本研究旨在探讨内蒙古兴安盟半干旱区主要作物(玉米、花生和谷子)的耗水规律及其与自然降水的关系,以优化区域作物布局及农田水资源管理。基于扎赉特旗国家科技示范园区提供的气象数据,采用FAO-Penman Monteith公式法和水量平衡法对内蒙古兴安盟半干旱区玉米、花生和谷子等主要作物的耗水规律进行了估算,并分析了各作物间的水分利用效率差异。研究表明,在所考察的主要作物中,大豆在整个生育期的田间耗水量最多,且存在较大程度的水分亏缺;其次为玉米;而花生和谷子的田间耗水量较少,水分亏缺量相对较低。从水分利用效率的角度考量,建议区域内作物优先种植顺序为:玉米>谷子>花生>大豆;从水分经济效益的角度考量,区域内作物优先种植顺序为:花生>玉米>谷子>大豆;优先灌溉的作物顺序为花生>谷子>玉米>大豆。大豆种植应该采用玉米大豆间作模式,水分利用效率和水分经济效益相对较高。研究成果可为当地合理规划农作物种植结构、高效利用有限水资源提供科学依据。
为了研究气象条件对河套灌区向日葵籽仁内在品质和籽粒外观品质的影响,本研究采用分期播种试验,记录向日葵发育期,并化验向日葵籽仁亚油酸、油酸等物质的含量。同时,统计向日葵籽粒锈斑发病率、病情指数和葵螟蛀食率,利用Excel分析向日葵籽粒内在品质和籽粒外观品质与气象条件的数值关系。研究表明,开花—成熟期水汽压、相对湿度、日均气温、日照时数、日均最高气温、日均最低气温、降水量各气候因子与向日葵亚油酸、油酸含量密切相关。对亚油酸的影响多数呈开口向下的抛物线特征;对油酸和葵螟啃食率的影响多数呈开口向上的抛物线特征,对籽粒锈斑病发病率的影响多数呈指数曲线下降趋势。播种期早晚对向日葵内在品质和外观均有明显影响,兼顾2种都高的播期,应该选在5月25日—6月2日为最佳播期;开花—成熟期日照时数为393.3~396.4.8 h时,可大幅提升向日葵亚油酸含量,降低油酸含量;开花—成熟期平均相对湿度为58%~59%时,向日葵的品质能够明显提升;开花—成熟期平均气温为19.0~20.8℃时,向日葵内在品质和外观均有明显提升;开花—成熟期降水量对向日葵品质有明显影响,当降水量为42~44 mm时,可大幅提升向日葵的亚油酸含量;当降水量为46.9 mm时,葵螟啃食率最低;开花—成熟期降水量、相对湿度、水汽压均与向日葵锈斑病发生指数呈负相关关系,随着水分和湿度的增多,喜旱害虫蓟马数量锐减,因而,锈斑病发病指数随之减少。此项研究在指导向日葵种植优化产品满足市场需求以及促进健康方面将发挥重要作用。
为了探索不同播期下施氮量的变化和CO2浓度升高对半干旱地区小麦产量及生物量的影响。本研究利用调参后的APSIM模型,设置了3个不同播期,分别为早播ESW(3月3日)、正常播NSW(3月19日)、晚播LSW(3月31日),5个施氮处理N1(0 kg/hm2)、N2(52.5 kg/hm2)、N3(105 kg·hm2)、N4(157.5 kg/hm2)、N5(210 kg/hm2)和5个CO2浓度C1(370 ppm)、C2(420 ppm)、C3(470 ppm)、C4(520 ppm)、C5(570 ppm)的模拟实验。结果表明:APSIM模型在试验区有较好的适用性;施氮量和CO2浓度均对旱地春小麦产量和生物量产生影响,且不同播期下的影响各不相同。随着播期的推迟施氮量和CO2浓度对小麦产量和生物量的影响均表现为正效应,施氮量的影响远大于CO2浓度的影响;在特定施氮量和CO2浓度下,播期选择对产量和生物量有显著影响,正常播种期通常产量较高,而晚播则有利于生物量的积累。当气候和土壤条件变化时,通过调整播期可优化小麦生产。如当施氮量为N4、CO2浓度为C1时,正常播下小麦产量最大,晚播下小麦生物量最大。本研究对于指导半干旱地区小麦生产具有重要意义。在实际生产中,可以根据当地的气候和土壤条件,通过调整播期、施氮量和CO2浓度等参数,来优化小麦生产,提高产量和生物量。特别是在全球气候变化和农业生产面临诸多挑战的背景下,这一研究为半干旱地区小麦生产的可持续发展提供了有力的支持。
为实现高淳春茶采摘的“早、新、优、价”,优化高淳地区茶叶采摘时间,助力茶农、茶企降本增效,基于高淳实际情况,建立最适宜有效的开采期预报模型开展高淳春茶开采期相关分析,以应用于实际生产。本研究基于2012—2023年高淳淳青茶园‘乌牛早’首次采摘日序值与同期气象资料,应用积温和逐步回归方法,分别构建积温预报模型和逐步回归预报模型。研究表明,积温预报模型存在较大不确定性,逐步回归预报模型的预报结果与实际相比更为理想,其中1月上旬的日平均气温、1月中旬平均相对湿度、1月中旬日照时数以及2月上旬平均温度小于4℃日数均是影响高淳‘乌牛早’开采期的关键气象因子,预报值与实际误差绝对值大部分在1 d以内,逐步回归预报模型具有实际生产指导作用,可为当地茶农茶企实际采摘提供合理精准建议。
为了满足现代农业发展的精细化服务需求,建立日光温室雪灾预警,指导农户提前采取有效措施,做好灾前防御,减少或避免雪灾造成的经济损失。本研究采用极值概率分布模型对青海省河湟谷地13个县区1978—2021年最大积雪深度观测资料进行分析,计算了30 a重现期日光温室坡度角为30°、35°和40°的最大雪压,得到日光温室雪灾临界指标。在此基础上选取1985—2021年河湟谷地日光温室实际雪灾资料、积雪深度资料,以各雪灾年造成的日光温室损失率作为因子,依据计算标准化降水指数不同等级灾害占总灾害比例的方法,确定日光温室雪灾不同强度等级的阈值,再根据积雪深度和温室损失率的函数关系,构建基于日光温室损失率的雪灾预警指标,将日光温室雪灾预警等级分为轻度、中度、重度三级。此方法对日光温室雪灾指标划分提出新的思路和方法,不仅简单,而且具有地域普适性,便于气象服务业务应用。
培育世界一流学科是建设世界一流大学的重要基础,科学构建一流学科建设评价体系,重视其底层数据来源及其计算方法,将第三方评价体系作为重要的评价参考体系,对促进一流学科建设具有重要意义。本研究利用Web of Science数据库的底层数据和InCites科研分析工具,通过对中国排名靠前的中国农业大学、华中农业大学、南京农业大学、西北农林科技大学和华南农业大学这5所农业高校进行分析,从学术整体产出、科研质量、科学合作、热点主题等方面探讨了其发展态势。分析结果表明,农业高校建设应重视高水平科研产出,促进优势学科发展,加强学科与实践结合,并结合国家战略和社会需求明确发展方向,进行学科布局。
本研究通过设计凉州皇冠梨气候品质评价指标,探讨了果品品质气候品质认证方法,为开展本地优质梨气候品质认证提供技术支撑。利用2016—2022年在选定试验地气象观测资料及果品品质观测资料,通过相关性分析找出与皇冠梨果品品质有明显生物学意义的气象因子,通过这些敏感气象因子,利用熵权法,建立关系矩阵、评判集、权重集、设计皇冠梨品质气候评价指标。结果表明:(1)本地皇冠梨生育期温度适宜指标为:开花期10~16℃、挂果期12~18℃、幼果成熟到成熟期15~25℃,有效降水量为≥0.1 mm;(2)影响皇冠梨主要品质敏感气象因子是成熟期和营养累计期内的气象因子。(3)皇冠梨气象评价是从适宜气候条件中除去灾害性的天气影响,评价结果划分为特优、优、一般3个等级。(4)以2022年实验基地皇冠梨观测数据为例,综合评价了其果品品质,综合得出成熟期评价86.865分,属于优等品。本研究气候品质综合评价方式不仅在模块构建上有别于现行的定性模式,更在数据分析、标准建立上突出了创新,适用于本地皇冠梨气候品质的定量评价。
本研究利用伊犁河谷昭苏县气象站点1956—2022年逐月气温、降水数据及牧草生育期数据,通过标准化降水蒸散指数(SPEI)、回归分析、Mann-Kendall检验等方法,对伊犁河谷高海拔地区牧草生长季(4—8月)干旱变化特征进行了分析。结果表明:1956—2022年昭苏县年平均气温为3.5℃,以0.3℃/10 a的倾向率极显著上升,年降水量为509.3 mm,总体呈现年际差明显,呈不显著的增加趋势。昭苏县牧草全生育期的干旱频率为16.4%,其中重旱发生的概率均为7.5%;返青期、分蘖期、抽穗期、开花期中旱以上的干旱频率分别为13.4%、16.4%、22.3%、22.4%,返青期呈现不显著的干旱化趋势,分蘖期、抽穗期和开花期呈现显著性干旱化趋势。研究结果以期为昭苏县牧草干旱灾害的监测、预警及风险防御提供科学理论依据。
旨在建立一套针对河北省中南部地区设施蔬菜生产中低温致灾的气象服务指标体系,以期为开展温室冻害风险等级预警预报提供支撑,进一步提升农业气象服务精准度。于2017年12月—2022年2月,研究在典型节能型日光温室中,以‘津优6号’黄瓜为试材,并张挂遮阳网建立低温寡照环境,开展了一系列盆栽试验来探究低温寡照对日光温室黄瓜幼苗生长的影响。采用通径分析,明确对温室低温环境形成温室外气象要素,并依据室外气象要素进行了温室低温日数的聚类分析。结果表明:(1)冀中南日光温室低温致灾的室内最低气温指标为10℃;(2)温室内日最低气温与当日日照、前日最低湿度和前日日照相关不显著,与其他气象因子均呈极显著或显著正相关;前日平均气温、最高气温,当日平均气温、最低气温及前日最低气温较低时,温室内的日最低气温下降明显,易造成温室内的黄瓜等瓜果蔬菜致灾;(3)根据温室外天气条件将冻害分为3种类型:晴冷型、寡照型、混合型,2017年12月—2022年2月不同类型冻害日数分别为12 d、22 d、36 d,分别占总日数的17.14%、31.43%、51.43%,建立了三类群室内最低气温与室外显著相关气象要素的回归模型。研究结果明确了冀中南日光温室低温致灾的室内气象指标并对低温致灾类型进行了划分,为温室冻害风险等级预报提供了支撑。
本研究深入探讨了河北省苹果种植面临的极端干旱情况,旨在通过分析其时空变化趋势和特征,为河北省苹果产区科学灌溉提供理论依据,进而促进地方特色农业的发展和水资源的有效利用。研究基于河北省142个地面气象站的资料,运用地表湿润指数和小波分析方法,对1981—2020年间近40 a苹果生长季极端干旱时空特征进行了综合研究。结果表明:(1)时间变化上,近40 a来,河北省苹果生长季极端干旱发生频数年均0.7~3.5次。苹果生长季内各生长期极端干旱发生次数从高到低依次为:初始生长期(萌芽—开花期)、生长后期、果实着色期、幼果期、果实膨大期。年代际间,1980s最高,2000s最低,2010s呈现回升的趋势。(2)空间分布上,苹果生长季干旱发生总次数呈现东北部少、西北和中南部多的特征,年内各物候期,极端干旱发生次数南部地区高于北部地区,但果实膨大期、生长后期极端干旱发生次数高值区集中在冀西北地区。全省范围极端干旱的变化周期为4~8、7~11、16~20 a。极端干旱频数在苹果幼果期、生长后期于2010s呈现回升趋势,生产上应引起关注和重视。
通过研究物候期对气候变化的响应,评估农户对气候变化认知水平,实施气象为农服务提质增效行动,基于三江平原佳木斯市1993—2022年的物候期、1961—2022年气温和降水量、农户气候变化感知数据,利用数理统计方法,分析气候变化与物候期关系及农户对气候变化的感知。近30 a三江平原春季物候期变化均呈提前趋势,秋季物候期变化均呈延后趋势,蒲公英物候期趋势变化最为显著,蒲公英萌芽日期提前,变化速率为5.5 d/10 a,黄枯日期延后,变化速率为10.6 d/10 a;春秋季温度、降水和春秋季物候期之间的相关系数,共有8对极显著相关和6对显著相关,其中正相关有7对,负相关有7对,春季物候期的变化主要是受温度影响,秋季物候期变化则是降水量影响;农户对温度变化感知结果与实测数据基本一致,准确率达到80%以上,农户感知到的降水变化趋势与气象实测数据存在差异,准确率达到58.0%,自然现象物候期感知结果准确性低于温度和降水变化感知结果。三江平原物候期随着温度升高及降水增加,出现日期提前,结束日期延后,物候期呈延长趋势,农户对农业生产相关的气候变化感知更为敏感,也相对准确。研究结果为农业生产制定有效的气候变化适应政策提供科学依据与借鉴。
本研究基于2018年的土地利用变更调查数据,针对哈巴河县113个行政村的农用地整理潜力进行了综合分析。通过GIS空间分析和层次分析法,从数量和质量2个维度对耕地潜力进行了测算。研究发现,哈巴河县农用地整理区面积为34482.41 hm2,其中现有耕地面积为30904.50 hm2。经测算,农用地整理的数量潜力为可增加耕地2900.05 hm2,新增耕地系数为8.41%。结合当地农作物种植结构体系测算农用地整理可增加耕地产能为3479.28 t。显示哈巴河县农用地整理潜力较大,根据新增耕地系数及耕地质量将整理潜力划分为4个等级。研究结果指出,哈巴河县农田建设应配套完善水利、道路等基础设施,加强农田防护,并通过农业生物科技措施改良土壤,提高耕地质量,提升土地利用率和耕地的产出效能。研究为该地今后土地整治规划提供了基础和依据。
本研究旨在全面分析国内糯玉米研究的动态趋势。通过检索中国知网(CNKI)期刊数据库,收集了2002—2022年间的期刊论文作为研究样本,并运用Excel、SATI和VOSviewer等工具进行多维度分析,包括发文量、研究机构、作者、期刊、高被引论文以及关键词共现等方面。结果显示,在此期间,中国糯玉米研究全部期刊发文量年均229篇,核心作者共343位;核心期刊年发文量年均59篇,核心作者共146位。山西省农业科学院发文量最多,扬州大学核心期刊发文量最多。《农业科技通讯》载文量最多为254篇,占文献总量的5.27%。核心期刊《玉米科学》载文量最多为157篇,占文献总量的12.66%。高被引文献发表期刊学术层次高,《中国农业科学》《作物学报》,《玉米科学》刊高被引文献量的50%以上。关键词共现图显示,糯玉米研究主要涉及以下方面:(1)糯玉米栽培方面的,包括栽培模式和栽培因子对糯玉米生长规律和产量的影响;(2)关于糯玉米品质方面的,包括糯玉米的淀粉特性和营养价值;(3)糯玉米种质资源和育种技术;(4)糯玉米生物逆境研究;(5)非生物逆境对糯玉米生长的影响;(6)糯玉米产业发展存在的问题及发展对策;(7)糯玉米加工保鲜技术。未来研究可以聚焦于高品质糯玉米种质创制、品质研究、高效育种技术体系的研发、优质新品种的选育以及标准化高效种植技术的探索。
黑龙江省是中国优质粳稻生产核心种植区,开花期多雨寡照复合发生,严重影响寒地水稻结实率和产量。为了保障国内优质稻米的供应及国家粮食安全,本研究旨在构建一个针对多雨寡照复合发生的判识指标,并定量评估其对产量的损失。通过整合气象数据、水稻生育期信息、产量资料以及历史灾情记录,运用多层灰色关联分析法探究致灾因子、作物产量结构与相对气象产量之间的灰色映射关系。据此,建立了寒地水稻多雨寡照复合指数(RSCI)和一个描述复合逆境与产量损失率关联度的模型。利用K-均值聚类分析方法和历史典型灾害年份数据确定了灾害的临界值和等级,进而形成了评估多雨寡照复合发生导致产量损失的评估指标体系。本研究明确了寒地水稻在不同等级(轻度、中度、重度)多雨寡照条件下的临界阈值和相应的产量损失率,历史灾情验证显示多雨寡照判识率达到100%,产量损失率判识准确率超过80%。在1958—2021年间,全省水稻不同程度多雨寡照的发生频率呈轻度高于中度高于重度的趋势,且北部农区的发生频率高于南部农区。该研究成功构建了一套多雨寡照复合发生的判识指标,为定量化评估产量损失提供了重要的技术支撑。
选取大同市云州区作为研究区,基于DSSAT模型,在基准年和未来气候变化情景(2个CO2浓度:450、550 μmol/mol;2个增温:1.5、2.0℃)下开展40个播期和7个温度敏感系数处理的模型模拟试验,其中认为450 μmol/mol CO2伴随1.5℃增温、550 μmol/mol CO2伴随2.0℃增温情景为未来最可能发生的气候变化,以此探讨未来晋北地区马铃薯最适播期以及品种耐热性的变化特征,并定量分析采取改变最适播期或改变品种措施的增产效应。结果表明:气温升高、CO2浓度增加均使马铃薯最适播期提前,且未来最适播期变化主要源于气温的增加,其中450 μmol/mol CO2伴随1.5℃增温、550 μmol/mol CO2伴随2.0℃增温,最适播期分别提前4、5 d;采取最适播期管理措施后,通过改变播期将给450 μmol/mol CO2伴随1.5℃增温、550 μmol/mol CO2伴随2.0℃增温情景分别带来10.2%、20.7%的增产,此时的产量将比基准年产量分别增加12.3%和20.8%;采取改种温度敏感性高的品种,提高品种的耐热性,可以适当提高产量,但提高幅度有限。因此,未来晋北地区可采取播期提前或辅以培育温度敏感性高的新品种来降低未来气候变化的影响,保证马铃薯稳产高产。
花期低温阴雨是四川盆区油菜的主要气象灾害之一,本研究旨在通过预测四川盆区油菜花期低温阴雨灾害,为防灾减灾提供科学依据。本研究基于1961—2020年四川盆区101个站点油菜花期低温阴雨灾害损失评估结果,依据灾损率,将各站点60 a灾害序列划分为5个状态;利用马氏性检验筛选站点序列,选取满足预测条件的序列;对通过马氏性检验的站点序列,建立叠加马尔可夫链、加权马尔可夫链、改进叠加马尔可夫链、改进加权马尔可夫链模型预测油菜花期低温阴雨灾害,并对结果进行回代和预测检验。结果表明,4种模型均有一定的预测能力,其中改进后的模型预测总正确率较改进前有明显提高,且各等级灾害的预测正确率分布较改进前更加均匀,表明改进后的马尔可夫模型具有更好的预测效果。
研究影响大豆生长和产量的关键气象因子,为辽宁西北地区大豆生产提供参考。以大豆品种‘铁丰18’、‘铁丰29’和‘铁丰31’为材料,采用线性诊断和积分回归法建立温度与产量有效性数学模型分析方法,进行分期播种定位观测,探讨大豆生长及产量对热量条件的响应。结果表明:大豆播种下限温度为8.0℃,适宜播种温度为15~20℃,5月中下旬播种产量最突出。大豆出苗—开花期需要≥10℃积温量在1140.0℃·d以上,开花—成熟在1210.0℃·d以上,大豆全生育期需要≥10℃积温量在2580℃·d以上。积温与产量呈抛物线函数关系,≥10℃积温在2800~3060℃·d之间是大豆高产热量指标。大豆存在3个温度关键期,分别是6月上中旬大豆开花迅速生长期、7月中下旬大豆开花结荚期和8月中下旬鼓粒期,其中6月上中旬气温影响产量33.7 kg/(hm2·℃),7月中下旬气温影响产量-17.5 kg/(hm2·℃),8月中下旬气温影响产量10.6 kg/(hm2·℃)。分析结果表明,在水分条件满足的情况下,气温因子变化是决定大豆产量及构成的决定因素。试验研究结果对辽西北地区发展大豆产业应对气候变化起到积极的指导作用。
为进一步了解农业气象服务需求和效益,采用2021—2022年全国农业气象服务需求和效益评估调查数据,通过统计分析从农业气象服务用户需求和服务供给两大维度,对农业气象服务产品内容、产品时效、服务形式以及服务渠道等内容的供需情况进行了对比分析研究,在此基础上,对农业气象服务贡献率和经济效益进行了测算。研究表明:(1)气象为农服务具有很强的决策服务属性,政府/行政机关或事业单位是当前的服务主体。种植业、农业保险、农业管理是当前气象为农服务的主要服务领域,特别是种植业。(2)农业用户对气象服务需求旺盛,绝大多数的农业气象产品能满足用户需求,少数产品在内容、时效、服务方式和渠道等方面与用户需求仍存在一定差距。(3)农业气象服务效益显著。农业气象服务贡献率为4.84%,全国农业气象服务效益值为3472.6亿元。在此基础上提出建议,以期为气象部门优化农业气象服务供给提供参考和支撑。