气候变化对华北地区冬小麦水分亏缺状况及生长的影响

根据多点多年气象资料、作物发育期资料和土壤水文资料，计算了未来气候变化情景下华北冬小麦主产区小麦不同发育阶段和全生育期内水分亏缺量的变化。结果表明，气温升高时小麦水分亏缺状况变差，亏缺量等值线南移，引起小麦气候适宜区范围缩小，减产额加大，产值降低，用于额外灌溉的生产费用增加。     

河南省冬小麦灌溉需水量及年型特征

本文以麦田水分平衡为基础,系统分析了冬小麦需水量、生育期降水量和底墒水储藏量3个分量的变化及其对冬小麦灌溉需水量的影响.不同气候年型冬小麦生育期降水量和前一年夏季降水量对冬小麦灌溉需水量有很大的影响.分析结果表明,河南省冬小麦灌溉需水量等值线基本上呈纬向分布,自南向北逐渐增大.正常年零值线大体位于卢氏、嵩县、许昌、鄢陵、柘城至永城一线.在此线以北必须进行灌溉,其灌溉量愈向北愈大,从50-100 mm到 100-200 mm;零值线以南,不需要灌溉.丰水年零值线大约向北移动0.5～0.8个纬距,全省灌溉面积和灌溉量明显减小,零值线以北灌溉量约为50-150 mm;歉水年零值线南移,与正常年相比,大约向南移动1.0～1.5个纬距,灌溉面积和灌溉量明显增大,自零值线向北,灌溉量分别为50-100、100-200 和200 mm以上.     

Agrometeorological study of crop drought vulnerability and avoidance in northeast of Iran

Drought is one of the crucial environmental factors affecting crop production. Synchronizing crop phenology with expected or predicted seasonal soil moisture supply is an effective approach to avoid drought impact. To assess the potential for drought avoidance, this study investigated the long-term climate data of four locations (Bojnourd, Mashhad, Sabzevar, and Torbat Heydarieh) in Khorasan province, in the northeast of Iran, with respect to the four dominant crops (common bean, lentil, peanut, and potato). Weekly water deficit defined as the difference between weekly precipitation and weekly potential evapotranspiration was calculated. Whenever the weekly water deficit was larger than the critical water demand of a crop, the probability for drought was determined. Results showed that Sabzevar has the highest average maximum temperature (24.6 °C), minimum temperature (11.7 °C), weekly evapotranspiration (32.1 mm), and weekly water deficit (28.3 mm) and has the lowest average weekly precipitation (3.8 mm). However, the lowest mean maximum temperature (19.7 °C), minimum temperature (6.9 °C), weekly evapotranspiration (22.5 mm), and weekly water deficit (17.5 mm) occur in Bojnourd. This location shows the shortest period of water deficit during the growing season for all crops except potato, which also experienced drought at the end of the growing season. Sabzevar and Torbat Heydarieh experienced the highest probability of occurrence and longest duration of drought during the growing season for all crops. The result of this study will be helpful for farmers in order to reduce drought impact and enable them to match crop phenology with periods during the growing season when water supply is more abundant.     

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。     

气候变化对河南省灌溉小麦的影响及对策初探

灌溉是河南省冬小麦最重要的种植管理模式。在DSSAT-CERES小麦模型参数调试和区域适用性验证的基础上,利用区域气候模式PRECIS输出的未来气候情景资料,量化分析了2021—2050年河南省灌溉条件下冬小麦产量的可能变化,结果表明:若不采取其他措施,未来A2,B2两种温室气体排放情景下,河南省冬小麦产量平均减少5%左右,A2情景减产率略高于B2;随着产量降低,产量波动区间略有缩小,但25%~75%的稳产区间也相应缩小,且B2情景下更容易出现极端低产的年份;冬小麦水分利用效率相应降低。采取适当应对措施,如延迟播种期、减小种植密度等有利于提高产量或缓解减产趋势。     

京津冀鲁豫地区小麦优化灌溉的农业气候依据

根据巩县和泰安4年小麦水分试验资料,分析确定了冬小麦最佳耗水量。从充分利用自然降水和土壤贮水角度出发,分析了影响麦田水分状况的各种因子,得出全生育期水分供需差。进而根据小麦阶段耗水的差异和麦田水分动态分析,确定了小麦适宜灌溉期。在上述基础上得出该区小麦优化灌溉方案,通过大面积推广应用,证明该方案可行,具有重大经济效益。     

利用时域反射仪测定的土壤水分估算农田蒸散量

简要介绍了时域反射仪（TDR）测定土壤含水量的原理和方法,根据TDR实测的土壤水分和农田水量平衡原理,估算了冬小麦生育期内不同供水条件下的农田蒸散量,探讨了TDR探针不同埋设方式对测定土体贮水量以及对估算的农田蒸散量的影响,根据充分供水区测定的最大可能蒸散量、非充分供水区的实际蒸散量,以及用气象资料计算的参考作物蒸散量,分别计算了冬小麦生育期内的作物系物Kc和土壤水分胁迫系数Ks。     

内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究

作物系数曲线是估算作物生长季耗水量变化的重要参数。基于2013年4—9月内蒙古巴彦淖尔市临河区田间水分试验和1994—2013年气象站观测资料,利用水量平衡法反求春玉米作物系数,分析生长季内的变化规律, 建立动态模拟方程,并与联合国粮农组织 (FAO) 分段直线法结果进行比较, 提出胁迫条件下作物系数的叶面积修正方法。结果表明:玉米作物系数随发育进程可用三项式曲线描述,变化趋势与产量水平无关, 但随产量增高而变幅增大;以出苗后相对积温为时间变量建立模拟方程效果较好,决定系数 (R2) 均在0.92以上;模拟计算出各站点最大 (1.30~1.48) 和平均 (0.831~0.919) 作物系数,与FAO分段直线法计算的典型值和区间值基本一致,生长中期平均相对误差为3.4%~7.2%;提出利用相对叶面积指数修正作物系数的计算方法;通过2014年实例检验,土壤水分模拟值与实测值的平均相对误差为6.3%,相对误差小于15%的占95.8%。     

气候变化对我国小麦发育及产量可能影响的模拟研究

利用随机天气模型, 将气候模式对大气中CO₂倍增时预测的气候情景与CERES-小麦模式相连接, 研究了气候变化对我国冬小麦和春小麦生产的可能影响.结果表明, 气候变化后小麦发育将加快, 生育期缩短, 冬小麦平均缩短7.3天, 春小麦平均缩短10.5天, 春小麦生育期缩短的绝对数和相对数均大于冬小麦.籽粒产量呈下降趋势, 冬小麦平均减产7%~8%, 雨养条件下比水分适宜时减产幅度略大.春小麦的减产幅度大于冬小麦, 水分适宜时平均减产17.7%, 雨养时平均减产31.4%.     

气候变暖对黄淮海地区小麦产量可能影响的模拟试验

本文分析了黄淮海地区小麦生育期内不同时段的温度、降水与产量的关系,分别得到了不同类型的偏回归系数曲线。在此基础上,进行了不同季节温度升高对小麦产量的影响及温度、降水同时变化综合影响的模拟试验。结果表明,各地不同季节气候变暖对小麦产量的影响不同:北部、中部地区秋季、冬季变暖将导致增产,春季减产;而南部地区则秋季、春季将减产,冬季增产(河南南部略有不同)。降水量变化对各地各季气候变暖产量效应的迭加作用不同:北部、中部地区秋、冬季降水有利于增产,春季降水对减产略起缓解作用;南方各季降水过多均对小麦不利。总的说来,大部分地区若小麦生育期内气候变暖变湿,将有利于增产,但南部地区降水过多有不容忽视的负作用。     

Growth and yield of rainfed wheat on the seasonally dry Aegean Islands

Summary The effects of water regime on the rate of growth, the growing period and the yield of a winter wheat crop in the summer-dry climate of Aegean Islands are examined. It is shown that wheat growing period is significantly restricted by either, unfavourable weather conditions at planting (coinciding with the start of rains), or by early soil moisture depletion at the end of the wet season. The probability of a successful early planting, which is conditional on a considerable pre-planting rainfall not being following by a long (10-day) dry spell, is estimated by recurrence relationships. Farmers on the driest (south) islands will have a 25% risk for unsuccessful planting before November 14. Evapotranspiration rates, estimated by the Penman-Monteith equation, are optimum for crop growth for about two months after wintering. The growing season on average comes to an end by the end of spring (soon after anthesis), when the available soil moisture. (estimated by a simple water balance equation) drops to zero.The water shortage, especially during the grains-filling period, may reduce yields by up to 75%, depending on the length and severity of the soil moisture deficit at the site. Reliability and distribution of rainfall suggest that the risks of water deficits in rainfed cropping vary across the region. In order to minimise yield losses from crop failures, farmers should adjust areas sown each year according to the date when the wet season starts.With 10 Figures     

干旱综合防御技术对小麦生长和产量的影响

1998年10月至2000年6月进行的冬小麦大干旱综合防御技术集成试验表明，充足的底墒水、深耕、秸杆翻压还田、秸杆覆盖、喷施防旱剂和有限灌溉等是防御冬小麦干旱、减少土壤水分无效消耗的有效措施，对小麦叶面积、干物重和产量形成有明显的影响。综合运用以上措施，可使冬小麦叶面积、干物重和产量形成有明显的影响。综合运用以上措施，可使冬小麦增产10％以上，水分利用效率提高30％以上，每公顷增收节支500－800元。     

不同水分处理下南京地区冬小麦耗水量特征及其模拟

通过对冬小麦设定的5个生育期分别进行不同程度的水分肋迫试验。结果表明，全生育期内，冬小麦耗水量呈双峰型，且随土壤湿度的增加而增大。本文利用了气象和作物观测资料对不同水分条件下的冬小麦耗水量进行了模拟，并用实测资料进行验证，效果令人满意。     

遥感信息结合植物光合生理特性研究区域作物产量水分胁迫模型

首先给出利用遥感信息结合作物光合生理特性研究作物产量水分胁迫模型的一般性概念,然后论述作物产量水分胁迫模型中作物蒸散和光合作用的关系.建立以作物蒸散为显参的作物产量水分胁迫模型;对模型的参数给出求解公式,利用遥感信息反演模型参数.最后利用发展的作物产量水分胁迫模型对华北平原典型区进行作物产量填图,将本模型与作物产量经验模型的1997年计算结果进行比较,发现本文发展的模型有可比的精度.     

几种农业防旱措施及其集成的试验研究

通过 1 997～ 1 999年在河北省衡水半干旱地区对冬小麦进行耕作、覆盖、底墒和补水灌溉等综合应变防御技术田间试验研究 ,在拔节期以有限水分胁迫效益指标 ( 55% )为依据 ,制定出脯氨酸含量大于 0 .30 g/ 1 0 0 g为小麦受旱的生化指标 ;选取土壤水分、叶面积系数、生物量、补水量、水分利用效率等小麦受旱程度的特征量进行综合分析 ,得出了平均每实施一项抗旱技术 ,可使小麦增产 4.3% ,以深松 覆盖 足墒综合配套技术增产效果最明显 ,可增产 2 7.0 % ,水分利用效率达到 2 0 .1 kg/ ( mm· hm2 ) ,其次是深松 覆盖 欠墒综合配套技术     

中、高温室气体排放情景下2069~2098年中国冬小麦气候适宜种植分区对比北大核心CSCD

基于温度、降水、光照等指标,通过利用区域气候模式所预估的分辨率为1°(纬度)×1°(经度)的未来气候预估数据,对1981~2005年的基准期和RCP4.5、RCP8.5两排放情景下2069~2098年中国热量资源以及冬小麦种植界限、理论生育期和气候适宜种植分区的空间分布特征进行了对比分析。研究主要结论为:与基准期相比,两未来气候变化情景下我国热量资源、冬小麦种植条件与气候适宜性差异显著。且相比于RCP4.5情景,在RCP8.5情景下中国2069~2098年多数地区热量资源增加、冬小麦种植北界和南界北移东扩、可种植面积扩大,多数区域理论适宜播种期推迟、理论成熟期提前、潜在生长季缩短,且潜在生长季内的光—温—水配置使得冬小麦气候适宜性有所提高。但由于冬小麦为喜凉作物,对高温胁迫非常敏感,RCP8.5情景下更多的极端高温天气和不对称增温等因素带来的负面影响很可能抵消前述光—温—水配置所带来的有利影响,从而降低冬小麦的种植适宜性。因此,未来研究工作仍应致力于减缓气候变化,以保障我国粮食生产的安全。     

华北冬小麦-夏玉米两熟区干旱特征分析

研究华北冬小麦一夏玉米主要生长季的干旱时空特征,可为全球气候变暖背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据。利用华北5省（市）64个气象台站1961-2010年逐日降水资料,以降水负距平或降水量表征的干旱指标,通过经验正交分解法提取了冬小麦、夏玉米全生育期和关键生长阶段的特征向量和时间系数,分析了干旱频率、站次比及干旱强度的变化特征,并通过构建冬小麦-夏玉米轮作期综合干旱指数,探讨了华北地区农业干旱的总体状况。结果表明：EOF分解的前4个模态提取了60％以上作物干旱的主要时空分布信息,冬小麦主要生长季收敛效果优于夏玉米;冬小麦全生育期、苗期及拔节-抽穗期干旱的高强度中心主要分布在冀中南、豫北及鲁西北地区,而灌浆-成熟期干旱则以豫东为中心;夏玉米全生育期干旱的高强度中心主要位于冀南和鲁北地区,初夏旱以冀北大部为高强度区,而卡脖旱以豫西和鲁南为高强度区。从时间系数和区域干旱强度及站次比的时间变化趋势看,冬小麦全生育期干旱、灌浆-成熟期干旱及夏玉米初夏旱、卡脖旱均表现为递减趋势,但未通过显著性检验,而冬小麦播种期、拔节-抽穗期干旱,以及夏玉米全生育期干旱为不显著的递增趋势。整个冬小麦-夏玉米轮作期干旱威胁较高的地区主要位于京津局部、冀中南、豫北和鲁北等地区。     

基于WOFOST模型的河北省保定市冬小麦最佳灌溉方案研究

利用WOFOST模型对保定地区冬小麦不同年型灌溉方案进行模拟分析,确定最佳灌溉量及灌溉时间,力争灌溉效益最大化,对缓解农业生产和水资源匮乏的尖锐矛盾尤显重要。文章以河北省保定市为例,应用WO)FOST模型对不同降水年型的2003/2004、2005/2006和2008/2009年3个代表生长季,分别进行一次灌溉、两次灌溉、三次灌溉的不同灌溉方案进行模拟,试图揭示冬小麦产量随灌溉时间及灌溉量的变化规律,选择最佳灌溉方案,为干旱缺水的河北省保定市小麦节水、高产提供理论依据。模拟研究结果表明:在冬小麦全生育期中最佳灌溉时期为拔节—孕穗期和抽穗—灌浆期,这两个时期的灌溉对产量的贡献率最高。与此同时,总结出了既可以满足冬小麦生长又可以获得较大经济效益的两次灌溉及三次灌溉的最佳灌溉方案。     

Crop yield response to economic, site and climatic variables

This paper examines the effects of climatic and non-climatic factors on the mean and variance of corn, soybean and winter wheat yield in southwestern Ontario, Canada over a period of 26 years. Average crop yields increase at a decreasing rate with the quantity of inputs used, and decrease with the area planted to the crop. Climate variables have a major impact on mean yield with the length of the growing season being the primary determinant across all three crops. Increases in the variability of temperature and precipitation decrease mean yield and increase its variance. Yield variance is poorly explained by both seasonal and monthly climate variable models. Projections of future climate change suggest that average crop yield will increase with warmer temperatures and a longer growing season which is only partially offset by forecast increases in the variability of temperature and rainfall. The projections would also depend on future technological developments, which have generated significant increases in yield over time despite changing annual weather conditions.     

甘肃西峰地区麦田蒸散研究

分析了西峰站连续四年的作物发育状况和土壤湿度的观测资料,得出了麦田蒸散耗水的基本规律。探讨了影响小麦生长发育和产量形成的关键需水期。提出作物耗水特性系数的概念,并以此评判冬小麦发育期水分的供需状况,得出两年度冬小麦产量偏低的原因在于拔节－成熟期耗水特性系数明显偏小。建议及时灌孕穗水降低不孕小穗率,灌灌浆水提高小麦重粒重。