Please wait a minute...

当期目录

2022年 第43卷 第02期    刊出日期:2022-02-20
农业生态环境栏目
双膜双被装配式日光温室在郑州地区的小气候测试
于润才, 董晓星, 杜南山, 国志信, 张涛, 朴凤植
2022, 43(02):  83-92.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.001
摘要 ( 191 )   PDF (596KB) ( 121 )  
相关文章 | 计量指标
2020年11月1日-2021年2月28日,在河南郑州地区对冬春季双膜双被装配式日光温室内外温度、光照和湿度小气候进行测定,以探明其温光性能。在温室内外分别布置环境自动记录仪,每台记录仪均连接温湿度传感器和光照传感器,实现数据的自动监测与传输。结果表明:观测期内,温室内旬平均气温为11.4~21.4℃,旬平均最低气温为9.4~16.7℃;温室内0.1m深处旬平均土壤温度为15.4~22.9℃,旬平均最低土壤温度为15.0~22.1℃,温室内外最大气温差和土温差分别为17.0℃和15.6℃。全年最冷时段(1月上旬)温室外旬平均最低气温为−7.9℃,0.1m处土壤温度旬平均最低值为2.2℃,而此时段温室内旬平均最低气温和0.1m处土壤温度旬平均最低值分别达到9.9℃和15.8℃。11月−翌年2月,温室内光照度逐渐增大,晴天光照度在2000~22000lx,11月、12月、1月和2月晴天日平均透光率分别为42%、52%、49%和45%,12月透光率最高,不同月份透光率存在明显差异;阴天温室光照度在300~4000lx,各月阴天日平均透光率分别为34%、35%、36%和33%,透光率差异不明显。11月下旬−1月下旬,温室内夜间湿度为95.4%~99.0%,夜间叶片沾湿时长占比为89.1%~99.5%,温室内湿度大。观测结果说明双膜双被结构日光温室在黄淮地区冬春季具有较好的保温性能,有利于进行喜温果菜类的越冬生产,具有一定的推广应用价值,但是存在温室透光率偏低、光照弱等问题。
农业生物气象栏目
提高小麦光能利用效率机理的研究进展
李义博, 陶福禄
2022, 43(02):  93-111.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.002
摘要 ( 346 )   PDF (667KB) ( 457 )  
相关文章 | 计量指标
农作物产量依赖于生物量和收获指数,过去作物产量的增加主要得益于收获指数的增加而生物量增加很小,进一步提升作物产量在很大程度上依赖于生物量的提高,而光能利用效率是提高作物生物量的瓶颈。小麦(Triticum aestivum L.)是一种在全世界广泛种植的谷类作物,可为全世界人口提供约20.0%的能量,阐明小麦光能利用效率变化的内在机理与外在因素,对提高作物资源利用效率和生产力有重要意义。本文对光能利用效率的定义、主要过程、小麦的光能利用特性和内外影响因素进行综述,表明提高光能利用效率具有较大的潜力;论述了外部因素,即光、水分、养分和耕作制度等对小麦光能利用效率的影响,主要表现为在单株尺度上主要由光合作用等内部因素控制,而在田间尺度则由温度、降水、耕作栽培方式等非生物因素控制。进一步分析了目前存在的问题以及在气候变化背景下小麦的适应机制,旨在为提升小麦光能利用效率提供理论依据。未来光能利用效率的研究可利用高通量表型观测技术,与分子标记结合,设计在目标环境下的具有高光能利用效率的理想株型,为培育高产高效小麦品种提供科学依据。
黄淮海地区不同播期夏玉米籽粒脱水过程和产量形成的比较
邹俊丽, 崔兆韵, 徐祎, 朱霞
2022, 43(02):  112-123.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.003
摘要 ( 180 )   PDF (812KB) ( 125 )  
相关文章 | 计量指标
以“浚单29”夏玉米为试验材料,于2014年和2015年在山东泰安农业气象试验站进行3个播期的播种试验,3个播期分别为6月5日(M−10处理)、6月15日(M处理)和6月25日(M+10处理),分析播期对夏玉米生育阶段、籽粒脱水过程和干物质积累以及产量的影响。结果表明:随着播期的推迟,夏玉米全生育期持续时间缩短,其中抽雄−成熟期的变化幅度最大,M−10处理较M和M+10处理缩短了7~10d。提前播期(M−10)下,夏玉米的籽粒含水率、籽粒干物重均高于晚播,生理成熟前早播的夏玉米比晚播处理脱水慢,而生理成熟后早播的夏玉米比晚播脱水快。不同播期使夏玉米处于不同的气象条件下,显著影响了产量及产量构成因素。与当地常年正常播期(6月15日)相比,播期提前(M−10处理)增加夏玉米百粒重和收获指数,减少秃尖比;与晚播(6月25日)相比,提前播期下夏玉米穗粒数显著提高4.5%(2014年)和7.8%(2015年),百粒重显著提高12.3%(2014年)和16.8%(2015年),秃尖比显著降低21.4%(2014年)和12.5%(2015年),可见,播期越晚,产量越低。因此,夏玉米“浚单29”在黄淮海地区可以适当早播,而播种过迟容易导致生育期延后,易遭遇低温,严重影响产量。
定量评估京津冀气候变化和人类活动对植被NPP变化的 相对作用
高旭旭, 于长文, 张婧, 张金龙
2022, 43(02):  124-136.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.004
摘要 ( 227 )   PDF (5989KB) ( 265 )  
相关文章 | 计量指标
气候变化和人类活动是影响植被生长的两个重要因素,定量评估两因素对京津冀地区植被净初级生产力(NPP)的相对作用,对了解该区域植被变化的驱动机制,改善生态环境具有参考价值。基于2001−2020年CASA模型的NPP数据和气象数据,采用“去趋势回归残差法”定量区分气候变化和人类活动对京津冀地区植被NPP的影响。结果表明:(1)京津冀地区47.8%的植被呈现显著改善的状态,4.5%呈现显著退化的状态。张家口中部地区植被NPP增加趋势最大,经济发达的城市群(除北京外)减少趋势显著;(2)京津冀大部分地区植被得到显著改善的主要原因为气候变化和人类活动的共同作用,其中气候变化对NPP影响为1.5gC·m−2·a−1,人类活动为2.4gC·m−2·a−1;(3)气候变化和人类活动对植被显著改善的贡献率平均为25.8%和74.2%。气候变化贡献率大于80%的区域面积约占1.3%,主要集中在张家口西北部、沧州东部等地;人类活动贡献率超过80%的区域面积占比22.1%,主要集中在张家口中部和西南部、承德大部、沧州南部、衡水大部等地。而人类活动对植被显著退化区的作用高达94.9%。研究结果表明人类活动在植被生长能力恢复和退化中的作用大于气候变化,因此,京津冀植被恢复的生态建设中应重点关注人类活动的影响。
低温胁迫下冬小麦叶片叶绿素含量的高光谱估算
李玮祎, 孙明馨, 曾风玲, 王凤文
2022, 43(02):  137-147.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.005
摘要 ( 244 )   PDF (498KB) ( 169 )  
相关文章 | 计量指标
利用一次寒潮降温过程,以苗期12个品种的冬小麦为研究对象,测定其低温逆境下叶片光谱反射率和SPAD(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)值。以2020年12月28日(最高/最低温为15℃/3℃)的观测值为胁迫前数据,12月31日(最高/最低温为1℃/−9℃)的观测值为低温胁迫后数据,分析低温胁迫前后小麦叶片原始光谱和SPAD值的变化规律。在多种光谱参数中,采用相关分析方法遴选出5个与SPAD值密切相关的特征变量,分别建立低温胁迫前、后以原始光谱数据、一阶光谱导数和三种植被指数为自变量的小麦叶片叶绿素含量反演模型,并进行交互验证,筛选出低温胁迫后小麦叶绿素含量的最优反演模型。结果表明:(1)与胁迫前相比,低温胁迫后小麦叶片SPAD整体呈上升趋势,光谱反射率在叶绿素吸收较好的可见光区域有所降低,叶片表现出受冻特征;(2)构建的低温胁迫前后两种混合模型,交互验证后精度较低,表明常温下小麦叶绿素含量估算模型并不适用于遭受低温胁迫后的小麦叶绿素估算,需单独建立低温胁迫后的估算模型;(3)利用光谱数据构建冬小麦低温胁迫下叶绿素含量反演混合模型中,以一阶光谱导数在694nm处建立的模型估算效果最优,拟合度(R2)为0.694,均方根误差(RMSE)为3.191,说明利用小麦叶片光谱特征波段建立低温胁迫下叶片叶绿素含量反演模型的方法是可行的。研究结果可为多品种冬小麦叶片叶绿素含量无损监测提供参考。
苗期低温胁迫对“红颜”草莓叶绿素含量及冠层高光谱的影响
徐若涵, 杨再强, 申梦吟, 王明田
2022, 43(02):  148-158.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2022.02.006
摘要 ( 251 )   PDF (469KB) ( 167 )  
相关文章 | 计量指标
2020年9月−2021年1月以“红颜”(Fragaria×ananassa Duch “Benihope”)草莓为试材,在南京信息工程大学开展低温环境控制试验。设置21℃(日最高气温)/11℃(日最低气温)、18℃/8℃、15℃/5℃和12℃/2℃共4个低温处理,持续时间设置3d、6d、9d、12d共4个水平,以25℃/15℃为对照(CK)。测定草莓叶片叶绿素含量以及冠层高光谱反射率,研究低温胁迫对草莓叶绿素含量及冠层反射光谱的影响,筛选出叶绿素含量估算模型的敏感波段与特征参数。结果表明:(1)同一低温条件下,草莓叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素(a+b)等参数随着胁迫天数的延长而减少;同一胁迫天数下,温度越低其含量越低,即低温胁迫程度越大叶绿素含量下降幅度也越大。(2)不同温度同一胁迫天数处理草莓苗期冠层光谱反射率变化规律大致相同。在可见光区域草莓冠层反射光谱曲线均存在绿峰和红谷,在近红外反射平台随着温度降低,光谱反射率数值逐渐增大,即反射平台逐渐增高。(3)草莓冠层一阶微分光谱曲线变化较剧烈,有明显波峰和波谷,在红边范围内偶有双峰现象。随着低温胁迫程度的加深,一阶微分光谱最高峰的值越高,草莓冠层光谱的近红外反射率升高,红边位置蓝移,之后该峰值逐渐降低,红边位置红移。(4)草莓叶绿素(a+b)含量与冠层原始光谱反射率的相关系数均呈负相关,与原始光谱的近红外波段反射率的相关性明显高于可见光波段。叶绿素(a+b)含量与原始光谱反射率相关性较好,均达到显著水平,其中737nm波段相关系数达到最大,因此可以用其作为敏感波段对叶绿素含量进行预测。叶绿素(a+b)含量与植被指数中的DVI、MSAVI、PVI、RDVI、SAVI和TSAVI的相关性达极显著水平,可以选其作为特征参数对叶绿素含量进行预测。