雨养条件下的水分胁迫分析能够反映当地气候土壤条件下作物生长的水分环境对农作物生长的影响,可为农业干旱管理及灌溉策略的实施提供依据,减少农业干旱的发生。本文在阐述EPIC(Environmental Policy Integrated Climate Model)作物生长模型水分胁迫计算过程的基础上,模拟黄淮海平原冬小麦在雨养条件下的生长过程,分析水分胁迫现象的时空分异。结果发现,研究区内自然降雨远不能满足冬小麦的正常生长,从水分胁迫现象发生时间上讲,雨养条件下在冬小麦生长期后段(5月中旬以后)水分胁迫现象较为严重,以5月下旬最为严重,重度水分胁迫发生频率高达48.2%;从区域分布上分析,冀鲁豫低洼平原区和山东丘陵农林区水分胁迫现象在整个研究时间段上均较为突出。

水资源短缺影响黄淮海平原农业稳定和可持续发展。气候变化情景下，农业用水紧张的问题可能进一步加剧，种植制度和作物品种区域布局将面临调整。论文利用ＩＰＣＣ ５三种代表性温室气体浓度排放路径（ＲＣＰ ２．６、ＲＣＰ ４．５和ＲＣＰ ８．５）的多模式集成数据，基于ＶＩＰ（ｓｏＩｌＶｅｇｅｔａｔＩｏｎ－ａｔｍｏｓＰｈｅＲｅ ＩｎｔｅＲｆａＣｅ ＰＲｏＣｅｓｓｅｓ）生态水文模型，模拟了２０１１—２０５９年黄淮海平原二级子流域的水资源盈亏变化。在此基础上，针对水分亏缺最严重的子流域，设计无外来调水和维持２０００—２０１０年调水总量水平的两种流域地下水采补均衡情景，对冬小麦种植区域的合理布局及其对产量的影响进．．．

【目的】以黄淮海平原为研究区域,采用基于地理信息系统(GIS)的模拟模型对区域农田土壤水氮行为进行模拟和评价。【方法】建立和验证土壤水、热、氮和作物生长联合模型并与GIS相结合,在1999～2000年黄淮海平原的农村社会经济和土壤、气候等条件背景下,对冬小麦生长期土壤水氮利用效率和氮素损失量的区域分布规律进行分析。【结果】区域模拟结果表明,水分利用效率(WUE)、氮素利用效率(NUE)及土壤氮素淋失情况的空间分布在各地貌区之间有明显差异。多元线性逐步回归分析表明,1m土体的氮素淋失量与灌水和降水量、施氮量、土壤饱和导水率(Ks)呈极显著的正相关;WUE与施氮量和日照时数呈极显著的正相关,而与降...

通过对叶面积指数、生物量、水分利用效率、灌浆速率等数据的分析发现:拔节期胁迫对冬小麦的产量和水分利用效率有一定的影响;充分灌水处理生物产量较高但是水分利用效率低;不同生育期水分胁迫的处理对土壤储水量的消耗有明显的不同最大相差143.3mm;以棵间蒸发形式消耗的无效耗水也有明显的差异,最多相差20mm。

黄淮海地区是我国重要的粮食生产基地,分析该区域粮食产量的时空变化特征及其变化机制,对我国粮食安全的评估有重要的现实意义。论文以AVH RR NDVI数据和逐日气象要素驱动土壤-植被-大气系统物质传输和作物生长的耦合模型,模拟分析1981—2000年黄淮海地区冬小麦产量的时空分布及其驱动机制。分析发现,从1981—1997年生物产量基本呈增加趋势,之后有所下降。但由于作物经济系数不断增加,整个时段冬小麦经济产量增加趋势明显,单位面积产量提高了一倍。化肥施用量的增加和优良品种的推广是增产的主要原因,而气候波动导致区域年际产量变化幅度为8.5%。黄淮海地区冬小麦产量的空间分布及其演变呈现显著的地域特...

本文利用2000~2009年中国黄淮海平原县级小麦种植结构、灌溉条件、日值气象数据,结合小麦的地区生长周期以及社会经济信息,考察了气候变化对中国小麦生产力的影响。研究发现:尽管气温上升对小麦生产力的影响依其生长阶段的不同而有所区别,但总体气温变化对小麦生产力的影响明确为负;日照日渐减少的趋势将进一步抑制小麦增产;地区降水时空分布不均的趋势加剧,同样对小麦生产力造成了不利影响;在剥离经济因素和人类行为的共同影响后,气候变化对黄淮海平原小麦生产力的总体影响约为每10年减产0.68%,但尚不确定其长期危害是否加剧。

为探明气候变暖背景下黄淮海平原北部冬小麦生育期霜冻灾害发生规律,采用线性倾向估计、MannKendall法和R/S分析法,分析1960—2017年的黄淮海平原北部12个气象站点0cm地面最低温度数据。结果表明:1)年均气温表现出一致的上升趋势,北部升温速率高于南部。2)研究区初霜冻推迟,终霜冻提前,无霜期延长,初霜冻延后趋势的空间表现为北部区域比南部区域更明显,终霜冻提前趋势的空间表现为南部区域比北部区域更明显,无霜期延长趋势南部比北部区域更明显。3)初霜冻日期突变年份为2006年,终霜冻日期发生突变的年份为1992年,2007—2017年初霜冻推迟,1993—2017年终霜冻提前。冬小麦(Triticum aestivum)生育期在2004年发生突变,2005—2013年生育期缩短。4)冬小麦生育期间霜冻发生频次平均增加42%,霜冻发生频次显著增加。

为了研究灌水对黄淮海地区冬小麦碳氮代谢、产量及水分利用效率的影响,以5个黄淮海主栽冬小麦品种为材料,在田间进行试验,分析了灌水次数对冬小麦可溶性蛋白含量、硝酸还原酶活性、可溶性糖含量及全氮含量的调控效应。结果表明:随着灌水次数的减少,硝酸还原酶活性、可溶性糖和全氮含量、可溶性糖转运率均降低,碳氮比增加,穗粒数、千粒质量和单位面积穗数降低,花后14 d之后可溶性蛋白含量呈降低趋势;与正常灌水(W3)相比,灌2次水(W2)和灌1次水(W1)分别减产11.37%和30.80%,其中周麦18减产最大为14.69%和37.44%,矮抗58减产最少为9.19%和26.97%;W3、W2处理下周麦18的水分...

我国黄淮海平原分布的低矿化地下水盐渍土表土盐分处于季风气候的旱季积盐与雨季淋盐交替进行中,只有旱季积盐大于雨季淋盐时,才有可能盐渍化;否则,即使地下水毛管上升达到地表,土壤也不—定返盐。本区另一特点是地下水和心底土含盐量很少,表土旱季积聚的盐分不多,因而任何削弱表土积盐的措施,都有防治土壤盐渍化的效果。 黄淮海平原低矿化地下水轻壤质盐渍土可分为四种类型,前二个类型地下水深1.5米以内,表土旱季积盐大于雨季淋盐,土壤极易盐渍化,改良应重视降低地下水位。第三种类型地下水深1.6—2米,地下水虽能上升地表,但表土旱季积盐与雨季淋盐处于不稳定平衡状态,任何能够削弱表土积盐的农业或水利措施,都有防治土壤...

【目的】研究黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米不同深松时机交互不同灌水次数对作物产量及水分生产效率的影响,为优化黄淮海地区土壤耕作方式提供理论依据。【方法】采用土壤耕作方式与灌水次数相结合的方法,设置秋深松+冬小麦2水(QS-2)、秋深松+冬小麦3水(QS-3)、夏深松+冬小麦2水(XS-2)、夏深松+冬小麦3水(XS-3)、对照(CK)共5个处理,研究深松与灌水次数对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤物理性质、植株生长发育、产量、总产出值及水分生产效率等的影响。【结果】深松和灌水次数对土壤容重、土壤紧实度、土壤储水量、总产出值、水分生产效率均有不同程度显著影响。与对照相比,QS-2、XS-2、XS-3处理均显著降低深松后第1年土壤耕层(0—40 cm)及深松后第2年0—20 cm土层的土壤容重;深松各处理均显著降低第1年土壤紧实度,对第2年土壤紧实度影响效果不明显;秋深松后第2年QS-2处理的冬小麦整个生育期平均土壤储水量较CK显著增加18.14%,QS-3处理次之,夏深松后第2年XS-2、XS-3处理分别较CK显著提高24.7%、25.6%;秋深松能显著提高当季冬小麦生长发育,QS-2、QS-3处理地上生物量分别较CK增加了19.29%、27.06%,第2年QS-2和QS-3处理地上生物量较CK均有所提高,差异不显著,秋深松对第2年冬小麦生长发育影响效果减弱,夏深松第2年XS-2和XS-3处理的叶面积和地上生物量均较对照显著提高,夏深松能显著促进后茬冬小麦生长发育;QS-2处理对2年冬小麦-夏玉米总产出值和水分生产效率均显著提高,第1年总产出值和水分生产效率分别较CK提高27.21%、23.51%,第2年分别提高19.54%、18.84%,夏深松显著提高第2年冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率,XS-2处理分别提高18.50%、17.65%,XS-3处理分别提高19.57%、15.35%。【结论】黄淮海平原冬小麦-夏玉米连作采用冬小麦播前秋深松耕作方式,冬小麦全生育期灌水2次,有利于降低农田土壤容重、降低土壤紧实度、提高土壤储水效果、显著提高深松周期内冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率。建议在黄淮海平原地区平水年和丰水年(夏玉米季降雨充沛),冬小麦-夏玉米种植区采用秋深松+冬小麦灌2水耕作模式,实现高产与高效。

黄淮海平原是中国最大的平原区,快速准确获取冬小麦的种植面积信息,对于黄淮海平原粮食估产和种植结构调整具有重要意义。本研究选用2009-2010年冬小麦生育期内MODIS-EVI数据,在利用HANTS算法重构基础上,根据冬小麦植被指数的季节节律性变化规律,构建模型提取黄淮海平原冬小麦面积信息。提取结果用统计数据进行验证,表明黄淮海平原各覆盖省份提取精度均值为62.9%,偏差为33.4,提取精度低,稳定性差。分析研究区域冬小麦生育期随纬度的变化规律,发现同一生育期随纬度增加明显线性推迟,据此对研究区进行了纬向水平分带。然后利用已建立模型分带提取冬小麦种植面积信息,提取结果中各省份精度均值为84.4...

为明确影响黄淮海地区作物需水的关键气象因子及其变化特征,基于该地区的66个国家标准气象站点1987—2016年长时间序列的逐日观测资料,采用敏感性分析、因子趋势检测和GIS空间分析等方法,定量计算冬小麦-夏玉米生育期内的有效降水量(Pe)、作物需水量(ETc)及灌溉需水量(ETaw),分析1987—2016年黄淮海区冬小麦-夏玉米水分供需的时空变化特征以及ETc对不同气象因子的敏感性差异。研究表明,1987—2016年冬小麦生育期内Pe远不能满足其生长需求,年均ETaw达264mm,特别冬小麦生育期内Pe呈较明显的下降趋势,伴随气温不断升高,使其面临较严重的水分亏缺;而夏玉米生育期与Pe耦合度高,年均ETaw仅为79mm。黄淮海地区北部为冬小麦ETc和ETaw的高值区,南部ETaw相对较低,但1987—2016年增加趋势明显。相对湿度和气温对ETc的影响最大,其次是平均风速和日照时数,相对湿度的减少和气温的显著升高都将导致ETc的增加。

研究了 0～ 2℃的低温胁迫条件下小麦拔节期叶片和根中超氧化物歧化酶 (SOD)活性 ,丙二醛 (MDA)、脯氨酸 (Pro)、可溶性糖 (WSS)含量的变化 ,通过隶属函数综合评价 ,发现叶、根中各生化指标有一定差异 ,但变化趋势相似。同时用上述指标相对变化百分数的隶属函数值进行了综合分析 ,参试品种的抗冷性被分为强、中、弱 3类

高光谱遥感是对地观测的重要技术手段 ,利用野外光谱仪在地面的实测工作为其在精准农业等方面的应用进行有益的尝试 ,可以提高作物营养诊断的精度。养分胁迫下高光谱特征提取是这一目标的地面预研究。本次试验对不同氮素养分胁迫下冬小麦的不同生育期 ,分别观测其光谱反射率 ,分析其生物物理参数的变化规律和反射光谱的特征 ,利用导数光谱技术对叶绿素含量、叶绿素密度和叶面积指数等生物物理参量同原始光谱、一阶导数光谱进行拟合度比较 ,结合养分胁迫的特点 ,分析建立光谱模型的可能性。叶绿素密度在可见光和近红外波段均拟合较好 ,拟合度在 0 5左右 ,高于叶绿素含量与光谱反射率的拟合 ,而叶面积指数与冠层光谱拟合在...

干旱胁迫对抗旱性不同的两个小麦品种冀麦 38号和晋麦 33号的旗叶叶绿体Hill反应活力、光合磷酸化活力以及叶绿体偶联因子ATP酶活力均有不同程度的影响 ,而叶面喷施 6 -苄基氨基比林或激动素 ,对以上两种反应及Mg2 + -ATP酶、Ca2 + -ATP酶均起到促进作用