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当期目录

2023年 第44卷 第05期    刊出日期:2023-05-20
农业气候资源与气候变化栏目
陕西北扩区苹果种植的气候适宜性及潜力分析
梁轶, 屈振江, 鲁成, 张黎, 刘璐, 王景红
2023, 44(05):  347-360.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.001
摘要 ( 425 )   PDF (5232KB) ( 329 )  
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为了厘清新的气候期(1991−2020年)陕西北扩区苹果气候适宜种植区的精细化分布,揭示该区域苹果可发展种植潜力,本文基于陕西苹果产区气象观测、数字高程模型、耕地确权等多源数据资料,综合考虑陕北山地苹果种植的气候与立地条件需求,选取年平均气温、年降水量、6−8月空气相对湿度、6−8月平均最低气温、1月平均气温、坡向、坡度共7项因子作为区划指标,采用多元回归方法进行各气候因子空间化模拟推算,基于模糊集线性隶属函数方法构建各项单因子适宜度定量评价模型,利用加权综合评判和集优法研制了陕西北扩区苹果种植气候适宜性区划,并应用耕地确权数据提取分县(区)苹果北扩适宜种植区的旱地和可灌溉面积分布,以明确其可发展种植潜力。结果表明:(1)陕西苹果适宜种植区北界主要分布在自吴起、靖边中南部向东北经横山南部、米脂延伸至佳县中南部一带向阳缓坡丘陵沟壑区,海拔一般在730~1660m。(2)野外调查验证显示,区划结果与果园实地种植分布的一致性约80%。(3)基于耕地确权数据的分县(区)苹果气候适宜区精细化空间分布结果显示,北扩区苹果气候适宜等级以上可发展种植面积约276.9khm2,占可用耕地24.6%,其中旱地面积占96.3%,以雨养农业为主。与各县(区)苹果种植现状统计数据对比分析表明,榆林市除神木、府谷外的其他大部分县(区)和延安市吴起县苹果气候适宜区潜在种植面积尚有4.9~28.5khm2的发展空间,延安市志丹县苹果气候适宜区潜在种植发展面积已趋于饱和。
农业生态环境栏目
基于Meta分析施肥与灌溉对夏玉米干旱的缓解效应及其影响因素
刘忠贤, 姚嫚, 杨再强, 张琪, 俞昕
2023, 44(05):  361-371.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.002
摘要 ( 259 )   PDF (599KB) ( 193 )  
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通过文献检索共获得56篇夏玉米干旱试验文献,其中施肥26篇、灌溉30篇,以不采取任何措施为对照,采用Meta分析方法探究施肥和灌溉对夏玉米干旱的缓解效应及其影响因素。结果显示:在干旱胁迫下,与不采取措施相比,施肥和灌溉均可显著增加夏玉米产量,增产率分别为19.30%和25.19%。施用不同类型肥料对干旱的缓解效应不同,施用大量元素肥和微量元素肥分别可以提高夏玉米产量20.55%和10.10%,提高效果均达到显著;大量元素肥中氮肥最为常用,其中施用控释尿素的效果最好,干旱情况下可使夏玉米产量提高31.63%,常规尿素分次施入的效果次之,增产率为20.73%,常规尿素全部基施增产率最低,仅为11.69%,且在315kg·hm−2的施氮量范围内,夏玉米增产率与施氮量呈正相关关系;土壤容重和有机质含量也对干旱情况下的施肥效果有影响,在低容重和高有机质含量的土壤上,施肥效果更好;当种植密度较高时,施肥对夏玉米干旱的缓解效果降低,但并不显著。在夏玉米不同生育阶段发生干旱胁迫时,灌溉的缓解效果不同,当全生育期持续干旱时,灌溉缓解效果最好,增产率可达42.98%;抽雄−灌浆期发生干旱时,灌溉的缓解效果优于其他生育阶段;土壤容重和有机质含量对灌溉效果影响显著,土壤容重越低、有机质含量越高,灌溉对夏玉米干旱的缓解效果越好;种植密度也对灌溉效果有影响,密植时缓解效果有所下降;对于不同的夏玉米品种,灌溉对旱敏感品种的缓解效果显著优于耐旱品种。综上,施肥和灌溉均能显著缓解夏玉米干旱,施肥的效果受肥料类型和施用方式影响较大,控释肥料的施用效果更优;在夏玉米需水关键期通过灌溉缓解干旱最为直接有效;两种夏玉米干旱缓解措施的效果均受土壤性质、种植密度的影响,且在不同土壤容重和不同种植密度下,灌溉的缓解效果均优于施肥,具体实施时需结合这些因素综合考虑。
连作年限影响芹菜根际土壤微生物群落结构及功能类群
刘素, 吴宏亮, 陈倬, 冯海萍, 张海宇, 康建宏
2023, 44(05):  372-385.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.003
摘要 ( 293 )   PDF (4326KB) ( 161 )  
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芹菜是宁夏冷凉区特色蔬菜,大规模种植不可避免地导致连作障碍。为了揭示芹菜根际土壤微生物的多样性特征和群落结构随种植年限变化的差异,本研究采用Illumina Novaseq−PE250测序平台对芹菜种植一年(CA)、连作两年(CB)和连作三年(CC)时根际土样的16S V3V4区和ITS1区进行双末端Paired-end测序,并进行生物信息学分析。结果表明,土壤细菌多样性随连作年限延长呈逐渐降低趋势,Chao 1指数第一年8509.41,第三年降低至6314.09。CA香农指数最高,为11.48,CC最低,仅11.08。随着连作年限的增加,土壤细菌中的δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和芽单胞菌纲(Gemmatimonadetes)等优势菌纲及其中的罗库菌属(Rokubacteriales)、芽球菌属(Blastococcus)、红杆菌属(Solirubrobacter)等有益菌丰度减少。土壤真菌的多样性指数、丰富度指数等均随连作年限增加呈先下降后上升趋势,表现为CA、CB的Chao 1指数分别为505.44和264.66,而CC为443.92,CA、CB的香农指数分别为5.98和4.93,而CC为5.61,且连作年限间均存在显著差异。同时,土壤真菌中的粪壳菌纲(Sordariomycetes)和瓶毛壳属(Lophotrichus)、黑孢壳属(Melanospora)等优势菌纲属具有显著变化差异。微生物主坐标成分分析结果表明,CC与其他处理间存在强异质性。PICRUSt2功能预测分析表明,芹菜根际土壤细菌主要有7大类一级功能层,氨基酸生物合成相对丰度占比最高,真菌有5大类一级功能层,核苷和核苷酸生物合成相对丰度占比最高,同时芹菜连作不同年限时多条代谢通路间具有极显著差异。综上研究结果,芹菜连作会降低根际土壤菌群的丰富度及多样性,改变菌群结构,导致根际微生态环境失衡,从而引发相关连作障碍病害。其中,以芹菜连作三年时微生物各项指数变幅最大,故建议宁夏南部山区芹菜产业将连作不超过两年作为田间种植模式。
降解膜覆盖与氮肥配施技术对宁夏玉米生产效益的影响
马健祯, 马琨, 贾彪, 翟勇全, 运彬媛, 张昊, 姬丽, 李稼润
2023, 44(05):  386-397.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.004
摘要 ( 180 )   PDF (1208KB) ( 112 )  
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设置4种地膜(生物降解膜S1、S2、S3和普通地膜P)和4个施氮水平(0、120、240和360kg·hm−2),开展滴灌水肥一体化条件下覆膜结合氮肥配施的玉米大田试验,以探究不同类型地膜覆盖与氮肥配施措施对灌区玉米产量、土壤水分、温度、氮肥利用率和经济效益的影响,从而筛选出适宜宁夏灌区玉米种植的降解膜与氮肥配施量。结果表明:不同地膜覆盖下,生物降解膜S2处理下0−100cm层土壤含水量、产量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和经济效益较S1处理分别增加1.15%、13.15%、2.38%、11.69%和19.03%,与普通地膜(P)处理无显著差异;S2与S1处理下5−25cm土壤平均温度无显著差异;N2处理下0−100cm土层含水量、氮肥利用率和氮肥偏生产力分别较N0处理显著减少2.31%、4.59%和38.15%,而玉米产量和经济效益分别较N0处理显著增加62.22%和108.69%;施氮对0−25cm土温无显著影响。研究说明采用覆盖生物降解膜S2与配施氮肥240kg · hm−2,可有效改善宁夏干旱农区土壤水分和温度,提高玉米产量和氮肥利用效率,增加净收入。
农业生物气象栏目
气候变化对青藏高原青稞生产影响的研究综述
郝帅, 宋艳玲, 孙爽, 王春乙
2023, 44(05):  398-409.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.005
摘要 ( 356 )   PDF (444KB) ( 348 )  
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青藏高原为全球气候变化敏感区,生态系统非常脆弱。青稞是青藏高原主要作物,对气候变化较为敏感。本文梳理了当前以及未来气候变化对青藏高原青稞生产影响的相关研究,就青藏高原农业气候资源和农业气象灾害变化以及气候变化对青稞种植制度、生育期和产量的影响进行归纳总结。已有研究结果表明,在气候变化背景下,青藏高原地区较其他地区增温显著,降水增加,日照时数减少,干旱和洪涝等农业气象灾害更加频繁;气候变化使得青稞潜在种植界限向高纬度、高海拔地区移动,可种植面积增加,生育期缩短,当前气候变化对青稞生长有利,同时品种更替和技术进一步提高了青稞产量和适应气候变化的能力,但在未来气候变化影响下,青稞生育期将继续缩短,青稞生产及藏区粮食安全面临严峻考验。现有研究存在青稞研究区域局限性,气候变化对青稞复合影响和综合风险评估研究较少等问题。未来需深入认识气候变化对青稞生产影响的机制机理,创建青稞气象灾害影响与综合风险动态评估技术体系,制定有效措施促进高原青稞生产适应气候变化,保障青藏高原青稞粮食安全。
农业气象灾害 栏目
基于Bayes判别构建吉林省玉米干旱发生等级动态预警模型
穆佳, 史学家, 蒋梦姣, 吴迪, 刘琰琰
2023, 44(05):  410-422.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.006
摘要 ( 253 )   PDF (1446KB) ( 179 )  
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利用吉林省1961-2020年逐日气象资料和1980-2019年玉米发育期数据,采用水分亏缺指数构建玉米生长季逐日干旱等级序列,并分析玉米干旱发生规律。通过秩相关分析和Bayes判别分析,构建吉林省玉米干旱发生等级动态预警模型,并对其进行评估及应用。结果显示:吉林省中西部和东部的延边州是典型玉米干旱区,播种-出苗、拔节-抽雄是玉米干旱高发时段。在典型玉米干旱区,春旱动态预警模型预测基本准确率大致介于60%~90%,卡脖旱动态预警模型预测基本准确率普遍介于80%~100%。各分区玉米生长季干旱等级预警模型的平均预测基本准确率均超过90%,不同发育阶段干旱等级预警效果东部优于中西部。对于2020年玉米干旱过程,春旱预警模型预测准确率为55.7%~78.7%,卡脖旱预警模型预测准确率为60.7%~80.3%;模型预警等级与实际旱情发生等级基本一致的准确率在91%以上,说明基于Bayes判别的玉米干旱等级预警模型在吉林省应用效果较好。
1981-2015年东北地区寒潮事件变化特征
王晓伟, 李晓玉, 史雯琪, 谷佳桐, 赵海根, 孙琛, 游松财
2023, 44(05):  423-432.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.007
摘要 ( 236 )   PDF (7330KB) ( 183 )  
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利用东北地区1981−2015年226个气象台站日最低气温数据,以国家标准《寒潮等级》(GB/T 21987− 2017)为依据,计算35a来各单站不同等级冷空气过程的次数和日数。应用线性回归、气候倾向率等统计分析方法,得出东北地区寒潮事件的年际尺度及月尺度变化特征。结果表明:1981−2015年东北地区寒潮、强寒潮及超强寒潮三种级别寒潮事件,空间分布规律符合高纬度和高海拔地区日数多,低纬度和平原地区日数少的特点,高发地区主要集中在大、小兴安岭和长白山等高海拔地区。研究期内整个东北地区寒潮事件呈减少趋势;寒潮及强寒潮主要呈低纬度减少而中高纬度增多的趋势,超强寒潮主要呈减弱的趋势;各月份三种级别寒潮事件年均次数及日数趋势变化幅度小,均在[-1, 1]区间内。1月和5月寒潮事件呈增多趋势,2月和10月呈减少趋势;3月增多区域主要集中在中部地区;4月呈次数减少而日数增加的趋势;9月呈次数增加而日数减少;11月寒潮事件主要呈中高纬度增加而低纬度地区减少的特点;12月与11月变化趋势相反,主要呈中低纬度增加而高纬度减少的趋势。
南方地区大棚种植非洲菊高温热害风险区划
姜雨函, 罗靖, 杨再强, 郑艳姣
2023, 44(05):  433-444.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2023.05.008
摘要 ( 246 )   PDF (2665KB) ( 147 )  
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以非洲菊“里奥内格罗”(Gerbera jamesonii Bolus, Rionegro)为研究对象,采用人工控制试验,以日/夜气温28℃/18℃为对照(CK),对非洲菊进行动态高温(32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃)和持续时间(4d、6d、8d和10d)处理,测定不同处理下非洲菊叶片的光合特性、荧光特性和衰老特性相关生理指标。依据相关性分析和主成分分析结果,构建适用于中国南方地区的设施非洲菊高温热害等级指标,并结合1990−2019年366个站点的气象资料和温室大棚小气候资料,利用BP神经网络模拟南方地区温室内日最高气温,以此开展南方非洲菊种植区大棚栽培高温热害风险区划。结果表明:(1)通过主成分分析提取Pn、Pmax、PItotal、Fv/Fm和POD作为关键指标构建设施非洲菊高温热害胁迫指数(HSI),将其分为轻度(0.2<HSI≤0.4)、中度(0.4<HSI≤0.6)和重度(HSI>0.6)三个等级,并以此确定其高温热害胁迫气象指标。(2)1990−2019年南方地区非洲菊种植区轻度高温热害爆发频率在0.19~0.90,以四川和云南东部及其以西地区居多;与轻度高温热害相比,中度高温热害在整个南方地区发生频率有所下降,主要发生在广西和广东地区,最高频率可达0.54。重灾发生频率也明显低于轻度,在0~0.58。(3)1990−2019年设施非洲菊高温热害在南方地区总体呈现南高北低的趋势,其中重庆、湖北、湖南、江西、广西、广东、福建和浙江等地,较大范围内为高风险区,而四川盆地以及云南东部和西部地区风险较低。其他区域为设施非洲菊高温热害中风险区。