通过改变陆—气界面的地表水热交换，农田管理变化是气候变化的重要反馈过程之一。华北平原玉米的播种期和有效积温发生了规律性变化，改变了叶面积指数(LAI)、地表反照率(α)、净辐射(R_n)、潜热(LH)和冠层温度(T_c)等，成为区域气候变化的重要反馈过程。论文利用SiBcrop模型模拟3种玉米情景(春玉米、夏玉米、潜在玉米)下的LAI、α、R_n、LH和T_c的季节动态。结果表明，春玉米具有早播种、早收获、早LAI峰值的特征；夏玉米具有晚播种、晚收获、晚LAI峰值的特征；潜在玉米具有早播种、晚收获、高LAI的特征。模拟情景之间LAI差异为±2.5 m~2·m~(-2);T_c差异为±0.5℃。地表反照率(α)和地表能量分配是决定情景之间T_c差异的决定因素，播种期推迟，以α升高的降温效应为主；有效积温增加，以LH分配增多的降温效应为主。春玉米具有最高的冠层温度，夏玉米和潜在玉米的冠层温度较低且差异很小。研究结果对于促进农田土地管理变化适应和缓解区域气候变化具有一定意义。

为探讨不同播期对不同熟性品种夏玉米生长发育及群体特性的影响,以纪元一号(早熟品种)、郑单958(中熟品种)及农大108(晚熟品种)为试验材料,于2008—2009年在中国农业大学上庄试验站设置3个播期的处理试验。结果表明:夏玉米的生育期随播期推迟而缩短,平均每推迟1d全生育期缩短0.2～0.6d;从早熟到晚熟品种夏玉米生育期缩短表现出加剧的趋势。随播期推迟,早熟与中熟品种的穗位比增大,茎粗降低,但播期对晚熟品种的穗位比与茎粗影响不显著。播种期推迟,夏玉米最大叶面积指数、地上部干物质重量、群体光合势(LAD)及籽粒产量均呈降低趋势,其中晚熟品种的籽粒产量降幅大于早熟品种。晚播与中播相比:农大10...

蚯蚓是最古老的耕耘者,它对于改善土壤结构,提高土壤肥力具有重要作用。农作措施对蚯蚓产生强烈的影响,集约化生产降低农田蚯蚓群体数量,影响土壤质量。本研究旨在弄清我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系下玉米秸秆直立状态还田冬小麦免耕播种(直免)对蚯蚓的影响。结果表明,该地区冬小麦-夏玉米轮作体系下,蚯蚓主要分布于土壤的表层(0~10 cm),表层蚯蚓数量同时受到秸秆管理和耕作措施的影响,直免上层数量与下层数量的差异较大;在10~20 cm土层,蚯蚓数量主要受耕作措施的影响;玉米秸秆直立还田免耕播种冬小麦能显著提高土壤蚯蚓数量;蚯蚓数量季节性变化明显,9-10月份是该地区小麦玉米轮作体系下的高峰期。秸秆...

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。

在中国科学院封丘试验站通过3年(2008-2010年)8个夏玉米品种在3个种植密度下的田间试验,研究了品种和种植密度对夏玉米产量及水分利用效率的影响,旨在探讨通过品种和密度优化组合进一步提高作物产量和水分利用效率的潜力。品种和密度对夏玉米产量产生了明显影响,并且存在着年际之间的巨大波动。产量最高和最低品种相差1 050～1 500 kg/hm2,不同品种对密度的反应有所差异,一般60 000～67 500株/hm2的种植密度产量高于75 000株/hm2的密度产量。玉米生长期间光照条件对产量产生了显著影响,2010年玉米生长期间日照时数为多年平均的56.6%,产量比光照条件好的2009年产量降...

生态系统呼吸在陆地生态系统碳循环中占有重要地位,是碳循环中仅次于生态系统总初级生产力的第二大通量组分。除温度和水分外,生物因子对生态系统呼吸也有着重要的影响。生物因子往往与温度、水分有着相似的季节变化,并且温度还对这些因子有重要的影响,这加深了探讨生物因子对生态系统呼吸影响的难度。复种农田生态系统中生物因子与气象因子季节变化的非同步性为探讨生物因素对生态系统呼吸时间变异的影响提供了有利条件。利用华北平原冬小麦-夏玉米复种农田LAI的季节动态与温度的季节动态存在非同步性这一天然试验条件,本研究通过该农田生态系统连续两年的涡度相关通量观测数据,分析了温度和生物因子对该农田生态系统呼吸季节及年际变化...

由于降雨时空分布不均，我国玉米主产区在播种期经常遭遇季节性干旱，严重限制玉米播种、萌发和苗期生长，与之相适应的灌溉措施有待于完善。本研究以郑单９５８为材料，在控制条件下布置盆栽试验，研究玉米播种期水分胁迫以及播后补水对玉米出苗和根系生长的影响，明确补充灌溉的缓解作用，并确定在不同土壤墒情下播种后的适宜补灌量。本研究设定７个处理：正常供水，轻度水分胁迫下设定湿土点种、播后补灌１５．０ ｍｍ和２２．５ｍｍ蒙头水，中度水分胁迫下设定湿土点种、播后补灌１５．０ｍｍ和２２．５ｍｍ蒙头水。结果表明：１）随着土壤墒情变差，玉米出苗率下降，叶面积和生物量显著减小，根冠比增大，根系的生长受到阻碍。２）播种后浇灌．．．

为确定光温敏无雄穗系玉米育性转换的生态因子，筛选不育特性稳定的两系材料，选择合适的播期进行制种，以光温敏无雄穗系I17、I478、Ptvt3和Ptvt2为材料，以自交系478、B73为对照，在湖南省浏阳市进行田间分期播种试验，对9个播期玉米的雄花育性、雄穗性状、生育期和产量性状等进行分析。结果表明：玉米光温敏无雄穗系育性转换的主要影响因子是苗期的日均高温；I17对环境敏感的时期在V2—V6期间；I478对环境敏感的时期在V2—V4期间；Ptvt3对环境敏感的时期在V2—V4期间；Ptvt2对环境敏感的时期在V2—V5期间；I17适合在播期1、8、9播种，进行自交制种，在第1—6播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；I478适合在播期1、2、8播种，进行自交制种，在第5—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；Ptvt3适合在播期1、8、9播种，进行自交制种，在第2—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；Ptvt2适合在播期1和播期2播种，进行自交制种，在第3—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产。Ptvt3相比I17、I478和Ptvt2具有繁殖产量高、生育期长等优点，且不育特性稳定，适合作为两系不育系进行生产应用。

为确定光温敏无雄穗系玉米育性转换的生态因子，筛选不育特性稳定的两系材料，选择合适的播期进行制种，以光温敏无雄穗系I17、I478、Ptvt3和Ptvt2为材料，以自交系478、B73为对照，在湖南省浏阳市进行田间分期播种试验，对9个播期玉米的雄花育性、雄穗性状、生育期和产量性状等进行分析。结果表明：玉米光温敏无雄穗系育性转换的主要影响因子是苗期的日均高温；I17对环境敏感的时期在V2—V6期间；I478对环境敏感的时期在V2—V4期间；Ptvt3对环境敏感的时期在V2—V4期间；Ptvt2对环境敏感的时期在V2—V5期间；I17适合在播期1、8、9播种，进行自交制种，在第1—6播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；I478适合在播期1、2、8播种，进行自交制种，在第5—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；Ptvt3适合在播期1、8、9播种，进行自交制种，在第2—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产；Ptvt2适合在播期1和播期2播种，进行自交制种，在第3—7播期播种，作为两系不育系进行杂交种子生产。Ptvt3相比I17、I478和Ptvt2具有繁殖产量高、生育期长等优点，且不育特性稳定，适合作为两系不育系进行生产应用。

水足迹概念将水问题拓展到了社会经济领域,是当前测度人类活动对水资源系统影响的理想指标。本文借助水足迹的概念,计算了华北平原地区(河北、北京、天津)小麦、玉米的虚拟水含量及其生长生产水足迹,并就绿水的重要性和灰水对环境的不利影响进行了相关分析。结果显示:2007年华北平原主要地区小麦虚拟水含量为1.054m3/㎏,生长用水以蓝水为主;玉米虚拟水含量为0.808m3/㎏,生长用水以绿水为主;小麦生产水足迹为172×108m3,其中绿水足迹30.85×108m3,蓝水足迹102.5×108m3,灰水足迹38.65×108m3;玉米生产水足迹为173.07×108m3,其中绿水足迹101.06×108...

利用华北平原具有1961—2020年完整时间序列逐日气象资料的55个常规气象站点及11个辐射观测站点的逐日地面观测资料,建立华北平原冬小麦-夏玉米生长季的太阳总辐射的经验公式,从年代际尺度和年际尺度分析冬小麦-夏玉米周年、生长季和关键生育期辐射资源(总辐射、直接辐射、散射辐射和光合有效辐射)的变化特征。结果表明:华北平原太阳总辐射值分布呈北高南低、东高西低,全年总辐射范围为4 519.26～5 488.30MJ/m~2;冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别占全年的58.6%和41.4%;华北平原太阳总辐射呈显著下降趋势,1961—2020年研究区周年太阳总辐射平均减少了14.3%(708.24MJ/m~2),其中,河南东部以及河北西部地区下降幅度最大,气候倾向率达-210.67MJ/(m~2·10a);研究时段内冬小麦生长季和关键生育期太阳总辐射平均减少了10.0%和4.7%,与冬小麦相比,夏玉米生长季和关键生育期的太阳辐射下降幅度更大,分别减少了17.8%和17.7%;年代际尺度上,华北平原冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射均呈现出递减的趋势,与1961—1980年相比,2001—2020年的冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别减少了9.6%、7.7%和12.1%。综上,华北平原的直接辐射、光合有效辐射呈下降趋势,散射辐射呈上升趋势,本研究结果能够为华北平原辐射资源的合理利用以及制定适应气候变化的对策等提供科学依据。

【目的】研究滴灌均匀系数及土壤特性对土壤水氮时空分布的影响,定量评价现行标准的适宜性。【方法】试验在华北平原进行,供试作物为春玉米,滴灌均匀系数(CU)设置0.66(低)、0.81(中)和0.99(高)3个水平,灌水量设置灌溉需水量的50%(低)、75%(中)和100%(高)3个水平,监测不同生育阶段的土壤水分和硝态氮含量。【结果】土壤含水量均匀系数在生育期内大于0.85(2009年)和0.80(2010年),低灌水均匀系数处理与中、高灌水均匀系数处理没有明显区别,远大于滴灌均匀系数(0.66),初始含水量均匀系数的影响大于滴灌均匀系数,灌水量的影响较小。滴灌均匀系数对硝态氮均匀系数的影响不显...

为研究玉米品种氮利用效率相关性状的遗传参数,本试验选择20个具不同氮利用效率的单交种在华北平原的2个地点同期进行试验,氮肥处理设高氮(施氮,折合纯氮225 kg/hm2)和低氮(不施氮,其地块经过连续2年耕种使氮素耗竭)2个水平。试验结果表明,供试品种在低氮水平下的平均产量比高氮降低了22.6%,从8.45 t/hm2降低到6.45 t/hm2,穗粒数减少幅度较大为17.12%;而千粒重、出籽率、干物质含量、株穗率、籽粒含油率、籽粒蛋白质和淀粉含量在2个氮水平下的平均表现相近。2个试验点的联合方差分析表明,以上大部分籽粒性状的遗传方差在2个氮水平下均达到显著水平;所有性状的基因型×氮的互作方差...

为探明再生稻的适宜播种期,选用培两优500和汕优63为材料,研究不同播种期对再生稻腋芽萌发和产量的影响.结果表明:不同播种期对再生稻生育期、腋芽萌发和产量均有明显影响,以3月31日播种的腋芽萌发好,再生季产量高,4月11日播种的腋芽萌发较差,但能正常成熟,4月19日播种的腋芽萌发差且不能在安全期内齐穗,导致部分穗子不能抽穗或能抽穗但不能正常成熟.从气候条件和高产角度出发,供试组合作再生稻栽培,在长沙地区的适宜播种期为3月底至4月初,最佳播种期为3月底.

2007-2008年在大田条件下,以两种不同穗型小麦品种为试验材料,研究了播期、密度组合对小麦叶面积系数及生育后期净光合速率、叶绿素荧光动力学参数和产量的影响。结果表明:不同播期和密度处理对不同穗型小麦品种LAI、旗叶Pn、叶绿素荧光动力学参数及产量均存在明显影响,不同穗型小麦品种均表现为晚播高密处理的LAI最小,SPAD值则是早播处理的低。多穗型品种良星99在中播常规播量时其Pn、Fv/Fo和Fv/Fm较大,产量最高,大穗型品种洲元9369也是在中播常规播量时荧光动力学参数的各项指标占优。10月12-19日为适宜播种期范围。