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当期目录

2023年 第44卷 第01期    刊出日期:2023-01-20
农业生态环境栏目
不同冠层阻力模型对冬小麦返青−成熟期蒸散量估算的影响
郭仲英, 吴英楠, 刘晓英, 顾峰雪, 李玉中, 钟秀丽, 李巧珍
2023, 44(01):  1-12.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.001
摘要 ( 188 )   PDF (1349KB) ( 146 )  
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蒸散量是农田水循环的重要组成部分,其准确估算对精准灌溉及农业节水具有重要意义。Penman- Monteith(P-M)模型是常用的估算方法之一,但冠层阻力/表面阻力的准确表达一直是应用中的难点。选取常用的7种冠层阻力模型,根据北京市顺义区2a(2020年和2021年)的波文比实测结果,对不同模型模拟的小麦冠层阻力及P-M估算的小麦蒸散量进行比较,并进一步分析影响小麦冠层阻力的主要因子。结果表明,7种模型均低估了小麦冠层阻力,同时高估了蒸散量。总体而言,Todorovic模型(TD)模拟效果最好,其模拟的冠层阻力和蒸散量的R2均大于0.605,平均偏差(MBE)分别为−82.8s·m−1和10.4W·m−2,相应的均方根误差(RMSE)分别为254.4s·m−1和33.5W·m−2;其余6种模型表现均较差,所模拟的冠层阻力R2仅0.113~0.241,MBE和RMSE在−236.4~−61.3s·m−1、277.2~373.8s·m−1;基于6种模型模拟阻力得到的小麦蒸散量与实测值的R2在0.046~0.184,MBE和RMSE分别在44.5~97.4W·m−2、81.4~147.9W·m−2。7种模型模拟效果排序为TD>FAO56-PM>Katerji-Perrier(KP) >Garcıá-Santos(GA)>idso(IS)>Jarvis(JA)>CO。相关分析表明,净辐射(Rn)对小麦冠层阻力的影响最大,气温(Ta)和冠层温度(Tc)对其影响最小,各因子影响力大小表现为Rn>叶面积指数(LAI)>相对湿度(RH)>饱和水汽压(VPD)>土壤水分(θ)>冠气温差(∆T)>Tc>Ta。这一结果较好地解释了TD模型的良好普适性,既考虑了Rn、VPD、∆T等影响冠层阻力的关键因子,且不含待校正参数,使用方便。
农业生物气象栏目
开花期与块茎膨大期干旱胁迫及旱后复水对马铃薯影响的差异
王立为, 谭月, 张峻鋮, 阚雨萌, 关岚锺, 王天宁, 孙悦, 刘利民
2023, 44(01):  13-24.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.002
摘要 ( 247 )   PDF (690KB) ( 203 )  
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2021年4−7月在沈阳农业大学大型水分控制试验场进行马铃薯的控水实验,选取马铃薯开花期和块茎膨大期,设置轻度干旱(开花期土壤相对湿度50%、块茎膨大期土壤相对湿度60%)、中度干旱(开花期土壤相对湿度40%、块茎膨大期土壤相对湿度50%)和重度干旱(开花期土壤相对湿度30%、块茎膨大期土壤相对湿度40%)以及对照(开花期土壤相对湿度70%、块茎膨大期土壤相对湿度80%)处理,在每一个生育阶段各级干旱处理5d后进行复水,复水水平控制到对照处理水平,研究干旱胁迫及旱后复水对马铃薯光合特性、叶绿素荧光、生长及产量的影响。结果表明:开花期与块茎膨大期遭遇干旱胁迫会使叶片气孔导度、净光合速率均显著低于对照处理,叶片光系统II的光化学淬灭系数、光能转换率显著降低,非光化学淬灭系数显著升高。开花期轻度干旱持续5d后复水,叶片净光合速率比干旱处理提高20%,但块茎膨大期中、重度干旱恢复的程度很小。各级干旱处理下叶面积指数较对照下降17.6%~50.3%,干物质重降低23.4%~51.4%;开花期各级干旱处理下的马铃薯产量,分别较对照处理减少1.0%~19.6%,而块茎膨大期各级干旱处理下的马铃薯产量,分别较对照减产8.6%~30.5%,说明块茎膨大期干旱造成的减产大于开花期。由此可见,干旱胁迫会导致马铃薯叶片生长过程产生抑制,光合产物降低,最终导致产量下降,及时复水可缓解干旱胁迫对马铃薯的影响,实现作物的稳产高产。
花期短时高温对不同品种水稻颖花开放动态及产量的影响
徐鹏, 贺一哲, 黄亚茹, 王辉, 尤翠翠, 何海兵, 柯健, 武立权
2023, 44(01):  25-35.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.003
摘要 ( 342 )   PDF (630KB) ( 277 )  
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以耐热型水稻品种N22和热敏型水稻品种YR343为材料,进行盆栽试验。从抽穗扬花当天开始,利用人工气候室进行高温处理,以32℃/25℃(昼/夜)为对照,设置38℃/30℃为高温处理,连续处理7d。分别于处理第1、3、5、7天取样,研究花期不同天数高温胁迫对水稻颖花开放动态、颖花生理特性及产量的影响。结果表明:(1)高温胁迫后水稻产量和结实率均呈降低趋势,其降幅与高温持续时间有关。高温处理7d时,品种N22的产量与结实率分别降低49.1%和37.4%,YR343分别降低85.1%和65.3%。(2)高温胁迫后,水稻的花药开裂率和花粉活性均出现不同程度降低,且高温持续时间越长,降幅越大。(3)高温胁迫后水稻的总颖花开放量显著降低,其中,N22与YR343分别降低33.3%和65.5%。花期高温还改变了水稻开花峰值和峰值出现时间,与常温相比,高温下N22的开花高峰提前1h出现,峰值比例下降0.5%,YR343峰值出现时间无变化,但峰值比例降低2.8%,高温胁迫下YR343出现了花期缩短的现象。(4)高温胁迫下,水稻颖花可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量总体呈下降趋势;丙二醛及过氧化氢含量呈上升趋势;抗氧化酶活性呈先升后降趋势。综上所述,结实率的降低是导致水稻减产的主要原因。花期高温主要通过改变水稻颖花开放动态及其生理特性,降低花药开裂率和花粉活性,从而降低结实率,导致水稻减产。
区域粮食产量因灾损失评估之内蒙古自治区灾情−产量模型构建
朱永昶, 刘布春, 刘园, SHIRAZI zeeshan-sana
2023, 44(01):  36-46.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.004
摘要 ( 223 )   PDF (624KB) ( 249 )  
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基于1981−2020年内蒙古自治区农业气象灾害灾情及该地区粮食作物播种面积和产量数据,构建灾情−粮食作物产量评估模型,并对该模型进行验证,以此估算该地区粮食作物因灾减产量。结果表明:(1)1981−2020年内蒙古自治区粮食作物播种面积、总产和单产均呈显著上升趋势,增速分别为74.48×103hm2·a−1、78.85×104t·a−1和100.97kg·hm−2·a−1。(2)1981-2020年内蒙古农业气象灾害受灾、成灾面积均呈先上升后下降趋势,同期全国农业气象灾害成灾和受灾面积亦呈先上升后下降趋势。(3)干旱是该地区最主要的农业气象灾害,其受灾和成灾面积分别占历年各灾种的总受灾和成灾面积的64.10%和62.45%。灰色关联度分析表明,在受灾率和成灾率水平上干旱是与粮食单产关联度最高的农业气象灾害,在绝收率水平上风雹与粮食单产关联度最高。(4)构建的灾情-粮食作物产量评估模型模拟准确率较高,其模拟粮食产量与实际粮食产量呈极显著相关(R2=0.99,P<0.01),历年模拟平均相对误差为0.20%,翌年试报相对误差为2.49%。(5)1981-2020年内蒙古自治区粮食因灾损失率呈极显著下降趋势(R2=0.77,P<0.01),降速为0.48个百分点·a−1,平均因灾损失率为14.79%,68.42%的年份粮食单产因灾损失率高于10%。综上分析,基于1981-2020年统计数据构建的内蒙古自治区灾情−粮食作物产量评估模型可以较好地模拟和预测粮食作物产量、评估粮食产量因灾损失,从而满足农业气象业务和服务的需要。
河南强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分析
成林, 申晓晴, 韩耀杰, 郭康军
2023, 44(01):  47-57.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.005
摘要 ( 307 )   PDF (1044KB) ( 148 )  
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为提高优质小麦气象服务针对性,根据2017-2019年河南省72个县(区)6个强筋、中强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应气象因子和小麦发育期观测资料,利用Pearson相关分析、LSD多重比较和敏感系数等方法,明确了影响河南省强筋小麦种植品质的关键气象因子。结果表明:除豫南南部和豫西地区外,河南省大部分地区适宜发展优质强筋小麦。硬度指数、粗蛋白质等6项品质指标不同程度受拔节后气象条件影响,其中拔节−抽穗期和成熟−收获期的气温和日照时数对大部分品质指标影响显著,开花−灌浆期气温和日照时数主要影响硬度指数、沉淀值和吸水量,成熟−收获期降水量对面粉吸水量有负影响。比较敏感系数SV(i)的绝对值,沉淀值对拔节−抽穗期平均最高气温最敏感,SV(i)达0.7954。不同生育期影响强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分别为:拔节−抽穗期平均最高气温、空气相对湿度和日照时数,开花−灌浆期空气相对湿度,以及成熟−收获期平均气温。研究结果说明影响河南省强筋小麦种植品质最重要的气象因子为气温。
药隔期低温胁迫对小麦功能叶超微结构及光合特性的影响
刘绿洲, 张妍, 张林, 蔡洪梅, 于敏, 魏凤珍, 陈翔, 李金才
2023, 44(01):  58-70.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.006
摘要 ( 360 )   PDF (4230KB) ( 155 )  
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以抗倒春寒能力不同的两个小麦品种烟农19 (YN19)和新麦26 (XM26)为供试材料,于小麦幼穗分化的药隔期利用超低温人工气候培养箱进行4℃和−4℃两个温度处理,以低温处理期间大田环境平均温度10℃为对照(CK),观测不同程度低温处理下小麦功能叶超微结构及光合特性的变化。结果表明:(1)药隔期低温胁迫显著增加供试两品种小麦功能叶SOD、POD、CAT酶活性和MDA含量,其中CAT酶活性增幅最大,XM26在4℃、−4℃处理下功能叶CAT活性较CK分别增加了48.68%和87.55%,YN19则分别增加了76.59%和110.39%,总体来看YN19的抗氧化酶活性增幅均大于XM26,具有较强的活性氧清除能力。(2)低温胁迫破坏小麦功能叶叶绿体结构。XM26在4℃、−4℃处理功能叶叶绿体数和叶绿体面积较CK分别下降12.43%、24.97%和57.68%、5.88%,YN19分别下降14.56%、16.69%和25.88%、61.90%。随着温度的降低(4℃→ −4℃),供试两品种小麦叶片的基粒片层数量和厚度大幅下降,细胞膜受到不同程度的损伤,基粒片层开始解体。(3)随着低温胁迫程度加深,供试两品种小麦叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和Chla+Chlb含量下降,XM26在−4℃低温胁迫下较CK分别降低26.97%、27.39%、31.78%,YN19则分别降低34.36%、23.81%、26.91%,表明低温胁迫使叶片内部结构破坏,导致叶绿素含量下降。(4)与CK相比,低温胁迫下小麦功能叶片净光合速率(Pn)随着低温胁迫程度加深呈降低趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈逐升趋势,XM26在4℃和−4℃低温胁迫当天其Pn分别下降31.84%、92.04%,YN19则分别下降17.42%、89.62%,表明小麦叶片Pn下降主要是由非气孔限制因素导致。因此,药隔期低温胁迫会使小麦叶片功能受损,导致其光合能力下降,大田生产中可选用抗倒春寒能力强的品种,加强栽培技术管理,提高小麦抗寒性,减轻倒春寒对小麦造成的危害。
农业气象信息技术 栏目
多源降水融合分析产品在重庆复杂地形下的精度评价
旷兰, 田茂举, 李强, 李奇临, 刘俸霞
2023, 44(01):  71-81.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.007
摘要 ( 175 )   PDF (1778KB) ( 1203 )  
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利用2020−2021年两套多源降水融合分析产品FAST和FRT产品、经过质量控制后的重庆地区35个国家气象站逐小时降水量资料,结合各站点地形因子对两套产品进行相关性和误差检验,为复杂地形下的水文气象研究提供数据支撑。结果表明:(1)FAST、FRT产品与观测值的相关性较好,呈正相关,误差较小,产品整体比观测值偏低,两者略有差别。(2)在月、季时间尺度上,春季的精度最好,汛期5−9月的误差和离散程度最大。(3)随着降水等级增大,产品的误差、相关性以及TS等级评分的分布越离散,误差绝对值逐渐增大,TS等级评分逐渐降低,相关性则先降低后增大,其中降水等级0.1~1.9mm、≥20mm的相关性较好。(4)在地形因子上,产品精度略有差别,其中斜坡上产品的精度最优,其余依次为平坡、陡坡以上和缓坡;起伏度大于70m产品的精度最优;随着海拔增加,产品精度先降低,当海拔大于700m时,产品精度提升;坡向为西南、东的产品精度更优,其中西南坡向最优。FAST和FRT降水产品在重庆地区具有较高的精度,可以为自动站点稀少地区的降水数据提供有效补充。
农业气象情报 栏目
2022年秋季气象条件对农业生产的影响
张艳红, 李祎君, 何亮, 王纯枝, 刘维, 赵晓风, 侯英雨, 郭安红, 赵秀兰
2023, 44(01):  82-84.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.01.008
摘要 ( 294 )   PDF (338KB) ( 103 )  
相关文章 | 计量指标
摘要:2022年秋季(9−11月),全国平均气温10.9℃,为1961年以来同期最高;全国平均降水量107.5mm,较常年同期偏少8.5%;全国平均日照时数575.2h,接近常年同期。全国大部农区秋季光热条件较好,东北地区初霜期较常年偏早但持续时间短,南方晚稻区未出现大范围寒露风天气,气象条件总体利于秋收作物灌浆成熟、收晒和秋播,秋收秋种总体进展顺利。但是,江西、湖南和贵州东部等地农业干旱发生范围广、持续时间长,导致部分地区油菜播种出苗困难,部分在地作物及经济林果产量和品质也受到不利影响。