东北地区玉米冷害指数时空分析

选取东北地区气象观测站1966—2013年的气象资料以及玉米生育期资料,计算玉米4个生育阶段的冷害指数,并对冷害指数进行EOF时空分解,分析了东北地区玉米低温冷害的时空分布规律.     

1951—2010年东北地区玉米及水稻低温冷害统计分析

利用东北地区163个观测站1951—2010年的逐日平均气温、≥10℃积温资料,根据《中华人民共和国气象行业标准水稻、玉米冷害等级》(QX/T101—2009)划分标准,对历年东北地区玉米及水稻低温冷害进行统计分析,结果表明,障碍型低温冷害发生率呈增加趋势,延迟型冷害呈减少趋势。     

东北地区活动积温和极端持续低温的时空分布特征及其对粮食产量的影响

低温冷害是制约东北地区粮食产量的主要气象因素,了解低温冷害的演变规律及其对粮食产量的影响对于防灾减灾、合理搭配农作物品种熟期具有重要的指导意义。应用东北地区73个气象站1960—2004年温度资料以及ArcGIS地理信息系统技术和谐波分析方法,分析了≥10℃活动积温和持续低温指数的时空分布特征,评价了其对粮食和水稻产量的影响。结果表明,活动积温表现出由南向北、由西向东减少的趋势,持续低温指数表现出由南向北、由西向东增加的趋势。谐波分析表明,东北地区活动积温存在着明显的2.5~4a的周期振荡,持续低温指数主要表现为2.5~5a和10a左右的周期振荡。粮食产量的波动带有明显的活动积温和持续低温指数的信息,纬度越高,粮食产量受活动积温的影响越大,受持续低温指数的影响越小。活动积温是制约东北地区粮食和水稻产量的最主要因素,但持续低温指数的影响也不容忽视,持续低温指数每增加1d,会导致辽宁、吉林、黑龙江水稻平均单产分别下降6.2%、5.8%和2.1%。     

温度变化对东北春玉米生长发育速率的影响

为了明确当代农业和气候变化条件下气温对玉米生长速率的影响,在吉林省榆树市开展玉米分期播种试验。试验采用3个品种和3个播种期,进行玉米发育期和温度等项观测。结果表明,温度对玉米各阶段生长速率的影响呈显著的线性关系,平均气温提高1℃,出苗速率提升18%,幼苗生长速率提升7%～8%,出苗至乳熟期生长速率提高13.2%左右,生殖生长和灌浆成熟速率提升8%。在出苗至成熟期间(主要生长季),如果平均温度每升高1℃,生长速率提升17.0%,生育期可以缩短14 d左右,则玉米低温冷害将减轻,可以采用更晚熟的玉米品种,从而提高单产。因此,东北地区夏半年气候变暖对玉米生产是有利的。     

春玉米最大叶面积指数的确定方法及其应用

玉米叶面积指数达到最大时光合产物基本停止向营养器官分配,是玉米进入生殖生长阶段的标志.对锦州农田生态系统野外观测站2005-2011年多品种的春玉米大田试验资料分析发现春玉米最大叶面积指数出现于吐丝后2周左右,提出了春玉米叶面积指数达到最大时的积温指标,即播种至叶面积指数最大时的≥10℃有效积温为1085.3℃·d和(或)出苗至叶面积指数最大时的≥10℃有效积温为1010.4℃·d.在此基础上,采用修正的Logistic方程构建了春玉米相对叶面积指数动态普适模型.研究结果为准确模拟春玉米叶片生长及光合产物分配提供了依据.     

玉米抗低温灾害调控技术研究进展

东北地区是中国春玉米的主产区,低温冷害成为高纬度地区玉米减产的重要气象因子。低温冷害不仅影响玉米生理代谢过程,在玉米有机物质积累方面也有抑制作用。因此,减少低温灾害对玉米产量影响成为实现玉米高产稳产的重要方向之一。笔者从玉米抗低温调控技术进展角度出发,综述了低温冷害影响玉米生长发育机制、玉米低温胁迫下发芽相关因素、如何通过调控技术防御冷害对于玉米生长发育影响以及中国在玉米冷害研究领域未来发展方向与新趋势,可为玉米抗低温冷害研究提供理论依据。     

廊坊市夏玉米干旱气象保险指数研究——以霸州市为例

利用廊坊市霸州市农业气象观测站点1980—2018年的逐日气象资料和1993—2018年夏玉米产量资料,基于水分亏缺率构建夏玉米干旱气象指数,通过分析夏玉米干旱气象指数与相对气象产量之间的关系,构建夏玉米灾损模型,提出夏玉米干旱保险赔付标准,厘定干旱保险纯费率,设计夏玉米干旱气象指数保险产品。结果表明,在拔节期至乳熟期内发生干旱对夏玉米产量影响最大,选取拔节期至乳熟期和全生育期的干旱气象指数进行灾损分析,构建减产率模型,将夏玉米分为轻旱、中旱、重旱和严重干旱4个等级。设计夏玉米干旱保险赔付标准,起赔标准为干旱气象指数40%,在拔节期至乳熟期保险费率为5.6%,保费357.6元/hm~2,全生育期保险费率6.5%,保费395.7元/hm~2。     

玉米抗寒栽培技术

低温冷害在春播地区最为明显,东北地区大致有规律性地每隔3-5年发生1次低温冷害。春玉米遇到低温冷害年份,一般减产20％～30％,严重时可减产40％～50％。玉米抗寒栽培技术总括起来是选用高产适宜的品种,催芽适期早播,深松土,早管理,以提早出苗,争取热量,缩短播期,促进早熟高产。一般增产20％～40％。已大面积推广应用。     

滇东北农业低温冷害风险度空间分异研究

在总结国内外关于灾害风险研究的基础上,以滇东北地区为案例,通过分析农业低温冷害自然致灾风险值和承灾体易损度指数,构建滇东北地区农业低温冷害综合风险度评价模型.对农业低温冷害综合风险度进行分级,并利用GIS技术绘制滇东北地区农业低温冷害综合风险区划图;最后,借用交通网络结构的测量参数对自然致灾风险区、易损度等级区及综合风险区进行空间结构分析,且对低温冷害系统内部一些要素进行关联性分析.结果表明,滇东北地区缺失农业低温冷害综合风险的较高风险区,存在极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区4个风险等级区;综合风险度呈现自中部分别向北部、南部逐渐减弱的空间态势;从各级风险区空间结构分析,分散指数越小,表明区域内部不同等级区之间的破碎性越小、连通度越高,同一等级区的连片分布特征越明显.     

东北地区玉米主要气象灾害风险评价与区划

【目的】东北地区是中国重要的粮食生产基地,冷害、干旱、涝害是造成该地区玉米产量不稳定的主要气象灾害,本文旨在准确、定量评估东北玉米不同发育阶段和生育期主要气象灾害风险,为区域农业生产规划、气象灾害的预防和减轻提供科学依据。【方法】基于自然灾害风险理论和农业气象灾害风险形成机理,利用构建的东北玉米发育阶段主要气象灾害风险评价指标体系、发育阶段及生育期主要气象灾害风险评价模型,对播种-七叶、七叶-抽雄、抽雄-乳熟、乳熟-成熟4个发育阶段冷害、干旱、涝害的危险性,承灾体的暴露性和脆弱性,人类防灾减灾能力4要素分别进行评价,对发育阶段及生育期主要气象灾害风险进行评估,利用系统聚类方法对评价结果进行区划。【结果】发育阶段冷害危险性大致由西向东递增,基本呈带状分布,生育早期,冷害危险性中高值区主要分布在长白山地和黑龙江东南部;生育后期,冷害危险性中高值区主要位于长白山地、黑龙江研究区东南及北部地区。4个发育阶段干旱危险性均大致由东向西或由东南向西北递增,呈带状分布。发育阶段涝害危险性具有明显的区域差异,辽宁东南部为涝害易发区,播种-七叶,整个研究区涝害危险性较低,发生涝害的可能性较小;后3个发育阶段,涝害危险性高值区主要分布在辽宁东南部。播种-七叶,主要气象灾害风险呈东北-西南走向的带状分布,中低值区分布在东北地区中部,中高值区主要分布在东北地区西部和东部。七叶-抽雄,主要气象灾害风险基本由东北向西南方向递增,中低值区主要分布在黑龙江、吉林中部和东北部,中高值区主要分布在东北地区西部、吉林东南部、辽宁东部和南部,抽雄-乳熟、乳熟-成熟及生育期,主要气象灾害风险基本由东向西递增,中高值区主要位于黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁大部分地区。播种-七叶,主要气象灾害高风险区分布在青冈、东宁、白城、乾安、长白,大部分地区为中等风险;七叶-抽雄,高风险区分布在辽宁东南部的宽甸、岫岩、庄河;前两个发育阶段,高风险区零星分布或者区域面积较小。抽雄-乳熟、乳熟-成熟及生育期,高风险区域面积增大,呈片状分布在黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁东部的宽甸、岫岩。【结论】东北玉米不同发育阶段和生育期冷害、干旱、涝害主要气象灾害风险呈不同的分布形式。前两个发育阶段高风险区域较小;后两个阶段及生育期,高风险区域面积增大,呈片状分布在黑龙江研究区西部、吉林西部及辽宁东部的宽甸、岫岩。     

三江平原春玉米低温冷害发生规律及防御措施

经多年对三江平原冷害发生的规律。不同生育期对低温的反应及低温对玉米生理。产量的影响等研究。并分析三江平原宝清，佳木斯，汤原等典型市县历年气象资料及玉米产量因素。结果表明：三江平原玉米低温冷害每3-4年发生一次，气象概率为28%；严重低温冷害每5年发生一次，低温冷害类型为延迟型；低温冷害的敏感期为6月份低温；低温降低种子的发芽势和发芽率，显著抑制植株的营养生长。延迟生育，降低了粒干物质积累速率，玉米减产22.5%-34.3%。玉米低温冷害主要防御措施为选用早熟品种。适时早播，催芽座水，地膜覆盖，育苗移栽，科学施肥，加强田间管理等。     

气象灾害对朝阳市玉米生产的影响及防御对策

本文根据朝阳市相关气象资料及气象灾情资料,对干旱、冰雹、暴雨洪涝、低温冷害等朝阳市经常出现的气象灾害的特点及对玉米生产造成的影响展开分析,并提出相关防御对策,以期为农业生产提供参考。     

基于实际生育期的东北地区玉米气候生产潜力研究

应用1981-2006年中国东北三省30个农业气象观测站玉米生育期资料和玉米种植区内1961-2006年70个气象台站的气象资料,统计分析了东北三省玉米主要发育期的变化特点,研究了东北地区玉米实际生长期间的气候生产潜力的变化特征,结果表明:东北地区玉米各生育期呈现自西南—东北方向逐步推进的趋势;东北地区玉米光合生产潜力、光温生产潜力均呈现由西向东、由北向南递减的趋势,而气候生产潜力呈现由西南向东北逐渐递减的趋势.46年来东北地区光合生产潜力、气候生产潜力呈逐年减少的趋势,而光温生产潜力辽宁、吉林呈现逐年减少的趋势,黑龙江呈现增加趋势.从年代际来看,东北地区玉米气候生产潜力在20世纪60年代最高,进入90年代后显著减少,2001年后进入气候生产潜力的最小时期.在玉米生产中应根据热量资源增多的特点,适当扩大晚熟型玉米种植面积,延长生长期,采取水分调控等措施提高玉米的综合生产能力.     

基于信息扩散理论的山东省日光温室番茄低温冷害风险评估

基于1984年至2013年山东省设施农业生产季(每年10月至次年4月)自动气象观测站资料及2007年至2014年日光温室小气候自动观测站资料,结合日光温室内番茄低温冷害等级指标,利用80%保证率方法,统计分析得到了日光温室外番茄低温冷害等级指标;应用该指标,对近30年山东省日光温室番茄低温冷害进行统计分析,结果表明,低温冷害主要发生在12月、1月及2月;引入信息扩散理论,通过Matlab程序编写,计算得到了全省122个县站不同低温冷害等级下不同发生时间长度的风险概率值;利用Arc GIS绘制得到全省低温冷害发生风险概率分布图。     

中国东北地区低温冷害研究进展与展望

围绕着东北地区的主要农业气象灾害——低温冷害,系统回顾了我国东北地区低温冷害的研究进展。主要针对冷害的类型和指标等概念,对形成我国东北地区夏季低温的环流特征、影响因子,低温冷害的预测、预报和防御等方面做了总结并进行了展望。     

催芽断根技术在玉米生产中的应用

介绍了玉米催芽根栽培技术。采用该项技术可缩短玉米播种至出苗时间，幼苗健壮，抗低温冷害能力明显提高，增产增收。     

基于气象条件的辽宁省玉米种植结构调整分析

为政府部门制定农业生产决策提供气象服务支持，利用1992—2018年辽宁省玉米产量及生育期气象观测资料，采用统计分析法分析辽宁省及各市玉米产量和生育期气候条件特征，评估玉米生育期内气象灾害发生风险。结果表明：辽宁省玉米的多年平均产量及播种面积均占当地粮食总产及播种总面积的60%以上；各市玉米单产变化波动较大。辽宁省的气象灾害主要有冷害和干旱，1996—2010年辽宁省发生中度低温冷害3次，未发生严重和轻度低温冷害；辽宁省干旱灾害风险较大，以辽西地区最为突出，干旱易发地区主要集中在辽西、辽北及辽南部分地区。根据玉米供给侧改革需求，结合气象条件背景，建议将辽宁省主要玉米产区按玉米优势种植区（沈阳、铁岭、辽阳、鞍山）、辽西抗旱作物种植区（朝阳、阜新、锦州、葫芦岛）、辽南大豆薯类种植区（营口和大连）及水果种植区（朝阳市、葫芦岛建昌、辽东半岛特色种植区）进行种植结构调整。     

近35年吴桥县夏玉米水分亏缺变化趋势分析

为探讨自然降雨和有限灌溉条件下提高夏玉米的产量和水分利用效率。本研究利用1981—2015年吴桥气象数据和SIMETAW模型,分析黑龙港流域夏玉米全生育期及播种-出苗、出苗-拔节期、拔节-吐丝期和吐丝-成熟期4个生育阶段的有效降水量、需水量、降水耦合度和水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势,同时分析水分亏缺对夏玉米产量的影响。结果表明:1)近35年来夏玉米全生育期水分亏缺指数呈不显著下降趋势;降水耦合度呈不显著上升趋势;需水量呈显著上升趋势。生育期延长是夏玉米需水量上升的主导因素,30年来生育期延长20多天;2)夏玉米全生育期干旱程度主要为无旱和轻旱,概率分别为51.43%和45.71%,播种-苗期和吐丝-成熟期水分亏缺指数最高;3)一般年份,夏玉米需水量与降水耦合度高,降水基本能满足夏玉米生产;水分亏缺严重的年份,应在吐丝-成熟期补灌1次。     

中国北方地区春玉米干旱的时间演变特征和空间分布规律

【目的】研究北方地区春玉米各生育阶段干旱年代际演变特征及空间分布规律。【方法】基于研究区域1961—2010年291个气象站点的逐日气象资料以及春玉米生育期资料,利用农业干旱指标作物水分亏缺指数（CWDI）,明确了研究区域春玉米干旱的年代际演变特征及空间分布规律。【结果】西北地区春玉米水分亏缺指数年际间波动平稳,华北和东北地区在20世纪80和90年代波动较为剧烈;华北地区春玉米水分亏缺指数在抽雄—成熟阶段明显低于其余两个阶段,东北、西北地区各生育阶段变化不明显;华北中部地区干旱等级的年代间波动明显。北方地区春玉米干旱等级和干旱发生频率的空间分布均呈现西高东低、北高南低的形势,西北地区最高、华北地区次之,东北地区最低;各旱级干旱频率的空间分布以特旱和轻旱最为明显,其中特旱主要集中发生在新疆大部、甘肃北部、内蒙古西北部等地区,发生频率在3年2遇以上,而轻旱主要集中在东北大部、华北大部以及西北东南部地区,发生频率在5年1遇以上。中旱和特旱主要集中发生在华北地区以及西北东部地区,频率均在5年1遇以上,并且随生育阶段更替有减轻的趋势。【结论】北方地区春玉米农业干旱指标CWDI年代间波动以华北、东北地区较为剧烈,且从20世纪80年代以来波动有上升的趋势。干旱的等级和频率空间分布均呈现明显的东西向分布。各旱级中特旱频率呈西高东低分布,生育后期在区域上呈扩大趋势,轻旱频率呈东高西低分布,生育后期有加重趋势,中旱和重旱频率呈中高东西低分布,生育后期在区域和程度上均呈下降趋势;生育阶段间旱级变化敏感的区域主要是新疆北部和华北中部地区。     

东北地区春玉米临界氮浓度稀释曲线的建立和验证

过量施氮是目前玉米栽培中存在的普遍现象,基于临界氮浓度稀释曲线计算得出的氮营养指数是诊断氮营养丰缺的重要手段。基于东北地区4个生态点的试验数据,构建了东北地区春玉米临界氮稀释曲线,并在此基础上建立了氮营养指数模型和需氮量模型,结果表明,东北地区春玉米地上部临界氮浓度与生物量符合幂函数关系。利用独立试验资料对建立的临界氮浓度稀释曲线进行检验,发现基于临界氮浓度稀释模型计算的氮营养指数可以准确诊断玉米植株的氮营养状况,并计算出实时的氮素需求量。该研究建立的东北地区春玉米临界氮稀释模型可以为该地区春玉米的氮营养诊断和动态调控提供较好的理论和技术指导。