2023年新疆棉花生长气象条件分析

根据新疆植棉区64个国家基本气象站的气象观测资料及棉花生育时期、大田生长状况和气象灾情等,分析2023年新疆植棉气象条件及其对棉花生长发育的影响,为棉花生产趋利避害和提高应对极端天气的能力提供依据。

新疆阿克苏地区棉花苗期低温灾害风险评估及区划研究

【目的】低温灾害是新疆阿克苏地区棉花苗期的主要农业气象灾害之一,严重限制棉花生产的稳定性和安全性。明确阿克苏地区棉花苗期低温灾害的风险区域,可以有效提升该地区应对低温灾害的防御能力。【方法】基于阿克苏地区1961―2020年的气象资料,利用气候倾向率分析了阿克苏地区棉花苗期日最高气温、日最低气温、日平均气温和2种低温灾害(寒潮、晚霜冻)发生频次的变化趋势,并分析了4-5月寒潮和晚霜冻发生的时间分布特征。通过分析低温致灾因子的危险性指数,结合承灾体暴露度指数和防灾减灾能力,构建低温灾害的综合风险评估模型,并进行棉花苗期低温灾害的风险区划。【结果】1961―2020年阿克苏地区棉花苗期日最低气温、日最高气温和日平均气温均呈显著升高趋势,寒潮和晚霜冻发生频次呈减少趋势,寒潮在4月10日之后和晚霜冻在4月12日之后的发生率均低于20%。阿克苏地区春季低温致灾因子的危险性等级呈现出“北高南低、西高东低”的空间分布特征。综合风险区划结果表明,阿克苏地区中部和中东部的阿拉尔市、阿克苏市中部、阿瓦提县东北部、柯坪县东部边缘、新和县东部、库车市西南部与中部、沙雅县北部和温宿县东南部是低温灾害的高等级、较高等级风险区。【结论】尽管阿克苏地区春季气温升高,寒潮和晚霜冻的发生频次减少,但阿克苏地区的中部和中东部植棉区仍面临较高的低温灾害风险,需采取针对性措施以减轻低温灾害对棉花生产的影响。

新疆棉花气象服务平台功能设计与服务应用

通过构建气象站点实况数据库、气象网格数据库、气象预警数据库、历史气象数据库、农田小气候站点数据库、服务产品数据库及棉花气候适宜度评价数据库,建立新疆维吾尔自治区(简称新疆)棉花气象数据服务平台,实现棉花监测预报、灾害预警、气候图表、棉田技术服务及我的棉田5大功能,开展基于位置的格点实时数据、预报预警数据查询、历史气象数据的统计和精细化的气象为农服务产品业务服务,旨在推动新疆棉花气象服务向精准化、个性化、数字化发展,提升新疆棉花气象服务水平。

2022年新疆棉花生长气象条件分析

近60年来,新疆气候呈现出明显的“暖湿化”趋势,为新疆棉花稳产增产提供了气候资源保障。根据新疆植棉区64个国家基本气象站的气象观测资料及棉花生育期、大田生长状况和气象灾情等,分析2022年新疆植棉气象条件及其对棉花生长发育的影响,为实现棉花生产趋利避害、推进棉花产业高质量发展提供科学依据。

新疆伽师瓜生长气象条件及主要气象灾害分析

以新疆伽师瓜为研究对象,利用伽师县1981~2020年气象数据资料、2005~2020年伽师瓜发育期资料和1961~2020年历史灾情资料,分析了伽师瓜生长期间的气象条件评价指标及主要气象灾害。结果表明:影响伽师瓜发育期的主要气象因子包括播种到伸蔓期的平均气温、最低气温、最高气温,坐果期的日较差和降水量、成熟期的日照时数;4月下旬日平均温度在15~18℃时适宜伽师瓜的播种,苗期适宜生长温度范围为17~25℃;日平均气温25~30℃、平均气温日较差10~15℃时有利于伽师瓜坐果和膨大;果实生长期间的适宜温度为22~30℃,3 d以上高于35℃高温或5 mm以上持续降水不利于伽师瓜产量和品质的形成;伽师瓜生长期间的主要气象灾害是冰雹和大风,2000年以来大风危险性指数呈增加趋势,且以轻度大风灾害为主。

1963-2020年新疆天山北坡经济带主要城市气温日较差变化特征

文章利用1963—2020年天山北坡经济带上极具代表的乌鲁木齐市、阜康市、石河子市、乌苏市和克拉玛依市5个气象站逐日观测资料,对该区域近58年气温日较差的变化趋势进行了分析。结果表明:1963—2020年,天山北坡经济带年平均气温日较差均值为10.98℃,季节性差异明显,夏季气温日较差明显大于冬季;各地年平均日较差总体呈显著减小趋势,且均有不同程度的减小突变,仅阜康市和乌苏市在1976年突变显著;四季中以冬季气温日较差的减小趋势表现较强。年最低气温的升高程度比最高气温更为明显,这是天山北坡经济带气温日较差降低的主要原因。此外,不同城市环境条件的差异造成各城市气温日较差减小程度不一致。

干旱和复水对新疆膜下滴灌棉田新陆早45号生长发育的影响

为揭示不同干旱胁迫及复水对新疆膜下滴灌棉花生育时期和形态特征的影响,2020年以新陆早45号为材料,在原沙湾县乌兰乌苏镇开展不同灌溉量梯度的棉花蕾期干旱胁迫试验,即在现蕾前7 d按蕾期实际灌溉量的30%、50%、70%、90%、100%一次性灌溉,直至开花期才复水(分别记为T1、T2、T3、T4、T5)。结果表明:T1、T2处理形成重旱,T3处理形成中旱,而T4、T5形成轻旱;蕾期干旱与开花期复水使得新陆早45号裂铃期、吐絮期分别较对照提前5~9 d、4~8 d,从而使生殖生长期缩短了4~15 d;在水分亏缺的情况下,随着滴灌量的增加,叶面积指数、单株地上部干物质质量均呈增加趋势;但轻旱胁迫对植株含水量影响不大。相关研究结果可为科学制定农业抗旱对策与措施、确保棉花安全生产提供依据。

新疆棉花物候期对气候变化的响应及敏感性分析

为了研究气候变化背景下棉花物候的变化规律,对棉花生长模型COSIM进行参数调校,验证实现本地化,利用数理统计及作物模型模拟的方法,分析了棉花物候期对气候变化的响应及其敏感性。结果表明:1980—2019年,新疆棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期分别提前0.5~7.0 d/10a、0.1~5.8 d/10a、0.3~3.9 d/10a,吐絮期推迟0.1~4.7 d/10a。COSIM模型模拟棉花物候变化趋势结果与实际较一致,出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期实际值与模拟值的RMSE分别为0.9、0.7、0.6、0.7天。以1981—2010年气候条件为基准,增温0.5℃、1℃、1.5℃、2℃,各棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期和吐絮期分别提前0~2天、1~9天、2~12天和3~31天,营养生长、生殖生长分别缩短0~6天、2~22天。在气候变暖的趋势下,通过选择生育期较长的品种、调整播期等措施,可充分利用热量资源,实现棉花优质高产。

新疆北疆地区气候要素对棉花生长和产量的影响分析

农业是国民经济的基础产业,受气候变化影响较大、也是对气候变化反应最为敏感的产业。为合理高效利用气候资源,促进当地经济发展,通过对气象要素分析,探讨气候变化对北疆宜棉区棉花生长和产量的影响。因而选取1981-2020年乌兰乌苏地区棉花生长年气候因子、生长季内气象要素、棉花生长发育资料,分析了棉花生长期内气候变化特征、棉花生长发育及产量的年际变化趋势,探讨影响其差异变化的主要气象因子。结果表明,近40年来年平均气温、年降水量、年平均0 cm地温总体呈显著上升趋势。气温、地温是影响北疆地区棉花生长发育变化的关键因子;棉花各生育时期,从播种期到停长期均表现出不同程度的提前趋势,但成熟期推迟,田间生长期延长;8月和10月的各气象因素对棉花气候产量有极显著影响;气候产量与8月的各气候要素呈极显著正相关,气温、日照的增加有利于棉花产量的形成,但谨防35℃以上高温天气对棉花受精率、棉铃体积、蕾铃脱落等的不利影响。气候产量与10月各气候要素均呈极显著负相关。

新疆主要农产品价格监测与分析系统设计与实现

介绍了新疆农产品价格信息监测与分析系统的系统架构、功能模块及应用效益。系统采用J2EE体系架构,以新疆农产品批发市场经营主体为基础,综合运用数据接口抽取、人工报表导入等多种采集手段,汇集形成覆盖新疆8个地州市粮、棉、果、蔬、畜等五大类新疆主要农产品批发价格数据库,实现价格信息的实时监测、统计分析、信息发布等功能。系统的应用大大提高了农产品价格的监测与分析效率,可为各类用户提供个性化价格信息服务。

精河枸杞展叶期霜冻气象指标室内模拟研究

以3年生宁杞7号为试验对象,展叶期采用人工气候室开展低温模拟试验。设置常温(CK)、0、-2、-4、-6、-8℃共6个温度,每个温度分别持续3、6、9 h条件下观察枸杞枝条、叶片形态特征变化并测定枝条叶绿素荧光、相对电导率和叶片叶绿素含量。结果表明:随着温度的降低和持续时间的延长,枸杞枝条基础荧光和相对电导率呈上升趋势,光能转化率和叶绿素含量下降明显。枸杞展叶期温度在-4~-2℃,持续时间3 h会出现轻度霜冻。当温度在-4~-2℃,持续时间3~6 h或温度在-2~0℃,持续时间超过6 h会出现中度霜冻。当温度在-6~-4℃,持续时间>6 h或<-6℃,>3 h会出现重度霜冻。

农业源大气面源污染防治措施研究

我国是农业生产大国,农业的自给自足让社会稳定、百姓温饱。但是,农业的发展带来的大气污染越发严峻,不可忽视。探讨了农业面源污染的特征和成因,深入讨论了农业源大气面源污染的主要来源,包括畜禽养殖、化肥施用、农药施用和秸秆焚烧4个途径,以及导致污染存在的问题;针对农业源大气面源污染提出了有效防治措施,旨在有效抑制农业源大气面源污染,保护生态环境。

哈密瓜生长气象条件评价指标及主要气象灾害影响分析

以新疆哈密市中熟哈密瓜(Cucumis melo var.saccharinus)为研究对象,应用1981—2020年气象数据资料、1999—2020年哈密瓜发育期资料、1961—2020年历史灾情资料,分析了哈密瓜生长的气象条件及主要气象灾害。结果表明,影响哈密瓜生长的主要气象因子有播种期、出苗期、伸蔓期的平均气温、平均最高气温和(或)平均最低气温,坐果期的气温日较差、平均相对湿度、降水量,成熟期的日照时数等。哈密瓜苗期适宜温度为18~25℃,日最高气温>35℃或日最低气温≤13℃对苗期生长有不利影响;果实膨大期的适宜温度为25~30℃;坐果期至成熟期的高温和持续降水会对哈密瓜的产量和品质造成影响。哈密瓜生长期间的主要气象灾害是苗期大风和霜冻。1999—2020年哈密市春季霜冻和大风灾害均以轻度为主。

基于稀疏实例与位置感知卷积的植物叶片实时分割方法

植物叶片分割在高通量植物表型数据获取任务中起着关键作用。目前,多数植物叶片分割方法专注于提高模型分割精度,却忽视模型复杂度和推理速度。针对该问题,本研究提出一种基于稀疏实例激活与有效位置感知卷积的实例分割模型(ePaCC-SparseInst),实现植物叶片实时、精确分割。在ePaCC-SparseInst中引入1组稀疏实例激活图作为叶片对象表示方式,并使用二部图匹配算法实现预测对象与实例激活图的一一映射,从而避免了繁琐的非极大值抑制(Non-maximum suppression,NMS)运算,提高了模型的推理速度。此外,在实例分支中引入有效位置感知卷积(ePaCC)模块,在增大模型全局感受野的同时提高了模型的推理速度。在Komatsuna数据集上,ePaCC-SparseInst平均分割精度(AP)达到85.33%,每秒传输帧数达到43.52。在相同训练条件下,ePaCC-SparseInst的性能优于SparseInst、Mask R-CNN、CondInst等实例分割算法。此外在CVPPP A5数据集上,ePaCC-SparseInst较上述算法同样取得了更好的分割精度和推理速度。本研究提出的方法采用纯卷积的架构实现了叶片的实时分割,可以为在移动端或边缘设备上获取植物表型数据提供技术支持。

花铃期持续干旱胁迫对棉花生长与土壤干旱阈值的影响

为研究花铃期持续干旱胁迫对棉花生长的影响,以及土壤干旱阈值的定量表达和干旱阈值,以棉花品种新陆早78号为试验材料,在花铃期设计正常灌溉和不同程度干旱处理(正常灌溉用水量的90%、70%、50%、30%),测定不同处理下棉花光合作用、农艺性状和土壤相对含水量的变化规律。结果表明:各程度干旱处理与正常灌溉相比,土壤相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、叶片相对含水量、株高、蕾铃干重等均下降,且下降幅度随干旱持续时间延长而增加,最终导致产量降低;棉花光合作用和农艺性状与土壤相对含水量变化相关,存在阈值反应;以减产5%、10%、20%作为临界点,将干旱程度D值与产量、干旱持续时间进行线性相关分析,确定轻度干旱阈值为0.253,中度干旱阈值为0.387,重度干旱阈值为0.655,且干旱胁迫程度越高,干旱阈值发生时间越早。研究确定了棉花花铃期不同程度干旱胁迫下的土壤干旱阈值指标及其发生时间,为棉花大田生产合理、及时调亏灌溉提供了参考。

花铃期干旱胁迫后复水对新陆早78号干物质质量和产量的影响

为明确花铃期干旱胁迫后复水对棉花的影响,以新陆早78号为材料,于2021年在新疆乌兰乌苏农业气象试验站精准土壤水分控制试验场开展试验,研究复水对花铃期不同等级干旱胁迫(轻旱、中旱、重旱、特旱,其土壤相对湿度分别为50.8%、43.7%、33.3%和23.1%)下棉花干物质分配及产量性状的影响。结果表明:轻度干旱胁迫后进行复水处理的单株蕾铃干物质质量最大,单株蕾铃干物质质量占地上部总干物质质量的百分比较高。与持续正常灌溉的对照相比,遭受轻旱、中旱、重旱、特旱胁迫的新陆早78号在复水处理后,其单株结铃数减少,铃重降低(轻旱处理除外),蕾铃脱落率显著增加,籽棉产量分别减少2.6%、9.7%、29.0%、35.5%,轻度及中度干旱胁迫后进行复水处理的籽棉产量与对照无显著差异,其余处理的籽棉产量均显著低于对照。因此,在本试验条件下,按常规灌溉量(每666.7 m^(2)灌水45 m^(3))复水,仅能有效解除轻度及中度干旱胁迫对新陆早78号生长发育和产量的不利影响。

干旱胁迫对棉花生长发育和光合荧光参数的影响

为明确持续干旱胁迫对棉花生长发育、叶片水势、光合特性、荧光参数的影响,以‘新陆早57号’为试验材料,在土壤水分试验场内,设置3个水分处理(正常、轻度干旱、重度干旱),研究不同干旱程度下棉花发育期、叶面积、干物质、产量、叶片水势、光合荧光参数的变化规律。结果表明:随着干旱胁迫时间的延长叶面积指数、光合物质积累量、籽棉产量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,叶片水势先下降后上升,非光化学猝灭系数(qN)则呈上升趋势,且随干旱程度的加剧而增加。经统计分析,干旱胁迫下Pn、Tr、Gs与对照差异显著(P<0.05)。干旱胁迫持续15天后,重度干旱胁迫下Yield、qP、qN与对照差异显著(P<0.05),轻度干旱差异不显著。Pn、Tr、Gs、Yield、qP、qN均能反映棉花叶片水分状况,但Yield、qP、qN更为敏感。

不同阶段干旱胁迫对新陆早45号生长发育及产量形成的影响

为揭示不同阶段及不同干旱胁迫强度对新疆膜下滴灌棉花生长发育及产量形成的影响,2016年以新陆早45号为材料,在原沙湾县乌兰乌苏镇开展不同灌溉量梯度的棉花蕾期至收获期、花铃期至收获期干旱胁迫试验,即在现蕾期、开花期分别按蕾期、花铃期实际灌溉量的30%、50%、70%、90%、100%一次性灌溉,持续不灌水直至收获。结果表明:不同阶段的干旱胁迫均影响棉花的生育进程。与正常灌溉相比,蕾期各干旱处理的裂铃期、吐絮期分别提前0~14 d、4~19 d;花铃期各干旱处理的裂铃期、吐絮期分别提前0~8 d、2~6 d,并呈现出越干旱越提前的变化规律。在水分亏缺的情况下,随着滴灌量的增加,株高、单株地上部干物质质量均呈增加趋势。不同阶段不同程度的干旱胁迫均导致单株结铃数减少、蕾铃脱落率增加、籽棉产量显著下降,其中蕾期干旱处理减产40.2%~60.6%,花铃期干旱处理减产27.8%~46.4%,持续干旱导致减产进一步加剧。相关研究结果可为节水灌溉和棉花抗旱措施的制定提供一定参考。

干旱区哈密瓜生长和产量与气候要素的关系

农业是气候变化最敏感的领域之一,气候变化将对农作物产量产生巨大影响。探讨气候变化对干旱区哈密瓜(Cucumis meloL.)生长和产量的影响,明确关键影响气象因子,可为合理有效利用气候资源和防灾减灾提供科学依据。选取1981—2019年哈密瓜生长年气候因子、生长季内气象要素和1999—2019年发育期及产量资料,分析了哈密瓜生长气候变化特征、哈密瓜发育期和产量的年际变化趋势,并探讨影响其差异变化的主要气候要素。结果表明,近40年来平均气温、平均地温、日照时数年尺度和生长季内月尺度变化均呈显著上升趋势。气温、地温、≥20℃积温是影响干旱区哈密瓜发育期变化的关键因子,气候变化促使哈密瓜从播种期到座果期显著提前,成熟期推迟,全生育期不显著延长。6月和7月的热量条件对干旱区哈密瓜气候产量的影响比较显著,平均气温、日照时数的增加有利于哈密瓜气候产量的形成,但需谨防平均最高气温的上升对产量造成的不利影响。

石河子垦区蟠桃气候品质评价方法研究

通过建立蟠桃气候品质评价模型,为开展蟠桃气候品质气象认证和区域优势气候资源开发等提供技术支撑。本研究基于1981-2018年乌兰乌苏国家基准气候站逐日气象监测资料和蟠桃品质因素测定数据,采用专家评判法,建立蟠桃气候品质评价模型。结果表明:蟠桃品质评价模型由区域气候适宜性、生长期的气象条件、气象灾害及生产管理措施共4个因子构成。蟠桃气候品质认证结果划分为特优、优、一般。以模型为基础,结合果园取样检测结果,确定2018年蟠桃气候品质评价结果为优。所建立的蟠桃气候品质评价模型可用于蟠桃品质定量化评价,为消费者购买蟠桃、提高蟠桃附加值和经济效益提供科学依据。