黑龙港流域玉米不同生育阶段气象因子对产量性状的影响

明确玉米生长发育不同阶段气象因子与产量的关系,有助于确定区域最适播期。通过调整播期来改变玉米生育期内气候条件,对于抵御阶段性不良气象因子的胁迫并最终实现高产目标有重要意义。本研究以郑单958为试验材料,于2009年至2010年在黑龙港地区中国农业大学吴桥试验站进行分期播种试验,分析产量及产量构成因素与不同阶段气象因子的关系。结果显示:(1)由于年际间气象条件的差异,产量及其构成因素并非简单地随播期变化而变化。(2)在试验设定的高密度条件下,产量提升主要受千粒重的制约,穗粒数次之。(3)产量性状与不同生育阶段的多个气象因子显著相关。穗期、抽雄吐丝阶段的光照条件对穗粒数以及产量有影响;苗期、营养生长阶段气温日较差与产量显著正相关;抽雄吐丝前后的温度条件影响穗粒数;生育期总降水量影响穗粒数和千粒重的提升。该地区在调整播种时间、改进栽培措施时,上述关系应是考虑的重点。生产中可适当早播晚收,选用适宜的中晚熟品种,既可避开生育前期及籽粒形成阶段不利气象因子的影响,又可延长籽粒灌浆时间,充分利用该地区生育后期丰富的光热资源。

黑龙港流域参考作物蒸散量的时序变化和分形特征

利用位于黑龙港流域的武强、深泽、饶阳、晋州、献县5站1957-2009年日最高气温、日平均气温、日最低气温、日平均相对湿度、日平均风速、日照时数资料,采用Penman-Monteith算法,计算各站不同时间尺度ET0,采用线性趋势分析法分析其趋势倾向,并应用滑动R/S分析方法研究该流域不同时间尺度ET0时间序列的分形特征。线性趋势分析显示,各站历史上自1957年以来的ET0年总值的气候倾向率在-33.81^-10.79mm.10a-1,即均呈下降趋势,但变化倾向率不同;各月ET0倾向率在-11.27~2.02mm.10a-1,大多数为负值,其中5、6月份各站的下降趋势最大;春、夏、秋、冬季ET0倾向率为-15.87~1.30mm.10a-1,且夏季各站之间的差异较大,尤以饶阳站与其他4站间的差异最大。气候要素倾向率的对比分析表明,5站参考作物蒸散量总体下降趋势的基本特征主要是由于风速下降、日照时数减少、日最高最低气温上升造成的;5、6月份下降趋势明显则主要是由于风速下降、日照时数减少、日平均气温上升减缓、相对湿度上升明显造成的;饶阳站与其他4站差异较大的主要原因在于2、3、11、12月风速下降和日照时数减少以及日最高最低气温上升趋势减缓、相对湿度和气压下降明显,以致这些月份的ET0倾向率大于0,形成秋季和冬季ET0倾向率大于0,年尺度ET0年际变化下降趋势不明显。R/S分析结果显示,5站全年和各季ET0时间序列的Hurst指数均大于0.5,相关系数均在0.98以上,分维数均小于1.5,说明各站全年和各季节ET0时间序列变化趋势在未来一段时间内具有持续性,即ET0在未来将呈较明显的下降趋势,这种趋势在除饶阳外的其他站月均有不同程度的表现。

基于单位象元尺度的黑龙港流域农用地下水资源供需分析

水资源匮乏和土地资源相对贫瘠是黑龙港流域最为严重的资源环境问题,基于对研究区遥感图像进行监督分类后得到的农业种植结构的分析,并运用作物缺水量和地下水资源供需短缺量、供需比的计算模型,开展了单位象元尺度的农业水资源供需平衡研究。结果表明,研究区冬小麦、水果和蔬菜分布较多的区域缺水最为严重,缺水量2 400m3/hm2以上的达到1.45万km2,占总面积的42.2%。据此,提出了区域水土资源优化配置方案,即在水资源短缺、土壤盐渍化或沙化地区,以种植耐干旱和耐盐咸的作物为主;在水资源丰沛、土壤有机质含量高和保蓄能力强的地区,以种植对水土资源要求高的作物为主。

近30a河北省低平原区黑龙港流域农田土壤肥力演变

为分析河北省黑龙港流域农田土壤的肥力演变情况,利用1980s、2000s和2010s不同时期的土壤肥力调查数据,对河北省邯郸、邢台、衡水和沧州4个地区的农田土壤肥力演变进行了分析。结果表明:近30 a河北省低平原区农田土壤有机质、全氮和速效磷含量均有不同程度的提高,增幅分别为48.45%、41.90%和228.79%;速效钾含量增幅为-18.24%,略有下降。总体而言,近30 a河北省低平原区土壤肥力得到了明显改善,对作物稳产和高产提供了保障,促进了作物产量的提高。

黑龙港流域麦区冬小麦节水高产栽培技术规程

河北省小麦节水刻不容缓,要解决粮食安全和节水的矛盾,必须应用节水小麦品种及配套栽培技术。介绍了包括节水高产品种选择、配方施肥、精细整地、播后镇压、巧浇冻水、病虫草害防治、干热风预防等一整套冬小麦节水高产配套栽培技术,为黑龙港流域麦区及其他缺水麦区节水技术的推广应用提供参考。

黑龙港流域野生植物资源的初步调查

对黑龙港流域野生植物资源进行了初步调查。结果表明:黑龙港流域的野生植物资源可分为野生药用植物、野菜植物、野生饲料植物、野生纤维植物、野生蜜源植物、野生观赏植物和野生种质资源七大类,并对其分布特点进行了简要说明。

地下水埋深对棉花灌溉制度的影响

针对黑龙港流域地下水位总体趋势持续下降的现象,结合沧州市南皮县棉田的原位试验,采用HYDRUS 1D模型进行数值模拟,分析不同地下水埋深条件下,地下水对棉花根系层的补给作用对灌溉制度的影响。结果表明,当全生育期地下水平均埋深为1.5、2m时,地下水对棉花根系层的补给量相当于实验棉田0.5~1.5倍的灌水定额。由此制定3种（1.5、2、3m）地下水埋深条件下不同降水水平年的棉田灌溉制度：播前灌之后,50%水平年不再灌溉;75%水平年当地下水平均埋深为3m时,灌一次花铃水;85%水平年在地下水平均埋深为2、3m时,各灌一次花铃水。地下水补给作用对棉花根系层土壤含水率存在着不可忽视的影响,特别是当地下水埋深不超过2m时制定棉田的灌溉制度应充分考虑地下水的补给作用。

黑龙港流域微地貌与地下水埋深对土壤潜在盐渍化的影响

[目的]对近年河北省曲周县土壤潜在盐渍化进行多方位评价,为预防土壤盐渍化提供科学依据。[方法]通过微咸水灌溉试验、土壤剖面观测和土样分析,从海拔高度、土层深度、地下水埋深、土壤质地几个方面对黑龙港流域土壤盐分运移以及其对土壤潜在盐渍化的影响进行探讨。[结果]从区域角度分析,降雨和用微咸水灌溉加剧了表层盐分向下层淋洗的可能性,从而使土壤盐分多在40—100cm土层聚集。质地较为黏重的土层阻止了土壤盐分的运移而聚积在该土层之上,为土壤潜在盐渍化创造了条件。土壤盐分含量与海拔高度呈现出很好的相关性,其复相关指数R2=0.76。HCO_3^-的表聚现象比较明显,各土层土壤SO_4^(2-)离子和Ca^(2+)离子与全盐含量之间达到了显著和极显著相关(0.88*~1.00**,0.89*~0.97**),Ca^(2+)离子与SO_4^(2-)离子之间达到了显著和极显著相关(0.86*~0.97**)。[结论]微地貌和土体构型的变化将会影响到土壤盐分的重新分配,进而对土壤潜在盐渍化有重要影响。

黑龙港典型县域农业气候资源变化特征分析

本研究利用黑龙港流域典型县域(南皮县)1967-2015年逐日气温、降水、日照等气象资料,应用有序聚类分析与气候倾向率数理统计方法,分析农业气候资源变化特征,旨为探寻农业气候资源变迁规律及区域农业可持续发展提供研究依据。分析表明,南皮县年均气温有升高趋势,每10年平均升高0.263℃,以冬季增温最为显著,每10年平均升高0.531℃;稳定通过0℃与10℃的活动积温呈上升趋势,每10年分别平均增加62.82℃和49.75℃。年均降雨量有减少趋势,不同季节增减不同,春季降雨量略有增加,其他季节不同程度减少。结合当地粮食生产布局,冬季积温增加对小麦种植和生长有一定影响,夏秋季降雨减少增加了玉米产量不稳定性。

基于Sentinel 2A/B时序数据的黑龙港流域主要农作物分类

黑龙港流域是中国季节性休耕的试点区域,利用遥感技术及时、准确监测该区域的农作物种植结构,对于精准评价休耕政策的实施效果具有重要意义。本研究以黑龙港流域南部区域为研究对象,采用2019年1-12月的21景Sentinel 2A/B为数据源,构建3种植被指数的时序数据集,结合作物典型时相多光谱数据,采用随机森林法提取研究区内冬小麦、夏玉米、棉花、大蒜、蔬菜等农作物信息,并结合野外调查数据对分类结果进行验证,对比分析不同特征参数提取农作物信息的精度。结果表明,归一化差值红边指数(NDRE1)+典型时相多光谱数据(S2_(0831))取得了最高的总体精度和Kappa系数,其值分别为87.27%和0.85。采用归一化差分植被指数(NDVI)+S2_(0831),冬小麦-夏玉米、大蒜-夏玉米2种双峰型轮作农作物的用户精度最高,分别为94.92%和86.41%。采用S2_(0831)+NDRE1,蔬菜及棉花2种单峰型农作物的用户精度最高,分别为91.95%和91.67%。因此,在黑龙港流域农作物的精细分类研究中,结合Sentinel 2A/B植被指数时序数据与典型时相多光谱数据进行分类的精度较高,可用于该区域农作物种植结构监测及休耕政策执行效果评价。

黑龙港流域不同浇水次数对小麦的影响

为探讨适合黑龙港流域种植的小麦品种以及配套的节水稳产技术,研究了不同浇水次数对小麦产量的影响。结果表明:为节约水资源,宜优选春季灌水1次,在拔节期浇水,结合浇水追施尿素225 kg·hm^(-2);在同等土壤肥力和栽培条件下,为提高产量,宜优选烟农172、尧麦16、邯115276、洛麦7号和济麦23;3种浇水处理条件下,株高均直接或间接地对产量产生显著影响,一定程度下株高越高产量相应越高。

黑龙港流域大气颗粒物多时间尺度变化特征分析

利用2016~2019年PM 2.5和PM 10监测数据,分析了黑龙港流域不同时间尺度大气颗粒物的变化特征.结果表明:2016~2019年,黑龙港流域大气颗粒物质量浓度呈逐年下降趋势,但污染程度仍较高.相比于2016年,2019年PM 2.5和PM 10质量浓度分别降低31.2%和25.0%;2019年PM 2.5和PM 10质量浓度仍表现为超标,分别超出《环境空气质量标准》年均二级标准质量浓度限值1.1和0.8倍,PM 2.5污染程度要高于PM 10.PM 2.5和PM 10质量浓度冬季最高,夏季最低,最大值出现在12月和1月,最小值出现在8月;PM 2.5月变化曲线呈“U”字型,PM 10月变化曲线呈“V”字型.大气颗粒物质量浓度为白天低,夜间高,且白天变化幅度较大,夜间变化趋势平缓.不同城市大气颗粒物时间变化特征表现出一定的差异性,沧州和衡水大气颗粒物日变化曲线为双峰双谷型,石家庄、邯郸、保定、邢台为双峰单谷型;保定PM 2.5浓度降低率最高,衡水PM 10降低率最高.