂直梯度变化以及植株氮素转运量、籽粒蛋白质含量和产量变化，以期明确江苏春小麦植株冠层氮素积累、分配与转运特征，并确定最适播期。结果表明：春小麦冠层氮素含量垂直分布特征明显，开花后春小麦植株含氮量随冠层高度的降低而降低，播期显著影响春小麦植株冠层氮素的积累、分布与转运。与早播春小麦（S1）相比，晚播春小麦（S2、S3）冠层40−80cm层次含氮量和氮积累量显著降低，叶片和茎鞘氮素垂直梯度的峰值出现时间提前至开花−灌浆期，峰值出现的空间位置降至冠层中下层，植株氮素转运量显著降低6.61%～29.12%。早播春小麦冠层中上部营养器官在生育后期可维持较大的氮素垂直梯度，促进氮素的运转。同时，晚播春小麦生育期内接受的太阳总辐射量、降水量减少，平均气温升高，开花后高温热害程度增加，生育期持续时间减少，降低了植株对氮素的吸收和转运。晚播春小麦比早播春小麦籽粒蛋白质含量降低8.46%～9.82%，蛋白质产量减少40.78～71.47g·m−2。综合春小麦冠层氮素分布与转运特征认为，在本试验条件下，S1播期（12月16日）为江苏春小麦的最佳播期。

为缓解基质栽培中根际养分富集对番茄植株造成的危害，以“硬粉8号”（Yingfen 8）番茄为试材，采用岩棉盆栽的方式，在人工气候室环境条件下，使用1/2浓度营养液对基质进行每天一次（C1）和每周一次（C2）淋洗以及不淋洗（CK）处理，通过对番茄根区养分及植株生长、产量等指标的测定，评价淋洗效果。结果表明：与灌溉液相比，各处理根际养分均出现了不同程度的富集，根区电导率（EC）值提高了31.26%～69.06%。低浓度营养液淋洗可以显著降低根区和回流液的EC值和离子浓度，整个生育期C1处理的根区溶液EC值比CK降低了22.36%，其中、Ca2+、K+和Mg2+浓度分别比CK降低48.51%、27.25%、25.54%和39.58%，C1处理回流液离子浓度变化趋势与根区溶液一致。此外，C1处理可以促进番茄株高和产量的增长，单株产量较CK提高了6.26%，其中第4、5穗果单果重分别增加17.02%、14.51%，单穗果产量分别增加13.42%、33.86%；C2处理根区溶液和回流液EC值及离子浓度均显著低于CK，但高于C1处理，其根区溶液EC降低了9.64%，而C2处理的平均单果重和产量与CK无显著差异。因此，低浓度营养液每天一次的淋洗方式可以更为有效地缓解基质栽培番茄生长中后期根区养分富集，研究结果可为基质栽培根区养分管理提供理论依据。

采用人工模拟酸雨的实验设计，以国家农业地理标志产品香青菜（Brassica chinensis L.）为实验材料，以叶片喷施蒸馏水为对照（CK），设置直接喷施pH3.0的酸雨（SY）和10mg·L−1浓度五酸钾溶液预处理后再喷施pH3.0的酸雨（WS）两个处理组。测定并比较分析各处理组香青菜根系活力、质膜透性（MP）、过氧化氢酶（CAT）活性、超氧阴离子自由基产生速率和脯氨酸（PRO）含量，研究酸雨胁迫对香青菜主要生理指标的影响和五酸钾对酸雨胁迫伤害香青菜的缓解效应，从而探索五酸钾对酸雨胁迫下植物幼苗的防护效果。结果表明，叶面喷施浓度10mg·L−1的五酸钾溶液能够显著提高酸雨胁迫下香青菜根系活力、CAT活性，保护了细胞质膜，有效降低香青菜体内PRO含量及超氧阴离子自由基产生速率。说明五酸钾可缓解酸雨对香青菜的生理伤害，对提高香青菜抗酸雨伤害能力具有优良效果。

选取中国607个气象站1958−2019年逐日最低气温观测资料，运用统计和空间分析方法，从气候致灾的角度，对葡萄主产区春霜冻灾害发生日数、频率、站次比以及致灾危险性进行分析，以了解葡萄主产区春霜冻的分布特征和风险区域，为葡萄主产区灾害防御工作提供依据。结果表明，60a来，各葡萄产区春霜冻平均发生日数和频率差异较大，春霜冻发生频率和平均发生日数最高在西北产区和西南高山产区，最低在南方产区；研究期内葡萄主产区春霜冻发生范围呈缩小趋势，且轻霜冻发生范围大于中度和重度春霜冻；春霜冻发生强度区域性明显，其中，轻霜冻强度指数自北向南呈逐渐偏小的趋势，中霜冻和重霜冻强度指数普遍偏小；葡萄主产区致灾因子危险性指数空间分布特征表现为中北部普遍高于南部区域，其中高风险区域主要分布在西北产区和东北中北部产区，无风险区域主要分布在南方产区。

以山东省为研究区，选择偏差校正随机森林BRF（Bias-corrected random forest），支持向量回归SVR（Support vector regression）和Cubist模型三种机器学习方法融合多影响因子模拟3个月时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI-3，以期为精确监测山东地区干旱提供一种方法。将2001−2017年23个站点的SPEI-3值作为因变量，多源遥感数据包括降水量、地表温度、蒸散发、潜在蒸散发、归一化植被指数以及土壤湿度六类7个影响因子作为自变量，自变量和因变量构成数据集的80%作为训练集，20%作为测试集。根据BRF模型得到研究区各个站点的模拟值以及各影响因子的相对重要性，绘制SPEI-3的空间分布图，并进行验证。结果表明，综合因子比单一因子模拟效果好，BRF模型测试集中的模拟值和观测值的决定系数R2达到了0.856，均方根误差RMSE为0.359，BRF模型能较好模拟站点SPEI-3值。大部分站点模拟值与观测值反映的干旱趋势一致，反映站点不同程度旱情的月份个数基本相同。此外，BRF模型模拟的SPEI-3的空间分布与站点SPEI-3观测值表现的干旱程度基本一致，且SPEI-3空间分布站点之外栅格数据也可以较准确地反映旱情，说明根据BRF模型可在站点和空间尺度上较精确地监测山东地区干旱情况。

随着现代气象观测技术的迅速发展，气象资料的数量及类型急剧增加。目前基于传统的TCP/IP协议的FTP文件传输方式以及TXT格式的纯文本报文文件，已无法满足大数量、多种类的观测数据高时效传输和存储要求。为满足气象信息化标准体系建设的需求，着重研究了Java消息服务传输和新XML数据文件格式技术在AgMODOS中的开发应用，包括RabbitMQ消息队列技术中的消息中间件技术、消息传输架构设计、观测数据消息过滤与封装、数据缓存、数据补传等。业务试运行结果表明：XML格式文件内容正确，消息传输稳定，无丢失，99%的观测数据从台站到国家局在1s以内完成传输，并通过交换控制策略将数据及时转发给业务单位，大幅提升了农业气象观测数据传输的时效性和服务能力。

基于主要农区2346个气象台站实时和历史同期观测数据、1920个土壤自动监测站土壤墒情观测数据，利用气候适宜度模型和农业气象灾害评估等方法，分析了2020年玉米、一季稻、晚稻、大豆和棉花主要秋收作物生长季的农业气象条件。结果表明，秋收作物生长季内，产区大部降水量接近常年同期或偏多30%～80%，农业用水充足，农业干旱发生范围小、影响轻；产区大部≥10℃积温接近常年同期或偏多100～300℃·d，热量较为充足，且高温对玉米、一季稻等作物不利影响偏轻；主要农区日照时数偏多，单日日照时数≤3h的寡照日数少于常年和2019年同期，总体上光温水匹配良好，干旱、高温、阴雨寡照等农业气象灾害和作物病虫害影响偏轻，利于秋收作物生长发育和产量形成。但长江流域汛期暴雨洪涝、东北地区西南部夏伏旱和夏末秋初台风、江南中南部和华南夏季持续高温、西南地区和长江中下游秋季连阴雨、江南中西部和华南西北部寒露风天气对水稻、玉米、大豆等作物产量和品质造成不利影响。