东北三省西部春玉米适应气候变化的高产高效灌溉方案分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

黄秋婉  刘志娟  杨晓光  白帆  刘涛  张镇涛  孙爽  赵锦 《中国农业科学》2020,53(21):4470-4484

【目的】 东北三省是我国重要的商品粮生产基地之一,同时也是对气候变化最敏感的地区,因此明确气候变化背景下东北三省西部干旱区春玉米的适宜灌溉措施,对于当地春玉米高产稳产水资源高效利用有重要意义。【方法】 依据春玉米生长季积温和水分亏缺率k将东北三省春玉米潜在种植区划分为10个气候区,以东北三省西部5个水分亏缺率k>0的气候区为研究区域,基于1981—2017年的气象资料、农业气象观测站春玉米试验数据和土壤资料,对农业生产系统模型（APSIM-Maize）相关参数进行调试并验证其适用性。设置不同灌溉情景,利用验证后的模型模拟各气候区不同灌溉情景下的春玉米产量,结合水分利用效率明确各气候区不同年代的适宜灌溉措施及产量提升幅度。【结果】 （1）近37年（1981—2017年）5个气候区有效积温均呈显著上升趋势,降水量呈下降趋势。从过去37年平均来看,第一和第三气候区降水对春玉米产量的限制程度较小,分别为0—27%和0—9%,通过灌溉对产量提升的贡献较小,但能有效提高产量的稳定性（可使第一气候区产量变异系数由0.24降低到0.11,第三气候区产量变异系数由0.14降低到0.12）;第五、七和九气候区降水对春玉米产量的限制程度较大,分别为27%—69%,15%—35%,31%—51%,灌溉不仅可提升当地玉米产量,同时可使3个气候区的产量变异系数由0.54降低到0.15,0.46降低到0.13,0.65降低到0.13。表明在东北三省西部干旱区通过灌溉能达到高产稳产的目的。（2）第一和第三气候区大部分年代春玉米高产高效适宜灌溉量为40 mm,且灌溉时间对春玉米产量和水分利用效率的影响较小;第五、七和九气候区大部分年代高产高效适宜灌溉量为60—80 mm,3个气候区适宜灌溉时间分别为吐丝到吐丝后20 d、拔节到拔节后10 d、拔节到拔节后10 d。（3）与雨养条件相比,不同气候区适宜灌溉措施条件下增产幅度不同。其中第五、七和九气候区增产幅度较大,年代际变化范围为33%—86%、24%—46%和50%—77%,第一和三气候区增产幅度较小,年代际变化范围为5%—43%和9%—19%。【结论】 东北三省西部地区春玉米适宜灌溉量随纬度的升高呈减少的趋势,适宜灌溉时间随纬度的升高呈推迟趋势,且随年代的推移,气候变暖,各气候区适宜灌溉时间呈提前趋势。与雨养条件相比,各气候区适宜灌溉措施条件下春玉米可增产0—86%,其中第五、七和九气候区增产幅度较第一和第三气候区更大。  相似文献   

不同粮食作物光能利用效率研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘涛  杨晓光  高继卿  何斌  白帆  张方亮  刘志娟  王晓煜  孙爽  万能涵  陈曦  黄秋婉  柳晓庆 《农业工程学报》2020,36(24):186-193

作物产量高低主要取决于作物的光能利用效率，明确不同作物光合、光截获能力与光能利用效率的差异性，对提高作物资源利用效率和种植结构调整有重要意义。该研究以吉林省梨树县玉米、春小麦、大豆、谷子和马铃薯5种主要粮食作物为研究对象，通过2a田间试验，分析研究了不同作物不同生育阶段的光合特性、光截获和光能利用效率。结果表明：玉米和谷子在营养及生殖生长阶段的最大净光合速率均大于28.34 μmol/(m2·s)，高于其他作物，且光合作用适宜光强范围较其他作物更宽。对比作物光合有效辐射截获能力可知，玉米、大豆和谷子的光截获能力明显优于其他作物，但基于光截获能力分析需适当减小种植密度，避免种植密度过大影响作物中下部叶片发育；马铃薯和小麦则可在充分考虑水分、肥料等限制条件后适当增加种植密度来提升作物群体光截获能力；作物上部最大光截获由营养生长阶段向生殖生长阶段的过渡时期最高，对作物光能利用率的提高有重要影响。马铃薯、玉米及谷子的全生长季光能利用率显著高于小麦和大豆；马铃薯、玉米及谷子在营养生长到生殖生长过渡时期的光能利用率较其他生育期高。仅考虑产量最高，吉林梨树县优先种植玉米、马铃薯和谷子。  相似文献