Variability and Variation Characteristics of Climate in Northern Winter Wheat Zone during 1961-2004

[Objective] The research aimed to study the variability and variation characteristics of climate in northern winter wheat zone during 1961-2004.[Method] Based on the meteorological data (temperature,precipitation and sunshine) of 55 meteorological stations in northern winter wheat zone during 1961-2004 and the yield data of winter wheat,by using the linear regression,correlated coefficient and climatic tendency rate,the spatial and temporal evolution characteristics of agricultural climatic resources (sunshine hours,temperature and precipitation) in northern winter wheat zone were analyzed.[Result] The annual average temperature,precipitation and sunshine hours in northern winter wheat zone during 1961-2004 all presented certain zonal distribution in the space.The precipitation and temperature gradually decreased from south to north.The sunshine hours gradually increased from south to north.The annual average temperature overall presented rise trend in northern winter wheat zone in 44 years,but the rise rate had difference in the different areas.The rise of annual average temperature in the high-latitude zone was more obvious than that in the low-latitude zone.The annual rainfall overall presented decrease trend,and the tendency rate of annual precipitation had significant difference in the different areas.The decrease rates of rainfalls in the central and western areas were bigger than that in other areas.The annual sunshine hours overall presented decline trend.In most areas,the tendency rate of annual sunshine hours was negative.But there was certain difference in the different areas.The zones where the decrease amplitude was smaller scattered in the west,and included central Shaanxi,south of Shanxi and some areas in southeast of Shandong.The decrease amplitudes were bigger in south of Henan,northwest of Shandong and south of Hebei.[Conclusion] The research provided theoretical basis for understanding the historical evolution of climate in northern winter wheat zone.

北部冬麦区旱地小麦品种的演变规律

为了给北部冬麦区旱地小麦育种提供参考,利用1986-2015年国家北部冬麦区旱地小麦长治区试点参试品种的试验资料,研究其演变规律,并对产量和主要农艺性状进行相关和通径分析。结果表明,28年间北部冬麦区旱地小麦品种产量呈逐年递增趋势,年平均遗传进展分别为68.163kg·hm^(-2)或1.57%。主要农艺性状演变的总趋势是,有效穗数和千粒重增加,穗粒数略有减少,株高降低,抽穗期和成熟期提前,灌浆期延长,其年平均遗传进展分别为0.18%、0.26%、-0.03%、-0.26%、-0.12%、-0.05%、0.17%。从产量及主要农艺性状变化趋势和变异情况及区域布局、气候条件和育种现状分析,选育抗旱节水性好、高产稳产适应性广的品种是北部冬麦区旱地小麦育种面临的挑战和最终目标。为了适应当前耕作制度、生产条件和气候变化的影响,北部冬麦区旱地品种选育应在加强品种抗旱节水性选择的基础上,通过适当降低株高增强抗倒性来进一步增加穗数,通过选育穗子较大、小穗数适中、结实性好的品种来提高穗粒数,通过选择灌浆期长且灌浆速率高的品种来提高品种的千粒重。

北部冬麦区主栽品种光合产物贮运特性研究

为解析北部冬麦区小麦品种光合产物积累与转运遗传特性,以近20年内主要推广的7个小麦品种为材料,通过两年两点田间试验,研究不同品种的生长发育生理动态、不同营养器官干物质积累分配、收获指数及籽粒产量。结果表明,收获指数和生物量对产量有显著影响。中麦816和中麦175具有较高产量潜力,分别为4 923.0 kg·hm^(-2)和4 913.0 kg·hm^(-2),主要与其较高的生物学产量和收获指数有关。苗期群体光截获面积、灌浆期光能利用效率对干物质积累有重要影响。研究发现,灌浆期叶绿素含量低、旗叶面积小、光合速率高的品种,干物质积累效率较高,叶片和茎秆中可溶性糖贮积较多,如中麦175。在营养器官干物质分配方面,开花期中麦816和中麦175的各营养器官干物质贮积与其他品种差异较小,但成熟期叶片、茎秆干物质转运效率较高,贮积物残余较少,开花前中麦175和中麦1062贮藏的光合同化物对籽粒贡献最高。通过育种选择可提高光能利用效率和产量潜力,开花前干物质积累量和灌浆期干物质转运效率的选择,可减少成熟期营养器官光合产物残余,从而提高干物质向籽粒的转化效率。本研究进一步明确了新品种选育的目标与方向。

1961～2004年北方冬麦区气候变率和变化特征

[目的]研究1961～2004年北方冬麦区气候变率和变化特征。[方法]利用我国北方冬麦区55个气象站点1961～2004年的温度、降水、日照等气象资料和冬小麦产量资料,采用一元线性回归、相关系数、气候倾向率等统计方法,对我国北方冬麦区的日照时数、温度、降水等农业气候资源的时空演变特征进行了分析。[结果]1961～2004年北方冬麦区年平均温度、年降水、年日照时数在空间上均呈一定的纬向分布,降水和温度从南向北逐渐减少,日照时数则从南向北逐渐增加。44年来北方冬麦区年平均温度总体呈上升趋势,不同地区的年平均温度总体基本都是增温的,但增温速率存在地区差异,年平均温度在纬度较高地区比纬度较低地区升温明显;年降水量总体呈减少趋势,不同地区年降水倾向率存在显著的差异,中部和西部降水量减小的速度比其他地区大;年日照时数总体呈下降趋势,绝大多数地区年日照时数倾向率均为负值,但不同地点有一定的差异,减幅较小的地区散布在西部(包括陕西中部、山西南部及山东东南部的部分地区),河南南部、山东西北部、河北南部等地区减幅较大。[结论]该研究为北方冬麦区气候的历史演变提供理论依据。

未来气候变暖情景下北部冬麦区冬小麦生育期演变趋势预测分析

为了预测未来气候变暖条件下北部冬麦区冬小麦生育期变化趋势,基于农业气象观测站数据和区域气候模拟系统PRECIS产生的RCP4.5气候情景数据,采用活动积温法、累计热生长单位法和生长速率估测法分别对我国北部冬麦区三个代表站点(霸州、介休和西峰镇)冬小麦拔节、抽穗和成熟期进行拟合分析,选用拟合精度较高的模型模拟冬小麦生育期,分析未来研究区冬小麦各生育时期和生育阶段的演变特征。结果表明:(1)生长速率估测法对冬小麦拔节和抽穗期的模拟结果较好,活动积温法对成熟期的模拟较精确。(2)冬前生育时期推迟,冬后则均呈提前趋势。2031-2090年,播种、越冬开始、返青、拔节、抽穗和成熟期的变化趋势分别为1.8、1.7、-2.4、-1.2、-1.0、-1.2 d·10a^(-1),均达到极显著水平(P<0.01)。但2061-2090年生育时期的变化较2031-2060年减缓,且未来冬前生育时期较基准期(1976-2005年)的变化幅度比冬后大。除了越冬开始,麦区西部的西峰镇冬小麦各生育时期变化趋势的绝对值均最大,东部的霸州均最小。(3)越冬期和播种-成熟阶段缩短,返青-拔节阶段延长,其他阶段变化均不显著。播种-成熟阶段天数的变化主要是由于越冬期的缩短。