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当期目录

2021年 第42卷 第11期    刊出日期:2021-11-20
农业生物气象栏目
植物根际微生物调控根系构型研究
李梦洁, 李占彪, 周思含, 国辉, 何湘伟, 耿兵, 朱昌雄
2021, 42(11):  895-904.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.001
摘要 ( 271 )   PDF (879KB) ( 241 )  
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植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物(AMF、PGPR、根瘤菌)对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。
深松覆盖模式对宁南地区雨养马铃薯水分利用效率的影响
韩固, 苗芳芳, 王楠, 侯贤清
2021, 42(11):  905-917.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.002
摘要 ( 165 )   PDF (3896KB) ( 95 )  
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针对宁南旱区年际降水变率大、马铃薯产量和降水利用率低等问题,连续3a秋作物收获后分别采用深松覆盖秸秆、深松覆盖地膜、深松不覆盖3种深松覆盖模式,以传统翻耕不覆盖为对照,研究不同深松覆盖模式对休闲期和生育期土壤水分、马铃薯干物质累积、产量和水分利用效率的影响。结果表明,深松覆盖模式可改善休闲期土壤水分状况,以深松覆秸秆处理效果最佳,0−200cm层平均土壤含水量较对照显著增加6.41%。与对照相比,深松覆秸秆和深松覆地膜处理下休闲期0−200cm层平均土壤蓄水量和降水补给率分别显著提高49.85%、121.85%和46.82%、83.73%。深松覆盖模式可改善马铃薯生育期0−200cm层土壤含水量,调控不同生育阶段耗水量。深松覆秸秆处理对生育前期(播种后0~60d)60−100cm层土壤保水效果显著,而对照处理该阶段耗水量最高,深松覆地膜处理次之,而深松覆秸秆处理最低;深松覆秸秆处理对生育中期(播种后60~120d)0−60cm(2016年)和140−200cm(2015年)层土壤保水效果较好,而深松覆地膜处理生育中期耗水量最高,深松覆秸秆处理次之,对照处理最低;深松覆秸秆处理对生育后期(播种后120~150d)0−40cm层土壤蓄水效果最佳,其阶段耗水量也最高,深松覆地膜处理次之,对照处理最低。深松覆盖模式下马铃薯地上部和地下部干物质累积量均显著高于对照,生育前期以深松覆地膜处理效果较好,而生育中后期以深松覆秸秆处理具有显著促进作用。深松覆盖模式能显著提高马铃薯产量和水分利用效率,以深松覆秸秆处理最高,平均分别较对照显著提高49.33%、43.80%。可见,休闲期深松覆盖可改善休闲期土壤水分状况,有利于提高生育期土壤水分含量,调控马铃薯阶段耗水量,从而增加马铃薯干物质累积,实现作物的高产和水分高效利用,以深松覆盖秸秆处理效果最佳。
LED红蓝光对不同品种水培生菜的影响效果对比
李邦耀, 李建设, 高艳明, 李芮
2021, 42(11):  918-928.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.003
摘要 ( 199 )   PDF (702KB) ( 131 )  
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选取9个不同叶色和叶形的生菜品种,以红蓝光比为7︰1的复合光(RBL)为光源,在植物工厂内对比白光(WL)进行试验,以探究红蓝复合光(RBL)对不同品种生菜(Lactuca sativa L.)的响应差异性及影响效果。结果表明,相比于白光(WL)处理,红蓝光(RBL)促进了绿色散叶生菜品种的株高相对生长速率(P<0.05),但是抑制了其长势过旺;降低了紫色生菜品种后期叶绿素含量;提高了半结球和散叶生菜品种的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度(P<0.05);抑制了所有品种生菜PSⅡ的最大光化学效率;提高了散叶生菜品种的ETR值(P<0.05);提高了半结球生菜的可溶性固形物含量和可溶性糖含量(P<0.05);提高了绿色散生生菜品种的维生素C含量、产量和干物率(P<0.05)。总之,红蓝光(RBL)对不同品种生菜生长发育及光合荧光特性的影响差异性主要与叶片离散程度相关,对绿色生菜品种品质和产量的提升效果普遍优于紫色生菜品种。
基于花前物候利用灰色关联分析法建立油菜花期预报模型
冯敏玉, 孔萍, 胡萍, 陈晓磊, 吴风雨, 廖南京
2021, 42(11):  929-938.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.004
摘要 ( 172 )   PDF (479KB) ( 175 )  
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采用相关分析法确定与油菜始花期显著相关的冬季气候因子和用灰色关联分析法确定与始花期关联最大的花前物候期因子,分别建立多元回归线性方程,并进行回代检验,以探索简便易操作的油菜始花期预测方法。利用均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)对模型的模拟效果进行评价。结果表明:(1)与油菜始花期显著相关的冬季气象因子为1月平均最低气温、2月平均最低气温和2月日照时数,相关系数分别为−0.404、−0.556和−0.478。三个自变量因子不存在共线性关系,建立的回归模型具有统计学意义且通过显著性检验。(2)油菜花前各物候期以抽薹期和现蕾期与始花期关联度大,相关系数分别为0.656和0.634。建立的回归模型同样具有统计学意义并通过显著性检验。(3)分别对两种方法建立的模型进行检验与评价,回代检验表明两种方法建立的模型拟合精度总体上较接近。基于气候因子的模型RMSE气候因子为7.16,RE气候因子为11.2%;基于物候因子的模型RMSE物候因子为6.50,RE物候因子为3.87%。皮尔逊相关分析表明,实际值与两种方法拟合值的相关系数R物候因子和R气候因子分别为0.738和0.658,均通过了0.01水平的显著性检验。R物候因子>R气候因子,综合各项指标分析认为,灰色关联分析法建立的模型预测油菜始花期比利用气候因子建立的模型更可靠。
基于WOFOST模型分析不同气候情景对辽宁典型雨养春玉米产量的影响
马兆骏, 帅艳民, 邵聪颖, 曲歌, 田艳君, 吴昊, 万华伟, 彭秀媛, 肖万欣, 张书萍
2021, 42(11):  939-950.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.005
摘要 ( 162 )   PDF (829KB) ( 131 )  
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气温、降水和辐射是农作物生长发育必需的基本气候要素,其大小、波动及空间分布决定局部地区的种植结构和农产品产量增减,具有喜温喜水特性的玉米其生长发育对气候变化的响应更为敏感。本研究基于辽宁省新民和朝阳地区近40a气象数据分析各气候要素变化特征,根据局地气候暖干化趋势耦合气温、降水、辐射三要素构建不同气候情景,利用田间实测数据对WOFOST模型进行校准和适用性检验,并将该模型用于模拟不同气候情景下辽宁典型雨养春玉米产量变化。结果表明:(1)验证后的WOFOST模型能较好地模拟两站点春玉米产量,其模拟值与实测值的相对均方根误差分别为8.78%和5.96%,一致性系数分别为0.82和0.96。(2)新民和朝阳两地在设定的气候要素变化范围内春玉米产量与气温呈负相关,与降水呈正相关。在气温增加,降水减少,辐射增强的不同梯度气候情景下,新民(气温+1.2℃,降水量−25%,辐射+4%)和朝阳(气温+1.4℃,降水量−25%,辐射+3%)减产幅度分别达92.5%和85.9%,接近雨养春玉米绝产的警戒气候情景。(3)新民春玉米产量受降水影响显著,朝阳则对气温变化响应敏感,而两地产量对给定比例的辐射变化均未表现出明显波动。
用ORYZA_V3水稻模型模拟江西直播早稻的适宜性分析
段里成, 姚俊萌, 郭瑞鸽, 蔡哲, 张崇华
2021, 42(11):  951-961.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.006
摘要 ( 136 )   PDF (1141KB) ( 113 )  
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以江西省2个主栽常规早籼稻品种中早35和中早39为试验材料,于2017年在南昌县进行8个播种期的早稻分期直播试验,各播期分别为3月11、16、21、26和31日,以及4月5、10和15日,其中定义3月11−26日为早播播种期(a),3月31日−4月15日为正常播种期(b),利用田间试验观测的生育期、叶面积指数、生物量等数据和气象资料,对ORYZA_V3水稻模型进行本地化调参验证,以分析ORYZA_V3水稻模型对江西直播早稻的适宜性。结果表明,ORYZA_V3水稻模型对直播早稻生育期模拟效果较好,其(决定系数)R2>0.99,NRMSE(归一化均方根误差)在0.61%~3.12%范围波动。模型对早稻播种期叶面积指数、总生物量、穗生物量等模拟结果表现为播种期越早,模拟效果越差;越接近正常播种期,模拟效果越好。不同直播早稻品种对ORYZA_V3水稻模型适宜性存在差异,其中生育期模拟值与实测值中早35相差−1~1d,中早39相差−1~4d。说明用ORYZA_V3水稻模型进行双季直播早稻模拟时,需根据多年观测数据,对相应水稻播种期和品种进行模型参数的校准,以提高ORYZA_V3水稻模型适宜性。
农业气象灾害 栏目
基于SPEI_PM指数的渭河流域气象干旱时空演变特征
杨睿, 耿广坡, 周洪奎, 王涛
2021, 42(11):  962-974.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.007
摘要 ( 196 )   PDF (8811KB) ( 141 )  
相关文章 | 计量指标
利用渭河流域25个气象站点1980−2018年月值气象数据集,基于Penman-Monteith蒸散模型计算多个时间尺度的标准化降水蒸散发指数(SPEI),分析渭河流域气象干旱的演变、趋势、影响范围、发生频率和持续时间等时空变化特征,以期为渭河流域防灾减灾管理提供科学依据。结果表明:(1)近39a来渭河流域有明显的干湿周期变化,但整体上呈变干的趋势,干旱时段主要集中在1995−2009年,其中以2000−2009年的干旱站次比最大,平均达到36%,且干旱持续时间最长,约3.6个月,1980−1989年干旱持续时间最短,约1.6个月;(2)渭河流域秋季总体呈湿润变化趋势,而春季和夏季干旱在不断加剧,是区域年际干旱的主要驱动力;(3)渭河流域干旱以危害性较小的轻中旱为主,但2000年前后出现严重及极端干旱的站次相对较多,其中1997年研究区内发生的干旱程度较高,影响范围较广;(4)不同时间尺度各等级干旱发生频率的变化规律表现一致,均呈现出干旱等级越高发生频率越低的态势,且极端干旱在年际尺度内发生次数较为频繁,从空间上看渭河流域东北部是干旱多发区。总之,近39a来渭河流域总体干旱较为严重的时段为2000−2009年,且研究区内干旱呈北重南轻特征,因此北部地区仍需加强防灾管理。
农业气象情报 栏目
2021年夏季气象条件对农业生产的影响
何亮, 刘维, 张艳红, 韩丽娟, 曹云
2021, 42(11):  975-978.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2021.11.008
摘要 ( 152 )   PDF (718KB) ( 134 )  
相关文章 | 计量指标
2021年夏季(6−8月),全国农区大部平均气温较常年同期偏高0.8℃,热量充足;平均降水量较常年略偏多,干旱影响偏轻;平均日照时数较常年和2020年略偏少。夏收夏种期间多晴好天气,夏收夏种进展顺利;大部农区光温较好、日照正常,利于秋收作物生长发育和产量形成;降水充沛、墒情适宜,利于秋收作物形成丰产群体。主要不利气象条件有,中东部地区暴雨洪涝频发,河南北部和中东部农业受灾严重;东北地区阶段性低温不利作物生长发育和灌浆;西北地区局部农业干旱影响作物产量形成;南方大部及新疆等地高温天气不利作物生长发育。