气象条件对山东省小麦蚜虫发生发展的影响分析

为了研究气象条件对小麦蚜虫百株蚜量的影响,选用山东省东平县1976—2004年小麦蚜虫高峰期百株蚜量及成灾面积数据资料,将逐旬气象因子进行"膨化处理",确定最理想的相关因子,通过分析其对应的气象条件之间的相关性,说明小麦蚜虫的发生发展主要与降水和日照时数两个因子有关。小麦蚜虫百株蚜量与4月上、中旬平均相对湿度呈负相关关系,与5月中、下旬降水量呈正相关关系;小麦受灾面积与4月上旬日照时数呈正相关关系。

山东省小麦产量动态预报定量分析

通过建立小麦产量、发育期、逐日气象资料历史资料数据库,利用小麦动态产量预报模式,分别在不同年代、不同发育阶段,定量分析评价气象条件对我省小麦产量形成的利弊影响,并验证了此技术方法在各时段的动态预报准确率平均为92.0%～93.9%,不同预报年各时段预报准确率为92.0%～99.5%。

相对湿润度指数在农业干旱监测业务中的应用

该文介绍相对湿润度指数在逐日滚动的农业干旱监测业务中应用的处理方法。文中采用联合国粮农组织推荐的方法进行潜在蒸散的计算和作物系数订正,提出了作物根区可吸收土壤总有效含水量的概念,并替代作物根区土壤总有效含水量进行水分胁迫条件下的作物系数订正,观察济南站2008年1—5月冬小麦实际蒸散量的计算结果,发现在蒸发强烈的春季,水分胁迫效果明显;提出了复合相对湿润度指数、区域综合相对湿润度指数等概念,对相对湿润度指数进行应用上的演化,解决了干旱演变过程中存在的前期土壤水分盈亏的累积影响问题,实现了县域内农业干旱状况的综合评定,并突破单种作物生长季的局限,实现了农业干旱的周年监测。通过对山东省114个测墒站2008年2月28日—12月8日人工测墒与区域综合相对湿润度指数的干旱等级对比,3048组有效数据中,2012组数据吻合,总吻合率为66%,其中,黄河、东平湖、微山湖灌溉区及鲁西北大部吻合率在50%以下;中东部地区多在70%以上;从全年情况来看,春季吻合率较低,夏季吻合率较高。

基于GIS的乡镇洪涝灾害风险评估与区划技术——以山东省淄博市临淄区为例

基于乡镇气象资料历史序列的构建,利用AHP决策分析法和加权综合评价法,结合GIS空间分析技术,对山东省淄博市临淄区洪涝风险进行评估与区划。结果表明,临淄区洪涝危险性主要受洪涝频率影响,总体趋势是东北部高于西南部;洪涝灾害暴露性风险分布区域性较强,西部明显高于东部;脆弱性风险分布相对较分散,总体上北部地区脆弱性高于南部地区;防灾减灾能力北部地区强于南部。临淄区洪涝风险综合指数普遍较高,高值集中在人口、经济密度较高的临淄市区以及危险性较高的西北地区;风险指数受危险性影响较大;全区中、高风险的面积占总面积的69.2%。

日光温室小气候预报技术研究

为了提高设施农业气象服务水平,促进中国设施农业发展,通过对日光温室内外气象条件对比观测,分别采用BP神经网络、逐步回归和能量平衡原理构建了温室内气温预报模型,探讨能适用于业务服务的小气候预报技术方法。结果表明,基于BP神经网络的预报模型虽预报精度高,由于种植作物生长特性差异较大,缺乏服务的广适性;通过能量平衡原理构建的预报模型机理性强,但相关参数难以获得,预报精度差,服务时效短;采用逐步回归方法构建的温室温度预报模型较前两者具有比较优势,且预报时效可以为未来的1～7天,比较适合于目前气象部门开展设施农业气象服务。

不同时期干旱对玉米生长发育及产量的影响

为探明不同时期的干旱对玉米生长发育及产量的影响,以‘浚单20’为试验材料,分别在拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期进行水分控制处理,令土壤水分分别控制在田间持水量的40%(重旱)和60%(轻旱),以自然生长(CK1)为对照,分析了不同发育阶段不同程度的干旱对玉米生长发育及产量的影响。结果表明:不同时期的干旱对玉米的生长发育有抑制作用,具体表现为株高变矮,叶面积降低,干物重减少,玉米各个产量构成因素(穗长、穗粒数、百粒重等)在受旱时都呈下降趋势。与自然生长(CK1)相比,拔节—抽穗期遭受重旱(G1)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低26.1%,叶面积下降30.9%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降27.6%、46.5%和8.7%;抽穗—乳熟期遭受重旱(G3)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低21.7%,叶面积下降23.6%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降36.1%、60.5%和30.2%。说明干旱是制约玉米高产的一个关键因子,特别是抽穗—乳熟期遭受重旱,玉米产量降幅更大。

播期对山东夏玉米生长发育和产量形成的影响

以浚单20为供试材料,探索不同播期对山东夏玉米生长发育和产量形成的影响。结果表明,随播期推迟玉米生育期缩短,播期每推迟1 d,生育期缩短0.35 d,生育期缩短主要表现在出苗至抽雄阶段。随播期推迟,玉米穗位高表现为先增加后降低的趋势,茎粗则逐渐减少,株高变化趋势不明显;玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒质量呈逐渐减少趋势;产量呈逐渐降低的变化趋势。播期每推迟1 d,产量减少0.7%~1.7%,主要是通过影响玉米百粒质量、穗粒数、穗长从而影响最终产量的形成。抽雄期至成熟期平均气温以及全生育期积温和气温日较差等气象因子对产量影响较大。一定范围内抽雄期至成熟期气温越高,越有利于玉米灌浆,结果产量越高;全生育期积温越多、气温日较差越大,玉米产量越高。

基于气候适宜度指数的山东省冬小麦产量动态预报

利用山东省主产区冬小麦产量资料、生育期内的温度、降水量、日照时数资料,结合冬小麦生理特性,分别构建了冬小麦温度、降水及日照适宜度模型,利用气候适宜度与冬小麦产量的关系,建立基于气候适宜度的冬小麦产量动态预报模型。通过对2008—2010年冬小麦产量进行动态预报,结果表明:3月31日、4月30日和5月31日预报的小麦产量丰歉趋势的预报平均正确率均为100%,单产预报平均准确率分别为95.1%、95.1%和95.4%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。

山东棉花引种的农业气候相似诊断分析

根据农业气候相似性原理，用聚类判别法筛选相似要素及其权重系数，以修正的欧氏距离系数为定量指标，进行平均气候条件下棉花引种的农业气候相似诊断分析，分别得出了山东省春棉。

日光温室黄瓜低温冷害预警模型构建技术研究

利用数学统计方法对历史气象资料进行统计分析,并根据日光温室黄瓜低温冷害发生的气象因子等级指标,计算得到温室内最低气温、温室内地表温度、太阳总辐射、日照时数4个气象要素的等级指标;统计分析2007年至2012年淄博、莱芜日光温室小气候自动监测站和自动气象观测站的资料,利用结构方程模型确定低温预警模型中的因子,根据层次分析法构建判断矩阵,利用DPS分析因子权重系数,最终建立了日光温室黄瓜低温冷害预警模型。利用临淄、莱芜、利津、平度、章丘五站2012年11月1日至2013年5月31日的气象观测资料对该模型进行检验,结果表明预警等级与实际等级完全一致的准确率为63%~77%,相差在1个等级以内的准确率在97%~99%。

水分胁迫对扬花期冬小麦光合特性和干物质生产及产量的影响

试验于2016-2017年冬小麦生长季在临沂设施农业气象试验站自动控制遮雨棚内的水分控制场进行,以"齐麦2号"为试材,在水分关键期设计5个梯度水分处理(T1适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照冬小麦水分关键期比常年降水量减少20%、50%、75%、100%一次性补水)和1个雨养对照的水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对扬花期冬小麦光合特性、干物质生产及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,扬花期冬小麦叶片叶绿素a含量、光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r),株高、叶面积、地上部分总干重均呈降低趋势,且干旱胁迫越重,降低幅度越大,T5处理叶绿素a含量、P_n、G_s、T_r、株高、叶面积及地上部分总干重分别较T1处理降低33.6%、67.4%、90.9%、84.6%、43.9%、19.1%和33.3%;随着干旱胁迫的加剧,水分利用效率(WUE)则呈先增加后降低的趋势,并在轻度干旱胁迫时达到最高;干旱胁迫促进植株养分向叶、鞘转移,减少对茎、穗的养分供给,不利于冬小麦产量提高,此外,扬花期干旱胁迫还造成冬小麦灌浆速率降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。

极端寡照天气对设施番茄光合特性及抗氧化酶活性的影响

利用2015年11月济南市温室内、外气象资料,分析了11月份极端寡照天气的构成分布及温室内的小气候特征,研究11月份晴天、雾霾、阴雨(雪)3种天气类型对温室内番茄光合特性、叶片SOD和CAT活性以及MDA和可溶性蛋白含量的影响。结果表明:严重雾霾及阴雨(雪)天气均会形成寡照,使温室内光照强度显著降低,气温不同程度下降。其中,阴雨(雪)天气形成的寡照使得温室内气温降幅更大。雾霾和阴雨(雪)天气时,番茄叶片最大光合速率、表观量子效率及光饱和点均显著低于晴天,而光补偿点则显著高于晴天,番茄叶片SOD活性及MDA含量均显著高于晴天,CAT活性及可溶性蛋白含量显著低于晴天,温室内光照越弱、气温越低,番茄叶片超氧自由基的抗氧化能力越弱,细胞膜系统结构与功能受到伤害越大,叶片更易衰老,叶片光合能力越弱。该研究结果为北方雾霾及阴雨(雪)天气发生时进行温室蔬菜科学管理及农业气象服务提供依据。

气象条件与三代棉铃虫发生发展的关系分析

为了研究三代棉铃虫发生发展与气象条件的关系,利用1969—2005年山东省三代棉铃虫的卵盛期平均卵量和成灾面积资料,与经"膨化处理"的逐旬气象因子进行相关性分析。结果表明,气象条件的变化对三代棉铃虫有较为显著的影响,特别是最高气温和平均相对湿度的变化,其中三代棉铃虫成灾面积与5月下旬平均相对湿度和6月最高气温相关性最好,与6月最高气温呈负相关,与5月下旬平均相对湿度呈正相关;卵盛期平均卵量与7月上旬最高气温相关性最好,呈正相关性。

干旱胁迫对冬小麦水分关键期的生理特性和物质生产影响

试验于2016—2017年和2017—2018年连续2个冬小麦生长季在自动控制遮雨棚内的水分控制场进行,以“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节期—扬花期)设计5个梯度水分处理(T1处于适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照水分关键期常年降水量减少20%、50%、75%、100%进行一次性补水)和1个雨养对照的水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对水分关键期冬小麦叶片光合生理特性、抗氧化酶活性及产量结构的影响。结果表明:轻度干旱胁迫会造成冬小麦叶片Pmax、Gs、Ci降低,Ls升高,气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因;而重度干旱胁迫下冬小麦叶片Ci升高,Ls降低,非气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因。轻度干旱胁迫会迫使冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性显著升高,从而减轻MDA含量升高对冬小麦叶片膜系统的损伤,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均可恢复至正常水平,而重度干旱胁迫下冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性受到抑制,无法清除叶片内过多的MDA,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均无法恢复至正常水平,叶片膜系统遭受不可逆的破坏。此外,水分关键期干旱胁迫还导致冬小麦灌浆速率、千粒重、穗粒数显著降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。

持续寡照对温室番茄开花座果、产量及果实品质的影响

选取番茄品种“金冠5号”为试材,在日光温室中利用遮阳网设计不同寡照(光合有效辐射,PAR<200μmol·m^-2·s^-1)持续日数(0、1、3、5、7、9 d)及正常光照条件下的恢复试验,研究寡照胁迫对番茄开花座果、产量形成及果实品质的影响。结果表明:持续寡照胁迫造成番茄开花期推迟,开花数和单穗果实数减少,座果率降低,寡照胁迫7—9 d,番茄花期推迟一周左右;寡照胁迫还导致番茄单果重、单株产量、果实直径降低,非商品果率增加,寡照9 d处理番茄单果重、单株产量、果实直径分别较CK低0.04 kg、1.80 kg和1.10 cm,非商品果率较CK高3.1%;寡照胁迫下,番茄单株产量与植株叶片数,叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率等光合参数均呈显著正相关,而与叶片胞间CO 2浓度呈负相关;番茄果实维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量随寡照胁迫持续时间增加而降低;而番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度则相反,且寡照胁迫持续时间越长,番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度越高。研究结论可为定量评估寡照灾害对设施番茄开花座果、产量及品质的影响提供一定依据。

基于信息扩散的山东省日光温室风灾风险评估

通过风洞试验,对山东省不同区域不同风向日光温室模型的顶端和端面风压系数进行测定,利用公式推导出日光温室各区域发生风灾的临界风速,进而得到风灾等级指标;利用山东省120个自动气象监测站逐日最大风速观测资料,结合日光温室风灾等级指标,分析了2006—2015年山东省风灾的时间变化特征,并利用ArcGIS空间分析模块分析了山东省风灾的空间分布特征;基于信息扩散理论,通过计算不同地区不同等级风灾发生时间的风险概率,对山东省日光温室风灾进行风险评估。结果表明:山东省日光温室风灾的临界风速为18.9 m·s-1; 2006—2015年山东省日光温室生产季内(11月至翌年4月)风灾以轻度灾害为主,且主要发生在春季3月和4月,风灾呈东多西少、北多南少的空间分布特征;风灾高发区主要分布在山东半岛、鲁西北大部、鲁中东部及鲁东南部分地区,风灾发生的概率为80.1%以上,本文研究结果可以为日光温室生产的风灾防御提供科学依据。

山东冬春季双屋面日光温室温湿度变化特征研究

利用2013年12月—2015年2月章丘双屋面日光温室内小气候观测资料,对冬、春季阳屋面温室内气温、湿度的季节变化特征及不同天气类型下的日变化规律进行分析,并与传统日光温室进行比较。结果表明:冬、春季阳屋面温室内最高气温变化幅度均较大,但均未出现10℃以下的低温,春季易出现35℃以上的高温天气,最低气温较传统日光温室高1℃左右;冬、春季不同天气类型下阳屋面温室内气温日变化均呈单峰曲线,温室内日最高气温和日最低气温均为晴天>多云天>阴天,冬季分别出现在13时和7时,而春季日最高气温推迟1小时,日最低气温提前1小时;冬、春季阴天时阳屋面温室内日最大相对湿度均较传统日光温室高10%以上。阳屋面温室蓄热、保温性能更好,对喜温蔬菜作物生长有利,但高湿环境使作物病害风险提高。

山东省气象条件对一代玉米螟的影响

通过分析山东省1976—2005年一代玉米螟盛期卵量、玉米成灾面积与其对应的气象条件之间的相关性,用数据理统计方法对一代玉米螟发生发展具有影响的气象因子进行筛选,并构建线性趋势方程。结果表明,一代玉米螟的发生发展主要与温度、湿度气象因子有关。其中普查盛期一代玉米螟卵量与5月下旬平均气温呈显著负相关;玉米受灾面积与5月上旬—中旬平均最低气温及6月上旬平均最高气温呈显著正相关。

永优系列玉米生长发育与灌浆特性分析

通过研究永优同一系列不同品种间农艺性状及灌浆特征的差异,为玉米品种的改良提供参考,选取4种永优系列玉米,在同一条件下开展试验,通过方差分析,研究不同品种间植株性状及产量结构差异,运用Logistic模型分析不同品种灌浆特性,并进一步研究灌浆参数与产量的关系.结果表明:浚单509品种产量、叶面积增加速率、最大叶面积、株高、地上干质量、穗粒数、秃尖比及潜在千粒质量等性状值均最大;浚单3136穗位高最小,百粒质量和穗粗最大.永优系列玉米品种产量主要受灌浆渐增持续时间、平均灌浆速率和最大灌浆速率的影响较大,呈显著正相关关系,因此在该品种选育过程中,在综合各类性状的同时选育灌浆速率较高的品种.

有序标记与气象等值线的自动填充和隐藏

气象要素等值线分析是气象业务与服务不可或缺的手段,依据等值线自动填充的色斑图广泛应用于各类气象要素场的空间分析。等值线自动填充最关键的环节是确定区域属性值和排序,不可避免地要进行格点与区域、区域与区域之间的包含关系判别,通常需要反复遍历格点数组和创建临时区域,占用内存较多,影响运行效率。文中基于有序标记,巧妙地运用位置关系替代传统的包含关系判别,显著降低了区域属性值确定与排序的难度和复杂度。对于离散的气象要素场,密集的等值线不仅没有实际意义,而且影响空间分布的直观效果,文中基于同一网格边上等值点的有序标记,提出一种自动隐藏部分密集等值线的方法,有效改善了离散场空间分布特征的直观效果。