昌吉绿洲春播期膜内外浅层地温变化的分析与预测

【目的】分析昌吉绿洲春播期日平均气温与5 cm、10 cm膜内外浅层地温的变化规律,构建膜内外浅层地温预测模型并检验。【方法】通过安装自动气象监测站,对昌吉绿洲2022年4月0~20 cm膜内外浅层地温进行逐日观测,采用相关分析、回归分析法分析其变化特征。将2010—2022年春播期日平均气温及地温作为基础数据进行回归分析,构建了昌吉绿洲春播期膜内外浅层地温预测模型,并代入2023年春播期地温、气温数据进行检验。【结果】(1)昌吉绿洲春播期日平均气温与5 cm、10 cm膜内外平均地温相关性显著,其变化趋势具有较好的一致性,膜内外浅层地温高度相关;(2)春播期气温变化存在较大的波动性,但整体呈现逐渐回暖增温趋势。5 cm、10 cm膜内地温明显高于地温,随着深度的增加,地温对气温变化的反应呈减弱态势。【结论】回代检验证明,浅层地温预测模型计算结果与实际值的拟合效果较好,具备实用价值。

阜新春播关键期土壤墒情变化特征及预测模型的构建

利用1981~2022年阜新近42年气象资料,分析了春播关键期耕作层土壤墒情变化特征,结果表明:近42年阜新春播关键期耕作层土壤墒情总体呈现下降趋势,气候倾向率为-0.3/10年。土壤墒情存在两个干湿变化周期,其中36~45年为主周期,12~14年为次周期,1999年发生了突变,突变后呈明显的下降趋势。阜新春播关键期土壤墒情与前一年9~11月2 min平均风速呈负相关,与空气相对湿度呈正相关,均通过了0.01的显著性检验。采用多元回归方法构建的春播关键期耕作层土壤墒情预测方程为Y=3.881ln x 1-1.873 x 2-1.559,通过了0.01显著性检验,有一定的实用价值。

辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析

利用1981—2011年辽西地区土壤相对湿度、降水和气温资料,对该区土壤湿度和降水变化特征及二者关系进行分析。结果表明:土壤湿度具有明显干化趋势,同期降水不是唯一影响因子;春播期土壤湿度与前秋降水正相关,深层相关系数为0.69,与底墒显著正相关,相关系数最高可达0.84,如此显著的正相关是由于北方特有的封冻雨,秋季降水封冻在土壤里,到第二年春季,气温升高,解冻返浆,土壤变得湿润;5月土壤湿度与同期降水呈正相关,浅层相关系数为0.67,与气温呈负相关,深层相关系数为-0.58。

底墒与磷肥互作对春小麦产量形成的影响

研究了浇底墒水和施磷肥对春小麦产量形成的影响。实验设 4个处理 :对照 (CK) ;耕作层施磷 (P) ;浇 3 0 mm底墒水 (W) ;施磷加浇 3 0 mm底墒水 (PW)。测定土壤含水量、根系生物量、地上生物量和测产等。结果表明 ,WP处理根重和中下层分配比例均较高。与 W处理相比 ,WP处理利用底墒并没有增加 ,但水分利用效率和产量均增加。决定产量的主要因素是小麦早期小穗和小花形成的数量和质量。 W和 WP两个浇底墒水的处理 ,其土壤水分利用量平均为 3 4 .6mm,略高于所浇的底墒水的量 (3 0 mm)。CK、P、W、WP等 4个处理的籽粒产量分别为 91 7.7,1 1 91 .1 ,2 5 1 6.5 ,2 73 4 .1 kg/hm2 ,水分利用效率分别为 0 .1 86,0 .1 92 ,0 .1 72 ,0 .2 0 7g/(mm· m2 )

穴播条件下地膜覆盖及播种量对春小麦土壤水盐分布的影响

[目的]在河套平原开展了地膜覆盖及穴播量对春小麦土壤水盐分布的影响研究,为减轻土壤盐渍化,提高土壤水分利用效率,实现精量化播种,促进地膜春小麦生产提供科学指导。[方法]以穴播不同量(穴播量分别为8粒,10粒,12粒,14粒和16粒)的露地春小麦为对照,监测穴播不同量的地膜春小麦对土壤水分、盐分分布及春小麦产量的影响。[结果]地膜覆盖与露地穴播的土壤水分均随穴播量的增加而降低;且从播种至灌浆期不同穴播量间的差异随着春小麦的生长而增大。相同穴播量下地膜覆盖的土壤水分在孕穗期前高于露地,扬花期后则低于露地;整个生长期地膜覆盖的耗水量略高于露地。地膜覆盖与露地穴播的土壤盐分均随穴播量的增加而降低但无显著差异,相同穴播量下地膜覆盖0-30 cm土层土壤盐分显著低于露地,30 cm土层以下则与露地基本一致。地膜覆盖与露地穴播的土壤水分利用效率均随穴播量的增加而增加,相同穴播量下地膜覆盖的春小麦产量和水分利用效率、水分产出率高于露地,千粒重和经济系数则低于露地。露地穴播的产量及水分产出率均以穴播14粒的最高,地膜覆盖的产量以穴播12粒的最高,水分产出率以穴播10粒的最高。[结论]地膜覆盖可降低0-30 cm土层土壤盐分,提高土壤水分利用效率,河套平原地膜春小麦的适宜穴播量应为当地常规露地条播量的70%至84%,即穴播10至12粒。

关键生育期持续水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响

为探讨关键生育期水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响,在典型干旱区武威开展关键生育期水分胁迫模拟试验,试验设置CK(整个生育期供水充足的对照处理)、T1(拔节期持续干旱直至生育期结束)、T2(抽雄期持续干旱直至生育期结束)3种处理。结果表明,受水分胁迫影响,T1和T2干旱处理0~20 cm和0~40 cm土壤温度均高于CK处理,并且T2处理土壤温度高于T1处理;七叶期后,干旱处理剖面土壤含水量各层变化较大,至乳熟期,T1和T2处理土壤贮水量较CK分别减少了72%、57%;关键生育期的水分胁迫主要通过影响春玉米营养生长和生殖生长来影响最终的产量,T1和T2干旱处理产量分别减少了66.4%、54.2%,产量水平WUE分别减少了23.4%、13.1%。研究结果可为春玉米关键生育期干旱发生进行定量评估提供依据,为生态系统响应阈值的确定提供了思路。

宁南半干旱地区轮种主要作物春播土壤墒情分析

宁南山区的春播表层土壤水分条件，以裸地、豌豆和春麦茬地较好，多数情况下，０～１０ｃｍ表层，２～４年逢早一次，１０～４０ｃｍ土层，４～５年出现一次水分不足。马铃薯茬地最差，０～１０ｃｍ表层，４年３旱，１０ｃｍ以下土层，表现为３年２旱。川台地的裸地、豌豆和春麦茬地好于塬地和山地；胡麻茬地春播表层水分是川台地次于山、塬地；马铃薯茬地春播表层水分是川台地次于塬、山地。抗旱播种方法：０～１０ｃｍ土层水分不具备播种出全苗时，裸地、豌豆、春麦、胡麻等茬地宜实行套二犁沟垅种植（沟深１５～２５ｃｍ），使种子撒在湿土层；马铃薯茬地可采用深沟高垅双靠栽种。旱年春播要辅以灌溉，春麦、裸地、豌豆等茬地限量灌溉，塬、山地要高于川台地；马铃薯地实行穴灌；胡麻地要蓄墒补灌。无灌溉条件时，提倡马铃薯、胡麻上山种植。

休闲期深松蓄水适期播种对旱地小麦产量的影响

【目的】解决黄土高原旱地麦区多数年份只能等雨晚播种导致产量降低等生产实际问题,研究休闲期深松蓄水和适期播种对旱地小麦产量及其构成因素的影响,以提高自然降水利用效率,构建合理群体结构,实现高产、高效。【方法】于2012—2014年度在山西省闻喜县邱家岭开展大田试验研究,以休闲期深松和当地传统耕作(对照)为主区,以9月20日(早播,T_1)、10月1日(适期播种,T_2)、10月10日(晚播,T_3)3个播期为副区,研究休闲期深松蓄水对旱地小麦产量形成的影响及播期的调节效应。【结果】休闲期深松较对照,两试验年度播种期3 m内土壤水分分别提高59—71 mm、34—52 mm;冬前分蘖数、各生育时期植株干物质量显著提高,两试验年度分别提高穗数8%—18%、8%—15%,产量19%—36%、17%—22%,水分利用效率6%—21%、10%—12%。休闲期深松条件下,越冬至孕穗期土壤蓄水量以适期播种处理最高;冬前群体分蘖数、开花前植株干物质量以适期播种处理最高,但与早播处理差异不显著;开花后植株干物质量以晚播处理最高,但与适期播种处理差异不显著;穗数、穗粒数、产量和水分利用效率均以适期播种处理最高,且与其他处理差异显著,而千粒重随播期推迟而增加。传统耕作条件下,降水少的年份(2012—2013年度)越冬至孕穗期土壤蓄水量以早播处理最高,穗数、穗粒数、产量也均以早播处理最高。此外,3个播期休闲期深松处理,穗数、穗粒数、成熟期植株干物质量、产量与开花前各土层土壤蓄水量相关性较开花后显著,且与开花前深层土壤水分相关性极显著。休闲期深松配套适期播种,播种期土壤水分每增加1 mm,两试验年度增产分别达17 kg·hm^(-2)、23 kg·hm^(-2)。【结论】休闲期深松有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒;且休闲期深松蓄水条件下,采用早播和适期播种处理均有利于形成冬前壮苗,但最终以适期播种处理穗数、产量和水分利用效率最高。总之,旱地小麦休闲期采用深松蓄水前提下,10月1日播种可优化产量结构,实现高产与高效。

耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响

于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明:休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0~300 cm土壤蓄水效益,达46.97%~240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%~13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%~7.22%、3.67%~6.53%、1.11%~3.61%、10.23%~13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%~16.87%,显著提高穗长0.8~1.7 cm,提高可孕小穗数1~3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%~15.75%和1.51%~11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1200元·hm^(-2),主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622~754元·hm^(-2)。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm^(-2),主要为耕地机械投入,增加经济效益1430~1899元·hm^(-2)。总之,休闲期深翻有利于蓄积休闲期降水,改善底墒,且结合探墒沟播更有利于提高0~300 cm土壤蓄水量,从而优化产量构成因素,实现增产增效。

内蒙古荒漠草原南缘春季消融期土壤水热变化特征及其对气象因子的响应

基于内蒙古荒漠草原南缘2009-2018年的土壤温湿度与气温降水实测数据,利用统计学、相关性分析及回归分析相结合的方法研究了春季消融期内蒙古荒漠草原土壤温湿度的动态变化及相互关系。通过研究荒漠草原在消融过程中土壤水热的变化规律及相互影响,揭示气象因子对土壤温湿度的影响,并为调整牧业发展模式及恢复生态环境提供科学依据。结果表明:在该时期,土壤温度总体呈上升趋势,土壤湿度呈先增长后下降的趋势,100 cm以上的土壤在4月中旬完全解冻;20 cm土壤温湿度呈正弦函数的昼夜周期变化,各层土壤温湿度呈显著正相关,随着土壤温度达到一定程度,土壤温湿度正相关减弱;气温降水与土壤温湿度均呈显著正相关,且不同时间尺度下相关性存在差异,气温对土壤温湿度的影响有滞后效应。得出土壤温湿度存在明显的日际与日内变化规律,土壤的日消夜冻现象明显,土壤温湿度的正相关关系在达到一定阈值后有所减弱,不同时间尺度下气温与降水对土壤温湿度的相关性存在差异性,气温对土壤温湿度的影响存在滞后效应。

黄土高原休闲期深松后覆盖播种对旱地小麦产量的影响

为明确旱地麦田休闲期深松、生育期覆盖对土壤水分的影响及其与产量构成因素的关系,探索旱地小麦增产增效的最佳蓄水保墒土壤管理技术,于2014-2016年在山西省闻喜县旱地麦田进行大田裂区试验,以休闲期深松和当地传统耕作(对照)为主区,以全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播三种播种方式为副区,研究休闲期深松、生育期覆盖播种对土壤水分和产量及其构成因素的影响。结果表明:两试验年度休闲期深松耕作显著提高了播种期土壤蓄水量,0～300 cm土层较传统耕作多蓄水达24～33 mm;越冬-成熟期土壤蓄水量提高了12%～16%,休闲期土壤蓄水效率显著提高了18%～24%,降水生产效率提高了6%～11%,水分利用效率显著提高了15%～23%。2 a休闲期深松较对照小麦产量分别提高了12%～16%、18%～24%。休闲期深松条件下两种覆盖播种模式较常规条播产量显著提高了9%～13%、8%～21%;对照条件下,产量分别提高了6%～13%、12%～19%。2 a膜际条播较全膜覆土穴播产量分别提高了3%～7%、6%～12%,降水生产利用效率和水分利用效率均以膜际条播最高。年份对产量和穗数有极显著影响,休闲期深松效果大于播种方式效果。此外,本试验条件下,穗数的形成与越冬期上层土壤水分、拔节期中层土壤水分、孕穗期深层土壤水分相关性极显著。产量的形成与越冬期上层、拔节期上层和中层、孕穗期和开花期深层水分相关性极显著。休闲期深松可实现蓄水增产,土壤蓄墒每增加1 mm,2 a休闲期增墒增产量分别达26 kg·hm^(-2)、46 kg·hm^(-2),且结合膜际条播蓄水对产量的贡献最高。总之,休闲期采用深松、生育期采用覆盖,均有利于提高花前土壤水分,增产主要通过提高穗数来实现,且降水少的年份增产效果明显。因此,休闲期深松结合生育期膜际条播处理是兼顾高产蓄水高效的耕作栽培方式。

不同土壤水分条件下宁南旱地春小麦覆膜穴播栽培效应研究初报

在宁南旱农试区就不同土壤水分条件下旱地春小麦覆膜穴播栽培效应进行研究 ,结果表明 :地膜覆盖对春小麦生长发育具有明显的促进作用 ,与露地小麦相比 ,覆膜春小麦生育进程提前 ,生育期延长 ,植珠高大健壮 ,其叶面积系数、干物质重都显著提高 ;覆膜可使春小麦单位面积穗数、穗粒数、千粒重显著增加 ,产量增加幅度达 30 .2 3%～ 45.89% ,同一水分处理 ,覆膜与露地春小麦耗水差异不大 ,但覆膜春小麦 WUE显著提高 ,增幅达 49.53% ;覆膜栽培可有效抑制农田水分的无效蒸发 ,具有明显的抗旱增产作用。

宁南旱区春小麦覆膜穴播栽培决策研究

对宁南旱区春小麦覆膜穴播条件下土壤水分与产量的关系及技术决策进行了分析。结果表明 :覆膜与露地条件下 ,春小麦产量与底墒之间均呈线性关系 ;在试验年份生育期降雨 1 43.0 mm情况下覆膜增收的临界土壤墒情为 2 82 mm,春小麦生育期不同降雨年型 (丰 :R>1 30 mm,平 :70 mm<R<1 30 mm,亏 :R<70 mm)覆膜增收的临界墒情为 2 90mm,2 90～ 350 mm和大于 350 mm,据此提出了覆膜栽培决策建议。

1981—2012年辽宁省春播期土壤相对湿度月尺度数据重建

辽宁省现有测站春播期土壤相对湿度数据存在不连续性及长时间序列缺失问题。以海城站为例,通过分析现有土壤相对湿度(0—20 cm)与气象因子及临近站点土壤相对湿度的相关关系,构建海城春播期土壤相对湿度统计回归模型,模拟缺测时段春播期土壤相对湿度。进而以此方法重建1981—2012年辽宁省20个观测站春播期土壤相对湿度月尺度数据。结果表明:海城土壤相对湿度与降水量和秋季封冻雨关联较大,相关系数分别超过0.60和0.30,与同期临近站点本溪站土壤相对湿度相关性也超过0.40,依据该3要素构建的4月和5月土壤相对湿度统计回归模型复相关系数R2分别为0.79和0.77,模拟结果与实测资料平均相对误差为2.6%,模拟效果较好;对辽宁省其他数据缺失站点构建的回归模型复相关系数均高于0.50,模型拟合精度优于85%,拟合值和实测值平均相对误差控制在15%以内,较好完成了1981—2012年辽宁省20个测站春播期土壤相对湿度月尺度数据重建。

基于秋季降水量的春播关键期土壤墒情预测

为准确预测春播关键期土壤墒情,给政府部门指导春耕生产提供超前、科学、准确的决策气象信息,本文利用阜新1981-2003年的农业气候资料,深入研究阜新春播关键期土壤墒情和秋季降水的关系,得出:阜新地区春播关键期土壤墒情主要取决于前一年的秋季降水量,并建立了预测模型。此模型在2003-2006年的关键期土壤墒情预测中得到验证,并取得了明显的服务效果。

辽宁省春播期降水的时空特征及其对土壤水分的影响

利用辽宁省53个气象站1961-2015年日降水量资料和19个农业气象观测站1981-2015月0~20 cm土壤含水量资料,应用EOF(经验正交函数)、小波分析、相关分析等统计方法对春播期降水时空分布特征及其对土壤水分的影响进行了分析。研究结果显示:(1)辽宁省春播期降水场主要有三种模态,即全局型、东西差异型和东北和西南差异型,降水场是由三种模态决定的6种表现类型,其中全省一致多、少雨年份共占58.1%。(2)辽宁春播降水呈现增多趋势,4月和5月空间变化趋势变化略有不同,且区域性变化明显;近20年极端降水事件显著增多,并存在2~3年、4年、4~5年振荡周期。(3)浅层土壤湿度与降水量相关系数通过95%显著性检验,辽东地区土壤湿度对降水的敏感性大于辽西地区。

朝阳地区开展封冻期人工增雨对改善春播期土壤墒情的探讨

利用1970-2004年实测长系列资料分析了朝阳地区降水量和春播期土壤墒情之间的相关关系,结果表明:封冻期(10-11月)降水量与春播期土壤墒情间具有极显著相关关系。因此提出:应该调整人工增雨的思路,通过开展封冻期人工增雨改善朝阳地区春播期的土壤墒情,提高人工增雨的效益和作用。

丹东地区中部春播期土壤水分特征及旱涝评价

由于春季土壤过湿造成播种推迟的现象,在辽宁省丹东地区每年都有不同程度的发生,对当地农业生产影响很大。本文利用丹东地区中部的凤城气象局观测的1987-2006年10 cm耕层的土壤湿度资料以及1986-2006年的气象资料,分析了当地历年春播期典型日(3月18日,入春;4月18日,气温通过10℃日;4月23日,春播)的土壤水分状况,用Z指数法进行的旱涝评价结果显示,分析期内当地春播期土壤水分处于正常范围的仅占20%,涝年和偏涝年占80%。

通辽市玉米春播期土壤水分预报模型

为指导农户提前采取相应的保墒、增墒措施,保证玉米适期播种和正常出苗,提高气象为农服务能力,试验应用通辽市8个旗县站气象观测资料和土壤水分监测数据,采用主成分分析法和多元回归方程建立玉米春播期土壤水分预报模型。结果表明:影响通辽市各地区玉米春播期土壤水分的气象条件大致相同,但略有差异。全市8个旗县站的预报模型总体准确率为78%,达到预期目标,模型拟合度较好。

春青稞喜马拉22号播种方式研究

为探索春青稞喜马拉22号的播种方式,本试验通过设定土壤含水量、播量、种子水分含量3个因素设置不同处理进行研究。结果表明,播量对青稞喜马拉22号产量的影响最大,其次是土壤水分含量;当播种量为150 kg/hm^2、土壤湿度为14%、种子含水量为30%时,青稞喜马拉22号产量最高。