高CO_2浓度和遮荫对小麦叶片光能利用特性及产量构成因子的影响

CO2和光能是植物光合作用的动力和底物,它们的变化必然引起植物光合特性和生长的变化。研究大气CO2浓度和光强变化对植物光合生理的影响,有利于认识作物对全球生态变化的生理响应机制。试验以高大气CO2浓度和遮荫为处理手段,通过测定小麦(Triticum aestivum)旗叶的光合气体交换参数、光强光合速率响应曲线和产量构成因子,分析光强光能利用效率之间的关系,研究高大气CO2浓度(760μmol.mol 1)和遮荫对小麦叶片光合特性及产量构成因子的影响。结果表明,高大气CO2浓度下,小麦叶片的净光合速率(Pn)增加;同时最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)显著升高;遮荫处理使小麦叶片的Pnmax、LSP、LCP降低。正常光照下大气CO2浓度升高使小麦叶片呼吸速率(Rd)显著下降,遮荫后大气CO2浓度升高对Rd无显著影响。大气CO2浓度升高能显著提高小麦叶片表观量子效率(AQY),而遮荫对AQY的影响因大气CO2浓度而异,高大气CO2浓度下遮荫使AQY显著提高,正常大气CO2浓度下遮荫则使AQY明显下降。高大气CO2浓度下遮荫使小麦株高、穗长增加,而穗粒数、单株穗粒重、千粒重减小。受光合特性的变化和光强限制,高大气CO2浓度下遮荫使小麦叶片呼吸增强,导致Pn下降,不利于干物质积累和籽粒产量的形成。

淮安地区气候条件对小麦产量的影响

分析结果表明 ,小麦生育前期的积温、中期的低温、中后期的光照和后期的灾害性天气是影响小麦产量的主要因素 ;在产量构成因素中 ,以单位有效穗数贡献最大 。

不同耕作方式下气候条件对冬小麦籽粒产量的影响--基于面板分位数回归模型的分析

为了明确不同耕作方式和气候条件对成都平原冬小麦产量的影响,本文运用2005-2011年冬小麦3种耕作方式(周年旋耕无秸秆还田CK,麦免稻旋WZRR,麦稻双免WZRZ)籽粒产量的面板数据,利用面板数据的固定效应模型和分位数回归模型,分析在不同耕作方式下冬小麦生育期气候因素对籽粒产量的影响作用。结果表明,3种耕作方式对籽粒产量的影响基本上一致。面板数据分位数回归动态表明:伴随籽粒产量水平的上升,拔节-抽穗期日平均温度的促进作用将不断增强,拔节-抽穗期的日最低温度,日照时数和抽穗-成熟期日照时数的正面影响均逐渐减弱;抽穗-成熟期日最高温度对籽粒产量的抑制作用随着产量水平的提升而不断加强。

盆西平原麦区小麦早播早熟与超高产的气候生态条件分析

为给盆西平原麦区稻麦两熟制条件下早播早熟型超高产小麦新品种选育提供气候生态依据,深入分析了该区小麦生育期旬平均温度、旬降雨量和旬日照时数。结果表明,该区光、热、水资源在时间上分布具有较好的同步性,从10月中下旬到翌年5月中旬的生态条件基本能够满足弱春性小麦出苗、分蘖、幼穗分化、开花结实和籽粒灌浆的需要,适当提前小麦播期,有利于开发利用10月中下旬的光、热、水资源,并延长了小麦全生育期,有利于小麦高产。综合考虑该区气候生态条件和育种现状,早播早熟型小麦品种的目标播种期、抽穗期和成熟期分别以10月20日、3月中旬和5月10日左右为宜;而产量结构以穗重型为宜,其构成因素为:穗数300×104/ha左右,穗粒数达60粒左右,千粒重50 g左右,产量7500 kg/ha以上。

华北平原极端气候条件对小麦产量影响研究

通过对冬小麦极端气象年份的气候特征与小麦地上部生理性状特征进行分析比较认为,气候对小麦一生的影响分3个阶段:返青前基础气候期、返青期气候期、灌浆气候期。在小麦生理性状的表现上以扬花期为分水岭分2个阶段,前期主要形成分蘖,分化小花、小穗,决定产量构成的亩穗数和穗粒数;后期表现干物质的有效积累,确定粒数、粒重,从而构成产量的三大因素:亩穗数、穗粒数和粒重。因此,在气候异常年份,改进播种制度,根据气候调控亩播量,可间接调控亩穗数,有效提高产量。

基于LAI和VTCI及Copula函数的冬小麦单产估测

受全球变暖影响,近年来干旱事件发生的频率和强度均呈显著增加的趋势,严重影响了农作物的产量。因此,选择合适的监测指标、构建准确的产量估测模型,对保障国家粮食安全具有十分重要的意义。以关中平原为研究区域,基于与作物长势密切相关的条件植被温度指数(VTCI)和叶面积指数(LAI),采用主成分分析法(PCA)结合Copula函数分别构建县域尺度单变量(VTCI或LAI)、双变量(VTCI和LAI)的冬小麦单产估测模型。结果表明,基于PCACopula构建的综合LAI与冬小麦的单产模型精度最高(R^(2)=0.567,P<0.001),但综合VTCI和LAI与冬小麦间的单产模型(R^(2)=0.524,P<0.001)用于研究区域2012—2017年各县(区)的冬小麦单产估测时误差分布更为集中、最大误差更小,比基于综合VTCI、综合LAI建立的估产模型的估测结果更可靠,表明应用PCACopula构建的双变量估产模型更适合大范围的冬小麦单产估测。

气候条件对春小麦产量与品质的影响

2004-2005年针对不同气候条件对不同春小麦品种的农艺性状、产量性状的影响以及同一品种在不同年份产量和品质的表现进行研究。结果表明：与2004年相比，2005年在小麦生育期间过大的水分、低温、光照少的情况下产量偏低，千粒重、容重降低，生育期推迟，品质下降，但不同品种表现出不同特点。

江陵小麦生长的气象条件及小麦产量预测

分析研究了小麦生长的气象条件，得出了影响小麦生长的最关键因子：温度、降水和日照。并以此为线索寻找小麦产量预报因子，采用统计方法建立江陵小麦产量预报方程。

不同土壤类型的土壤肥力及含水量对春小麦产量的影响

选用春小麦克丰12,结合气候条件分析研究4种不同土壤类型的土壤肥力和含水量对产量的影响效应。结果表明:3个土壤类型产量水平为沙壤质黑土>淋溶黑钙土>草甸黑钙土,产量分别为6 633.6、5305.8和5 261.4 kg.hm-2。这是因为哈尔滨地区沙壤质黑土土壤含水量适宜小麦生长,有效利用肥力,产量较高;克山农场试验区淋溶黑钙土超出小麦生长适宜土壤含水量、牙克石试验区草甸黑钙土低于适宜土壤含水量,均未能有效利用肥力,未能发挥其潜力。

气候条件对内蒙古西部黄河南岸小麦产量的影响——以达拉特旗为例

文章利用达拉特旗1981—2010年的小麦产量资料及气候资料进行统计,运用相关分析及逐步回归方法,得出灌浆期的日照时数是影响小麦产量的主要原因,播种期的气温和出苗期的风速是次要因子。运用上述气象因子建立小麦气候产量的综合关系方程,并进行检验,拟合精准度在90%以上。

河北低平原气候条件对冬小麦产量的影响

为了充分利用河北低平原区气候资源,并制定合理的小麦栽培管理方案提供依据,采用1976-2006年衡水市冬小麦平均产量以及衡水市所辖4县(市、区)气象资料,对冬小麦产量与各气象因子进行了相关和通径分析。结果表明,气象因子与小麦产量密切相关。在与小麦产量相关的35个气象因子中,有12个因子的相关系数达到了显著或极显著水平,其中灌浆期降水与冬小麦产量呈极显著相关,且直接通径系数最高,对小麦产量贡献率最大;其次是拔节期降水量和返青期降水量;4、5月份的蒸发量与冬小麦产量密切相关,分别接近显著和达到极显著水平,它们对小麦产量形成起较大的负向作用;小麦越冬期间的气温也是不可忽视的气象因素。因此,在制定小麦生产管理计划时,应将以上因素作为考虑的重点,科学设置小麦生产管理规划,及时采取相应措施,提高小麦对自然资源的利用效率。

降水和温度变化下秸秆覆盖对旱地春小麦产量及其构成因素的影响

为揭示定西地区耕作措施对气候变化下旱地春小麦产量及构成因素的影响规律,根据当地1971—2017年的气象数据,以降水、日均温度、秸秆覆盖量为可变因素,运用APSIM模型模拟小麦生长过程,分析小麦产量、籽粒数及千粒质量的变化规律。研究结果显示:产量和生物量的模拟值和实测值的均方根误差和模型有效性指数分别为135.22 kg/hm^(2)和0.83,395.97 kg/hm^(2)和0.87,验证模型模拟效果较好。在试验设计范围内,温度对产量和籽粒数的影响为负效应,对千粒质量则具有正效应;温度升高1.63℃时,千粒质量达到阈值35.33 g,然后呈现报酬递减。降水和秸秆覆盖对小麦产量和籽粒数均具有正效应,对千粒质量呈负效应。降水、温度和秸秆覆盖量对小麦产量和籽粒数的影响表现为降水>温度>秸秆覆盖量,对千粒质量的影响表现为温度>降水>秸秆覆盖量。温度与降水、温度与秸秆覆盖量对小麦产量和籽粒数的影响均呈相互抑制关系;降水和秸秆覆盖量对小麦产量和籽粒数的影响则呈相互促进关系。温度与降水、温度与秸秆覆盖量、降水与秸秆覆盖量的交互作用都对千粒质量有正效应。综合分析,秸秆覆盖可以促进籽粒数的增加,提高春小麦产量。考虑当地春小麦秸秆产出量,秸秆收获后应全部还田以促进土壤的蓄水保墒,为春小麦的高产和可持续发展提供水分补给。

不同播期对超级稻早稻产量结构的影响

为摸清超级稻种植气候生态适应性,合理利用气候资源、合理安排播种期,减轻农业气象灾害对益阳地区双季超级早稻生产的影响,以‘株两优819’为试验材料,在益阳市赫山区连续2年进行分期播种试验,分析不同播期产量结构差异性,分析产量与气候条件之间的关联。结果表明:连续2年均以第三播期产量最高,不同气候年景下,超级稻产量年际变幅增加;超级稻双季早稻全生育期随着播期延后而缩短,不同播期超级稻双季早稻的差异主要体现在生殖生长阶段;总粒数与拔节至孕穗期间日平均气温≤22℃的天数呈负相关;乳熟至成熟期间日最高气温≥35℃持续日数超过5天可作为高温对其造成明显影响的临界指标。益阳地区超级稻双季早稻适宜播种时间为3月下旬后期至4月上旬。

播期和气象条件对浚单玉米系列品种生长发育及产量的影响研究

[目的]研究浚单玉米系列品种在黄淮海夏玉米种植区的气候适应性。[方法]通过选取浚单系列4个品种,分不同播期播种,探讨播期和气象条件对该系列品种生长发育及产量的影响。[结果]各品种的生育期随播种推迟而缩短,每推迟10 d播种,生育期平均缩短6.5 d,这可能与温度升高有关。由于播期推迟,穗长、穗粗、茎粗和产量下降。浚单509和浚单29较其他2个品种产量明显偏高;积温和日照对产量的影响最大,在吐丝后尤其明显。[结论]黄淮海地区应在麦收后提早播种玉米。

开放式增温下非对称性增温对冬小麦生长特征及产量构成的影响

在江苏南京(2007-2009年)设置了全天增温(AW)、白天增温(DW)和夜间增温(NW)3种处理,研究冬小麦生长及产量构成的响应差异.结果表明:非对称性增温条件下,冬小麦的无效分蘖减少,有效分蘖增加.对照(CK)处理的无效分蘖分别是AW、DW和NW处理的2.6、1.7和3.5倍,但有效分蘖却比3个增温处理分别减少13.7%、3.2%和0.5%.AW、DW和NW处理小麦株高分别较CK提高了5.6%、4.5%和1.3%.旗叶面积分别提高了45.7%、39.4%和26.1%,开花期总绿叶面积分别提高了25.1%、29.8%和17.3%,同期绿叶比分别提高了37.7%、43.3%和38.7%.穗部性状中,AW、DW和NW处理的每穗颖花数平均比CK提高了4.1%、5.7%和1.7%,每穗实粒数分别提高了2.2%、5.3%和2.6%.AW、DW和NW处理冬小麦的粒叶比平均分别较CK降低了15.3%、8.5%和11.3%,但千粒重平均分别提高了6.9%、6.2%和11.8%,单位面积产量平均分别提高了27.0%、40.1%和18.3%.表明预期增温条件下华东地区冬小麦生产力将可能进一步提高.

利用双变量同化与PCA-Copula法的冬小麦单产估测

为了进一步提高冬小麦产量估测的精度,基于集合卡尔曼滤波算法和粒子滤波(particle filter,PF)算法,对CERES–Wheat模型模拟的冬小麦主要生育期条件植被温度指数(vegetation temperature condition index,VTCI)、叶面积指数(leaf area index,LAI)和中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)数据反演的VTCI、LAI进行同化,利用主成分分析与Copula函数结合的方法构建单变量和双变量的综合长势监测指标,建立冬小麦单产估测模型,并通过对比分析选择最优模型,对2017-2020年关中平原的冬小麦单产进行估测。结果表明,单点尺度的同化VTCI、同化LAI均能综合反映MODIS观测值和模型模拟值的变化特征,且PF算法具有更好的同化效果;区域尺度下利用PF算法得到的同化VTCI和LAI所构建的双变量估产模型精度最高,与未同化VTCI和LAI构建的估产模型精度相比,研究区各县(区)的冬小麦估测单产与实际单产的均方根误差降低了56.25 kg/hm^(2),平均相对误差降低了1.51%,表明该模型能有效提高产量估测的精度,应用该模型进行大范围的冬小麦产量估测具有较好的适用性。