基于APSIM模型模拟内蒙古春小麦不同土壤缺水条件下水氮优化管理模式

水分和氮肥是小麦生长最主要的两大限制因子,如何优化灌溉小麦高产稳产、获得农业资源高效和环境友好的水肥管理方案是亟待解决的生产问题。控制试验结果的推广受限于试验地点、年限和试验设计,而基于过程机理的作物模型则可有效解决这一问题,已成为探究作物种植管理决策、评估农业适应气候变化的有力手段和技术工具。本研究利用2010-2018年内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区农业气象实验站春小麦‘永良4号’的试验观测资料(气象、作物、土壤和管理数据),确定模型中小麦生长发育关键参数;基于校准后模型及1986-2020年气象数据资料,设计不同干旱程度下多种智慧管理情景模式,结合水氮管理决策的遴选关键指标(产量、水肥施用量和水肥利用效率),确定春小麦水氮管理最优方案。结果表明:(1)基于APSIM模型春小麦发育期(出苗期、拔节期、开花期和成熟期)模块模拟值与观测值的RMSE在1.96~3.21d范围内;基于APSIM模型春小麦生长(叶面积指数、地上部干物质质量和产量)模块模拟值与观测值的RMSE分别为1.65、292.44g·m^(-2)和588.96kg·hm^(-2),APSIM模型可较好地定量模拟春小麦生长发育过程。(2)以产量、灌溉量、水分利用效率(WUE)、施氮肥量和氮素利用效率(NUE)为目标,得出土壤根层水分亏缺程度达40%(S3P40)和土壤根层水分亏缺程度达50%(S3P50)管理模式要优于其他管理模式。(3)与常规管理模式相比,以显著提高产量为生产目标,优选S3P40管理模式,产量提高14.4%;以稳产且减少水肥用量为生产目标,优选S3P50管理模式,灌溉量减少23.2%,施氮量减少32.4%。

基于WOFOST模型的辽宁省春玉米干旱灾损风险评估

利用锦州农业气象试验站的作物生长发育和土壤实测数据对WOFOST模型水分胁迫模块进行了调参,适用性验证表明,WOFOST模型适用于辽宁省春玉米生长发育和产量的模拟,辽宁省春玉米受干旱的影响可以利用WOFOST模型较敏感地反映出来。利用调参后的WOFOST模型模拟了全生育期及出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~乳熟和乳熟~成熟各阶段发生轻、中、重旱情景对辽宁省春玉米产量的影响,并根据模拟结果确定了不同干旱风险等级下辽宁省东、中、西部玉米生产的灾损范围。结果表明:不同生育期发生干旱对产量的影响不同,总体上,抽雄~乳熟期发生干旱的影响最大,其次是拔节~抽雄期,而出苗~拔节期和乳熟~成熟期发生干旱对产量的影响较小,全省春玉米在抽雄~乳熟期发生重旱的减产风险达30%~70%;在相同干旱水平下,不同区域受影响程度也不同,在全生育期及各生育阶段发生轻、中、重旱情景下,干旱导致的减产率总体上表现为由东部向西部地区逐渐加重的趋势,在全生育期重旱情景下,辽宁省东部的春玉米减产率为40%~75%,中部为60%~90%,西部达65%~95%。

碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N_2O、CH_4排放的影响

2014年9-10月设计小麦盆栽试验,设置常规施氮处理(CK)、氮肥添加葡萄糖(G)、氮肥添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium,GY)、氮肥添加秸秆(S)、氮肥添加秸秆和巨大芽孢杆菌(SY)5种处理,通过观测小麦苗期温室气体排放、土壤碳氮环境以及微生物菌群等变化,以分析研究不同碳源和巨大芽孢杆菌对土壤温室气体排放和微生物的影响。结果表明:(1)在施氮的同时增施葡萄糖(G)以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌处理(GY),对土壤微生物碳含量变化影响不显著,但降低土壤观测物种数与物种多样性;明显抑制硝态氮和铵态氮的增加,继而抑制N_2O排放量的增加,同时促进了旱地土壤对CH_4的吸收。(2)若用秸秆代替葡萄糖,在施氮的同时增施秸秆(S),显著减少小麦苗期土壤硝态氮含量,但对N_2O排放影响不显著。与秸秆相比,葡萄糖能快速提供有机碳,作为碳源更能体现巨大芽孢杆菌改善土壤微生物菌群、减少硝态氮生成及N_2O气体排放的效果。

农业气象观测资料应用现状及建议

利用样本采集和统计归纳等方法,将常规农业气象观测资料中的作物观测、农业小气候观测、土壤水分观测等观测情况和数据应用情况进行总结,分析农业气象观测资料在气象为农服务工作中未能充分应用的原因,给出深度应用农业气象观测资料的建议,为农业气象观测内容的改革提供依据,同时为农业气象业务服务技术发展提供思路。

西藏地区潜在蒸散量变化特征及灰色模型预测初探

基于西藏地区38个气象站点1981—2019年逐日气象资料,采用Penman-Monteith模型、趋势分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall检验、经验正交函数法(Empirical orthogonal function,EOF)和灰色模型探究潜在蒸散量(ET_(0))的时空演变规律以及未来ET_(0)的变化趋势。结果表明:在时间尺度上,西藏地区ET_(0)平均为597.12 mm,1981—2001年呈显著的减少趋势、2002—2019年呈显著的增加趋势(P<0.01);西藏全区及五大气候区年均ET_(0)均呈现增加趋势(除东南部),且均以33 a的周期震荡为第一主周期。在空间尺度上,年ET_(0)主要呈现由中部中心向西南和东南逐步递减的分布特征,高值中心集中在沿江一线,低值中心位于南部地区。年ET_(0)发生突变的站点主要分布在南部边缘地区、沿江一线和东北部,发生时间集中在20世纪80年代。构建的GM(1,1)预测模型预测精度均值为87.85%,可用于西藏年均ET_(0)日期序列的中长期预测,预测结果显示,除东南部年ET_(0)的预测值有明显下降,其他区域均呈现上升态势。

人民政协在我国新型政党制度中大有可为

新型政党制度既强调中国共产党的领导,也强调发扬社会主义民主,切实做到“有事多商量、有事好商量、有事会商量”,通过政协协商这一民主形式和制度渠道,凝聚共识、凝聚智慧、凝聚力量,共同把中国的事情办好。

新安县政协:党建向界别委员延伸实现党的工作全覆盖

党的十九大以来,新安县政协党组深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和十九大精神,坚持以政治建设为统领,强化'四个意识',认真贯彻落实新时代党的建设总要求,以'两个全覆盖'为切入点,切实加强政协党的建设,充分发挥党组织和党员在推动协商民主广泛多层制度化发展中的政治引领和先锋模范作用,为新安在中原更加出彩谱写浓墨重彩的洛阳篇章中争当排头兵作出积极贡献。

1961-2010年中国0cm地温变化特征及其与气温变化的关系

近年来,气候变化尤其是气候变暖已成为一个全球性问题。下垫面作为大气的直接热源、水源,对气候的形成及维持具有重要意义。因此,研究地温变化特征及其与气温变化之间的关系,对探究气候变化机理具有重要意义。本研究利用中国581个气象站1961-2010年0cm地温、气温数据,将全国分为8个区域,采用相关分析、M-K非参数检验等方法,对0cm地温的时空变化、区域分异以及季节分异特征进行了研究,并分析了0cm地温变化与气温变化的关系。研究表明:中国0cm地温呈先降低后升高的趋势,2000年突变后升温趋势更为明显;中国大部分地区0cm地温都表现为升温趋势,且北方地区较南方升温更加明显,在过去50年中,南北温差呈现缩小的趋势;就各季节而言,冬季升温最明显,夏季升温最弱;相关分析表明,气温与0cm地温变化趋势及程度在大部分地区很相近,但在20世纪70年代之前及20世纪后期,0cm地温与气温变化存在较大差异。相对于气温的变化,0cm地温的升温幅度更大,突变时间较晚。

基于APSIM模型的不同降水年型下春小麦水氮管理模式优化研究

为优化不同降水年型下春小麦高产稳产和高效利用水氮资源的管理决策方案,利用2009-2012年内蒙古自治区额尔古纳市上库力农场试验站与拉布大林农场试验站春小麦(内麦19)的试验观测资料,确定APSIM-wheat模型中小麦生长发育关键参数;基于校准后的APSIM-wheat模型模拟分析1967-2017年雨养条件下春小麦生长发育过程,并依据降水量划分了3种降水年型(干旱、平水和湿润年型),根据土壤水分亏缺指数(soil water deficit on photosynthesis,SWD_(ef))确定最优水分管理时期;设计8个灌溉量梯度(15、30、45、60、90、120、150和180 mm)和13个施N量梯度(30、45、60、75、90、105、120、150、180、210、240、270和300 kg·hm^(-2))情景模式,结合水氮管理决策的遴选关键指标[水分利用效率(water use efficiency,WUE)、氮肥利用效率(nitrogen use efficiency,NUE)和产量],探究不同气候年型下最优春小麦水氮管理模式。结果表明:(1)校准后的APSIM-wheat模型春小麦发育期模块(出苗期、抽穗期和成熟期)模拟值与观测值的均方根误差(root mean square error,RMSE)在1.17~3.64 d范围内,归一化均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)在0.82%~1.90%范围内;产量模块模拟值与观测值的RMSE为371.50 kg·hm^(-2),NRMSE为8.54%,说明APSIM-wheat模型可以较好地反映不同降水年型下小麦的动态生长发育过程。(2)雨养条件下春小麦分蘖期—拔节期、拔节期—抽穗期和抽穗期—开花期的SWD_(ef)较低,且在生育期内仅灌溉一次的前提下,拔节期灌溉可以减轻干旱胁迫并显著提高产量。(3)干旱、平水和湿润年型春小麦拔节期最优水氮管理模式分别为灌溉量60 mm和施氮量105 kg·hm^(-2)、灌溉量60 mm和施氮量120 kg·hm^(-2)、灌溉量30 mm和施氮量150 kg·hm^(-2),其产量分别为4810.96±551.43、5378.06±768.86和6421.33±454.09 kg·hm^(-2)。

覆膜对旱地马铃薯田土壤温湿度及温室气体排放的影响

文中通过大田实验设计马铃薯生育期无覆膜(N)、生育期全覆膜(NPM)及花期揭膜(NPMH)三种方式探究不同的覆膜方式对马铃薯田土壤温湿度及温室气体排放的影响。结果表明:生育期全覆膜与花期揭膜处理明显增加播种至开花期土壤5~25cm温度以及播种至苗期土壤5~25cm含水量;马铃薯生育期内,在无覆膜基础上生育期全覆膜与花期揭膜处理分别减少了43.6%(P<0.01)和51.6%(P<0.01)的N2O排放量,对应马铃薯产量分别增加31.2%和39.0%。花期揭膜处理在增产和减排等方面优于生育期全覆膜,是一种能够在半干旱地区推广的覆膜方式。

东北春玉米不同生育阶段日蒸散发模型的适用性研究

为准确估算东北地区春玉米不同生育阶段内的蒸散发量,本研究基于锦州农田生态系统野外观测站2007—2008年涡度相关系统的春玉米蒸散发数据,利用相关系数、平均偏差和均方根误差等量化指标,结合线性加权和法,综合评价了6种日尺度蒸散发模型(组合法:FAO 56-Penman-Monteith;温度法:Hargreaves-Samani、Blaney-Criddle;辐射法:Makkink、Jensen-Haise、Priestley-Taylor)在春玉米不同生育阶段的适用性。结果表明:1)春玉米不同生育阶段内蒸散发平均日动态均呈单峰型曲线变化,生长季内日蒸散发量峰值出现在花粒期初;2)春玉米不同生育阶段反映了其稀疏程度导致的覆盖度差异对蒸散发的影响。综合评价结果表明,除PriestleyTaylor模型外,基于辐射法模型的模拟效果整体优于组合法和温度法模型;3)苗期的修正Blaney-Cridele模型、花粒期的修正Makkink模型以及穗期的原始Jensen-Haise模型具有较高的模拟精度,为东北春玉米不同生育阶段日蒸散发量的准确估算提供参考。

APSIM-wheat模型在我国干旱半干旱地区的适应性评价——以内蒙古地区为例

利用内蒙古6个代表性站点的春小麦田间试验数据和同期逐日气象数据对APSIM-wheat模型在内蒙古地区的适应性进行研究,确定了10个春小麦品种的作物参数。结果表明:模拟春小麦的播种至出苗、开花和成熟各阶段天数与实测天数有较好的一致性,其均方根误差(RMSE)分别为0~1.7d,0.8~4.1d和1.0~2.8d;模拟的10个春小麦品种中,地上部分生物量模拟与实测的归一化均方根误差(NRMSE)为12%~24%,10个品种产量的模拟与实测的归一化均方根误差为2%~26%,作物生育期、地上部分生物量和产量的检验结果均在可接受的范围内。说明APSIM模型对内蒙古地区春小麦生育期、地上部分生物量和产量具有较好的模拟结果,验证后的APSIM模型在内蒙古地区有较好的适应性。以上结果为今后在内蒙古等干旱半干旱地区深入开展气候变化对作物生产的影响和适应研究奠定了良好的基础。