期刊信息
主办:内蒙古农业大学沙漠治理研究所
主管:内蒙古农业大学
ISSN:1003-7578
CN:15-1112/N
语言:中文
周期:月刊
影响因子:1.681818
数据库收录:
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山东夏玉米土壤干旱阈值研究与影响评价(5)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】本文以土壤相对湿度为指标,依据田间试验结果,确定了山东省夏玉米苗期适宜和不适宜的土壤相对湿度范围,分别为62%—91%和<62%;穗期适宜和不适宜土
本文以土壤相对湿度为指标,依据田间试验结果,确定了山东省夏玉米苗期适宜和不适宜的土壤相对湿度范围,分别为62%—91%和<62%;穗期适宜和不适宜土壤相对湿度范围,分别为66%—92%和<66%;花粒期适宜和不适宜土壤相对湿度范围,分别为68%—94%和<68%。应用WOFOST作物机理模型,确定了夏玉米苗期无旱、轻旱、中旱与重旱阈值指标分别为53%、50%、45%与40%,穗期各程度干旱阈值指标分别为58%、48%、43%与37%,花粒期各程度干旱阈值指标分别为57%、52%、49%与45%。通过设置不同干旱程度及其持续时间,明确苗期干旱对夏玉米总叶重、总茎重与最大叶面积指数的影响最大;穗期与花粒期干旱对总穗重影响最大,对于产量形成的影响更为显著。
0 引言
【研究意义】山东省是中国粮食作物和经济作物的重点产区。夏玉米是山东最主要的粮食作物之一,其播种面积与总产分别占全国总播种面积与总产的7.3%与7.8%[1-2]。山东夏玉米的产量变化,对于保障地区乃至全国粮食安全,具有举足轻重的作用。干旱是对我国农业影响面最广、影响程度最严重的自然灾害[3],资料显示2003—2013年干旱造成我国农作物的受灾面积约占总受灾面积的51.9%[4]。干旱同样是制约山东夏玉米稳产与高产的主要灾害之一,不仅影响夏玉米的播种与出苗,还对其生长发育与产量形成造成严重的影响[5]。山东夏玉米生育期间气温高、蒸发量大,且降水分布不均,阶段性干旱频繁发生,加之夏玉米是需水较多且对干旱比较敏感的作物,受土壤水分盈亏的影响较大,干旱已成为这一地区影响范围最大、造成产量损失最重的农业气象灾害之一[6-9]。【前人研究进展】夏玉米全生育期对水分均比较敏感,尤其是拔节期、抽雄吐丝期等,水分不足将导致产量及品质显著降低[10-11]。夏玉米受干旱胁迫的影响与干旱程度、持续时间及生育进程等密切相关,特别是需水关键期受旱程度越重、持续时间越长,不利影响会越大[12-14],夏玉米产量波动的不确定性也随之增大[15]。玉米受旱后生长发育受到抑制,光合速率等生理指标显著降低,最终导致产量下降[16-18]。玉米对土壤水分胁迫具有复杂的调控反馈机制,适度的水分亏缺并不能造成减产[19]。在特定的条件下,土壤干旱存在一个临界阈值,干旱程度未超过该阈值时,作物对干旱产生适应性的变化,生理过程受影响程度较小,恢复正常供水后不减产[20-21];但当干旱程度超过该阈值,作物将受到永久性的损害,恢复正常供水后,生理指标也不能恢复正常,产量显著降低[22-23]。【本研究切入点】已有对于土壤干旱阈值的研究中,大多以田间控水试验为主[20, 24-25],并结合统计模型进行等级确定[26],或结合作物机理模型进行干旱胁迫影响模拟[27]。而针对山东土壤干旱阈值的研究相对较少,或是在相邻地区确定指标的基础上,在本地进行干旱等级的验证[26],或是以本地试验数据结果为基准,多以干旱影响评估为主[28-29],均缺乏本地化阈值指标的定量研究与确定。【拟解决的关键问题】本研究结合已有大田水分控制试验结果,确定夏玉米苗期(出苗—拔节期)、穗期(拔节—抽雄期)与花粒期(抽雄—成熟期)等3个关键生育期的适宜土壤水分阈值范围;并应用WOFOST作物机理模型,以土壤相对湿度数据驱动模型,确定夏玉米3个关键生育期的无旱、轻旱、中旱及重旱阈值指标;在此基础上,分析不同发育期内不同干旱持续天数,对夏玉米最大叶面积指数、地上部干物重等生长发育指标的影响,为山东夏玉米干旱胁迫的定量化影响评估提供依据。
1 材料与方法
1.1 数据来源
本文应用的气象资料包括山东省2010—2015年逐日最高气温、最低气温、降水量、日照时数、平均风速、空气相对湿度等基本气象资料;农业资料包括泰安等10个夏玉米农业气象观测站2010—2015年的发育期及产量结构资料,其中泰安、济阳、聊城、菏泽、莒县、潍坊、高密等观测站以郑单958为主要观测品种,淄博、胶州与莱阳主要观测品种分别为登海605、鲁丹22号及敦玉8号;各观测站历年播种期与所在地适播期一致,田间管理方式与所在地高产方式一致。
水分控制试验数据包括德州市夏津气象观测站(36°59′N,116°01′E,海拔27.4 m)2013—2015年的试验资料。该研究区土壤为黄棕壤土,前茬作物为冬小麦,0—50 cm土壤田间持水量为22.3%,土壤容重为1.58 g·cm-3,凋萎系数为5.4%[30]。试验品种为主栽品种郑单958,播种方式为人工播种,播种时间与当地夏玉米适播期一致,其中2013年为6月21日,2014和2015年均为6月10日。其他管理方式与当地高产方式保持一致。
文章来源:《干旱区资源与环境》 网址: http://www.ghqzyyhjzz.cn/qikandaodu/2021/0126/415.html