农业气象
本研究旨在揭示织金县复杂山地地形下水稻种植的农业气象条件，并进行气候适宜性区划。通过数理统计法分析水稻气象产量与气象要素的相关性，识别出影响水稻生长发育的关键气象因子，采用多元线性回归方法构建了适用于织金县的水稻气象产量预报模型，并验证了其预报精度。同时，结合气象和灾害资料，以及灾害指标体系，运用GIS空间分析技术进行气候适宜性区划，绘制了织金县水稻种植气候适宜性区划图。结果表明，5月下旬的平均气温和日照时数，6月下旬的降水量，7月中旬的降水量和日照时数，8月上旬的平均气温和降水量，以及9月上旬的降水量，是影响织金县水稻生长发育的显著气象因子。构建的预报模型验证结果显示，平均预报准确率高于90%，表明该模型具有较高的可信度和区域适用性。气候适宜性区划图显示，织金县中部偏南偏西的乡镇最适宜种植水稻，而北部及东部乡镇的适宜性较差。本研究所建预报模型对织金县水稻产量具有较好的预测能力，生成的气候适宜性区划图清晰揭示了区域差异，可为优化当地水稻种植布局、规避气象灾害风险、提升单产水平提供直观的决策依据。
本研究旨在探究东北三省大豆各级生产潜力时空变化规律及其变异系数、距平百分率、实现率等分布情况，提出生产潜力开发利用对策。以东北三省1961—2020年逐日气象数据和研究区大豆作物系数为基础，运用“逐步订正法”计算了东北三省各地大豆的光合、光温和气候生产潜力，在此基础上利用Arcgis进行分析。结果表明，东北三省生产潜力空间分布情况为光合生产潜力、光温生产潜力分布趋势都是由北向南递增，气候生产潜力是辽宁东部最高，吉林中部和黑龙江中南部次之，黑龙江西北部最低。光合生产潜力距平变化率在-18%~11%，变化区间接近30个百分点；光温生产潜力和气候生产潜力距平变化率范围都较大，有70~80个百分点。光合生产潜力变异系数大多在5%以下，光温生产潜力变异系数大多在10%以下，气候生产潜力的变异系数最高达到20%左右，最低也在10%以上，气候生产潜力较光温和光合生产潜力的稳定性较差。东北三省大豆实际产量空间分布情况与生产潜力实现率分布情况比较匹配，均为吉林中部和黑龙江东部较高，可选择在各级生产潜力实现率都较高的区域进行大豆扩种，适当提升高标准农田建设标准，兴建灌溉、排涝设施保证水资源的最优供应，将有效提升光温资源对于大豆产量提升的贡献。
为了研究辽宁省玉米生长季的水分平衡状况，以1963—2022年辽宁省气象数据和作物系数为基础，运用SIMETAW模型与气候诊断分析方法，对辽宁省玉米生长季的降水和水分需求规律以及水分满足状况展开分析，揭示区域气候变化给玉米水分需求带来的影响，并对辽宁省玉米生长季有效降水和水分需求的时空演变展开研究。研究结果表明，辽宁省玉米全生育期有效降水达481.6 mm，其中：西部为347.4 mm，中部和南部是514.9 mm，东部为636.8 mm。玉米全生育期的平均水分需求为521 mm，未呈现显著的下降趋向。玉米全生育期降水与水分需求的耦合程度平均为0.715，即降水满足了71.5%的水分需求，平均缺水量为28.5%。西部地区耦合度λ>0.8的保证率仅为28.3%。耦合度的最大值出现于辽宁省东部，其次是辽宁省中部和南部，最小值则出现在辽宁省西部。耦合度的最高值出现在开花授粉期，其次是喇叭口期，最低值出现在生长初期和成熟期。近些年来，玉米生长初期降水与用水需求的耦合度呈现出显著的上升态势。辽宁省玉米生长初期的降水与用水需求耦合度相对较低，故而有必要关注干旱的出现，特别是辽宁省西部水资源短缺的情形。
准确预报玫瑰始花期能为游客赏花以及旅游管理工作的时间安排提供科学依据，本文基于1994—2023年平阴玫瑰初花期记录以及同期平阴县国家气象站气象数据，分析始花期变化特征，并进行始花期与气象因子的相关性分析，建立回归预报方程。结果表明，玫瑰平均始花期为4月30日—5月1日，近年来有所提前。始花期日序数与4月平均气温、积温、日照时数呈显著相关性，与积温相关性最显著。用4月平均气温、积温、积温结合日照时数分别建立始花期预报方程，发现积温法预报玫瑰始花期预报准确率更高。
为研究气候变化对陇东塬区春玉米生长的影响，利用甘肃省西峰1994—2023年连续30 a气候因子和玉米生物观测资料，采用线性回归、多项式函数、气候倾向率等方法，分析陇东气候暖湿化对玉米的影响。结果表明，30 a来，陇东春玉米生长期内热量和降水总量呈增加趋势，光照呈减少趋势，陇东塬区气候暖湿化趋势明显，对玉米的生长发育产生了明显影响。气候变暖对玉米生长周期造成影响，玉米播期推迟，成熟期提前，生育期有所缩短，使得种植界限北扩；气候暖湿化使得玉米生长高度、叶面积指数、果穗长、百粒重、株籽粒重、理论产量等均呈增高趋势，气候暖湿化对陇东塬区春玉米生产和农业经济正效应显著。陇东塬区玉米产量与生育期内平均气温、有效积温和日照时数呈负相关，与生育期降水量呈极显著正相关，水资源不足是陇东黄土高原作物生长的主要制约因素，水分影响着玉米产量的生育全过程，玉米产量的高低主要受降水量的多少和分布状况影响。生产中要充分挖掘气候资源潜力，调整种植结构，推广科学种植模式，引入高产抗逆品种，选择适宜播种期，动态增减复种面积，发展节水灌溉，健全防灾减灾体系，控防并举提质增效，趋利避害减少气候变化负效应。
为深入探究柴达木盆地二十四节气降水的非均匀性变化规律，及其对枸杞产量和发育期的影响，本研究运用1961—2020年柴达木盆地10个气象站的逐日降水资料，采用数理统计、反距离权重插值（IDW）方法、Mann-Kendall突变检验等统计方法，对二十四节气降水集中度(PCD)与集中期(PCP)的时空变化特征及突变情况进行分析。结果显示，从整体来看，二十四节气的年降水量呈增加趋势，在空间上由东向西递减，西部降水的变异系数（Cv）明显大于东部，降水量在2000年突变为下降趋势，2001年突变为上升趋势；降水集中度（PCD）呈现出不明显的减小趋势，降水分配趋于均匀化，最高值为0.83（1984年），最低值为0.55（2007年）且空间分布差异较大，由东向西呈现出小—大—小—大的变化格局；降水集中期（PCP）呈现出不明显的提前趋势，最高值出现在大暑与立秋之间，最低值出现在小满与芒种之间，从东到西呈“晚—早—晚—早”的空间分布；60 a内降水集中度（PCD）未发生突变；降水集中期（PCP）共发生5次突变，其中3次突变为下降，2次突变为上升。二十四节气降水量对枸杞产量有显著影响，而二十四节气降水集中度和降水集中期对枸杞产量的影响较小。柴达木盆地枸杞发育期关键期的不同阶段受二十四节气降水量、降水集中度和集中期的影响完全不同。
为精准掌握库尔勒香梨生长周期，优化栽培管理，开展了库尔勒香梨物候期研究和预测。利用库尔勒市1981—2023年气象观测数据和库尔勒香梨物候观测资料，通过趋势分析、相关性分析、显著性检验等方法，研究库尔勒香梨物候期的演变趋势和主要气象因子对物候期的影响，并采用机器学习中随机森林(Random Forest, RF)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM) 两种算法对开花期进行预测。结果表明，春季物候期中展叶盛期以0.29 d/a的速率推后，其余表现为提前趋势，提前速率为0.12~0.37 d/a，其中花芽开放期提前量最大，开花盛期最小。秋季物候期中果实成熟期以0.14 d/a的速率提前，叶变色期和落叶期以0.03~0.15 d/a的速率推后。生长季整体以0.14 d/a的速率延长，2012年以后延长较为明显。温度是影响物候期的主要气象因子，对春季物候期影响程度大于秋季物候期，日照时数、降水量也会对物候期有影响。RF预测始花期优于LSTM，LSTM预测盛花期好于RF，两种方法预测末花期表现一般。研究以期为库尔勒香梨的优化栽培管理、农产品提质增效、防灾减灾等提供科学依据。
本研究旨在比较施加不同用量的猪粪对不同肥力水平的土壤中全氮、无机氮（铵态氮及硝态氮）含量差异，明确猪粪的不同施用量对不同肥力水平土壤的氮素含量的影响。运用室内土壤培养试验，将低等、中等、高等肥力的土壤分别进行不同猪粪施用量处理。研究结果表明：土壤全氮含量随着猪粪的施加量的增加而增加；高肥土壤施加高量猪粪，土壤铵态氮含量最高，含量值为5.68 mg/kg；中肥土壤施加高量猪粪，土壤硝态氮含量最高，含量值为23.32 mg/kg，由于硝态氮带负电荷，不被土壤胶体吸附，土壤硝态氮含量越高，其流失风险越高。由此可见土壤全氮含量和铵态氮含量与猪粪施加量显著正相关。在中等肥力水平土壤上添加高量猪粪更容易造成土壤硝态氮的流失。研究结果为在实际农业生产中，在保证旱作农田对猪粪最大承载限度及获得一定农业经济效益的范围内，降低猪粪肥料化还田可能造成的农业面源污染的风险。
春季稻虾田水温预报可以让养殖户提前了解水温变化趋势，对投苗时机选择、养殖管理决策、疾病预防、抗应激准备等具有重要指导意义。本研究聚焦于春季稻虾田水温预报模型的构建与检验，基于能量平衡原理，系统分析水体表面太阳总辐射、水面有效回辐射、潜热交换、感热交换等变化特征，计算水体能量收支差，运用微元水体的热量平衡和迁移扩散方程，建立春季稻虾田水温预报模型，并进行预报检验。结果显示：（1）水温预报结果与实测水温变化趋势基本相同，但存在位相差异，水温预报值具有滞后性；（2）晴天条件下逐时水温预报值与实测值偏差小，日平均水温、日最高水温、日最低水温，预报值与实测值平均绝对误差在0.3~0.5℃之间，该预报方程具有较好的实用性和较高的预报精度，预报结果可靠。与数理统计法对比，该水温预报模型更加精确，模型机理性强、模拟预报效果更好，可提高春季稻虾田水温预报准确率。
为明确并掌握突泉县春玉米大斑病发生发展的气象条件规律以及大斑病发生发展气象条件风险等级预报技术，本研究利用突泉县近10 a（2014—2023年）的空气温度、相对湿度、降水量、2 min风速等气象条件与突泉县近10 a（2014—2023年）春玉米大斑病发生的时间、程度、影响面积等农业生产资料进行耦合分析，建立玉米大斑病发生预测模型。分析结果表明，2014—2023年5—9月突泉县各乡镇的4个气象要素整体变化趋于一致；自2019年起，发生面积比例呈现加重趋势，基本维持在10%左右。利用这4个气象要素因子建立玉米大斑病发生发展的气象指标，就能够依据常年气象要素统计值与下一年气象要素预报结论，通过预测模型对春玉米大斑病发生面积进行预测，从而为农业生产提供科学防范依据。
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。
为探索不同作物轮作对土壤次生盐渍化的改良效果，以设施蔬菜连作模式作为对照，比较研究了蔬菜—水稻、蔬菜—茭白和蔬菜—莲藕3种不同水旱轮作模式下的土壤改良效果和对后茬青菜生长的影响。结果显示：水旱轮作处理后次生盐渍化的土壤盐分显著减少，整个土层盐分含量平均下降了29.3%，与对照处理相比，各水旱轮作处理的表层土壤可溶性盐含量平均降幅高达56.6%；水旱轮作处理土壤pH有所提升，而有机质、有效磷、速效钾含量也有所降低，有效磷降幅高达31.8%，有效缓解了设施土壤的磷素富集，这些改善有助于促进后茬作物青菜的生长。3种水旱轮作模式相比较：蔬菜—水稻轮作的土壤洗盐效果较好，其整个土层和土壤表层盐分别较对照下降了31.0%和57.9%，对后茬青菜的促长效果较佳，平均增产8.2%；蔬菜—莲藕轮作的土壤降酸效果最好，其表层土壤pH提升了0.48个单位；而蔬菜—茭白轮作的土壤减磷效果更佳，其表层土壤有效磷含量下降了44.4%。在设施蔬菜上实行水旱轮作，能有效缓解土壤次生盐渍化和连作障碍程度，助推农民增收和农业增效。
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