The Matching of Light Heat Water and Its Influence on Crops in Wuwei

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18100021

Abstract

Abstract:

To enhance the ability of meteorological service for agriculture and ensure the safety of food production, based on the fixed-point observation data of light heat water resources, crop growth and yield from 1981 to 2017 in various counties (districts) of Wuwei City, the change and matching characteristics of light heat water resources and their impacts on crops were analyzed by using climatic tendency rate, correlation coefficient method and SPSS13.0 statistical software. The results showed that: (1) 1981-2017, the ≥10℃ accumulated temperature and sunshine hours increased significantly, and the increase range and stability decreased gradually from north to south, during the period, the precipitation slightly increased, the light, heat and water resources increased steadily in the middle and north, the suitable climate region for crop growth were enlarged; (2) the hydrothermal coefficient showed a decreasing trend, the dryness increased slightly except in Minqin, the light temperature product showed an extremely significant increase trend, while the light temperature ratio showed an extremely significant increase in Minqin and Liangzhou, but an extremely significant decrease in Gulang and Tianzhu, the light temperature matching was beneficial to the formation and development of crop yield; (3) according to the correlation coefficient, the increase of light and heat resources promoted the growth and fruiting process of cool-loving crops, and the matching of light and heat could increase the grain weight and economic yield of warm-loving crops. According to the matching of light, heat and water resources in the whole city, Tianzhu and Gulang shallow mountainous are suitable for the growth of cool crops, and their climatic conditions are also suitable for developing animal husbandry and forestry. Minqin, Liangzhou and Gulang flat land are suitable for growing warm-loving crops, such as maize, sweet sorghum, millet, sunflower and melon fruits, and for developing characteristic agriculture.

Key words: Wuwei, light heat water, crops, matching, effect

CLC Number:

S565

Jiang Jufang, Qi Yue, Wang Heling, Wei Yuguo, Cheng Qian, Yang Hua. The Matching of Light Heat Water and Its Influence on Crops in Wuwei[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(3): 66-73.

Figures/Tables 7

References 20

[1]	竺可祯 . 论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系[J]. 科学通报, 1964(3):189-199.
[2]	张强, 王润元, 邓振镛 , 等. 中国西北干旱气候变化对农业与生态影响及对策[M]. 北京: 气象出版社, 2012: 100-297.
[3]	张强, 胡隐樵 . 关于我国西北干旱气候的若干问题[J]. 中国沙漠, 2000,20(4):357-362.
[4]	于沪宁, 赵丰收 . 光热资源和农作物的光热生产潜力—以河北省亲城县为例[J]. 气象学报, 1982,40(3):327-333. doi: 10.11676/qxxb1982.034 URL
[5]	王润元, 张强, 王耀琳 , 等. 西北干旱区玉米对气候变暖的响应[J]. 植物学报, 2004,46(12):1387-1392.
[6]	邓振镛, 王强, 张强 , 等. 中国北方气候暖干化对粮食作物的影响及应对措施[J]. 生态学报, 2010,30(22):6278-6288.
[7]	刘德祥, 董安祥, 邓振镛 . 中国西北地区气候变暖对农业生产的影响[J]. 自然资源学报, 2005,20(1):119-125. doi: 10.11849/zrzyxb.2005.01.017 URL
[8]	Sakamoto A, Murata N . Genetic engineering of glycinebetaine synjournal in plants: current status and implications for enchancement of stress tolerance[J]. Journal of Experimental Botany, 2000,51:81-88. URL pmid: 10938798
[9]	Muns R, Sharp R E . Involvement of abscisic acid in controlling plant growth in soil of low water potential[J]. Australia Journal of Plant Physiology, 1993,20:425-437.
[10]	尚艳, 赵鸿, 柴守玺 . 气候变化与品种更新对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2017,35(5):66-72.
[11]	赵鸿, 肖国举, 王润元 , 等. 气候变化对半干旱雨养农业区春小麦生长的影响[J]. 地球科学进展, 2007,22(3):322-327.
[12]	王春乙, 郭建平, 王修兰 . CO₂浓度增加对C3和C4作物生理特性影响的试验研究[J]. 作物学报, 2000,26(6):813-817.
[13]	蒋菊芳, 王鹤龄, 刘明春 , 等. 武威市霜冻变化特征及其对农作物的影响[J]. 中国农学通报, 2017,33(31):87-91.
[14]	刘明春, 张强, 邓振镛 , 等. 气候变化对石羊河流域农业生产的影响[J]. 地理科学, 2009,29(5):727-732.
[15]	杨瑞珍, 肖碧林, 陈印军 , 等. 黄淮海平原农业气候资源高效利用背景及主要农作技术[J]. 干旱区资源与环境, 2010,24(9):88-93.
[16]	俄有浩, 施茜, 马玉平 , 等. 未来10年黄土高原气候变化对农业和生态环境的影响[J]. 生态学报, 2011,31(19):5542-5552.
[17]	徐宗学, 李占玲, 史晓崑 , 等. 石羊河流域主要气象要素及径流变化趋势分析[J]. 资源科学, 2007,29(5):121-128.
[18]	蒋菊芳, 赵福年, 张宇林 , 等. 干旱胁迫下春玉米叶片对光强和CO₂浓度的反应[J]. 中国农学通报, 2015,31(36):43-48.
[19]	丁贞玉, 马金珠, 张宝军 , 等. 近50年来石羊河流域气候变化趋势分析[J]. 干旱区研究, 2007,24(6):779-784.
[20]	中国气象局. 农业气象观测规范(上卷)[M]. 北京: 气象出版社, 1993: 7-153.

参数	因素	民勤	凉州	古浪	天祝
活动积温 (∑T_≥10℃)	平均/(℃·d)	3409.3	3162.8	2194.6	454.0
	最大/(℃·d)	3954.4	3811.8	2692.7	795.8
	最小/(℃·d)	2791.1	2454.8	1695.2	162.7
	线性倾向率/[(℃·d)/a]	18.0^***	20.9^***	13.6^***	8.2^***
	变异系数/%	7.7	9.9	10.9	41.4
降水量 (P)	平均/mm	97.7	140.3	230.8	91.1
	最大/mm	183.8	219.9	309.4	347.5
	最小/mm	37.5	51.3	141.4	7.8
	线性倾向率/(mm/a)	0.515^*	0.241^***	0.122	2.039^***
	变异系数/%	29.5	28.3	17.7	72.6
日照时数 (r)	平均/h	1638.0	1408.1	1032.2	263.0
	最大/h	1997.2	1719.8	1325.2	463.7
	最小/h	1260.9	1097.1	767.1	70.7
	线性倾向率/(h/a)	10.26^***	10.16^***	4.51^***	3.99^***
	变异系数/%	10.0	11.3	12.3	40.7

参数	因素	民勤	凉州	古浪	天祝
活动积温 (∑T_≥10℃)	平均/(℃·d)	3409.3	3162.8	2194.6	454.0
	最大/(℃·d)	3954.4	3811.8	2692.7	795.8
	最小/(℃·d)	2791.1	2454.8	1695.2	162.7
	线性倾向率/[(℃·d)/a]	18.0^***	20.9^***	13.6^***	8.2^***
	变异系数/%	7.7	9.9	10.9	41.4
降水量 (P)	平均/mm	97.7	140.3	230.8	91.1
	最大/mm	183.8	219.9	309.4	347.5
	最小/mm	37.5	51.3	141.4	7.8
	线性倾向率/(mm/a)	0.515^*	0.241^***	0.122	2.039^***
	变异系数/%	29.5	28.3	17.7	72.6
日照时数 (r)	平均/h	1638.0	1408.1	1032.2	263.0
	最大/h	1997.2	1719.8	1325.2	463.7
	最小/h	1260.9	1097.1	767.1	70.7
	线性倾向率/(h/a)	10.26^***	10.16^***	4.51^***	3.99^***
	变异系数/%	10.0	11.3	12.3	40.7

	因素	凉州	民勤	古浪	天祝
水热系数 (K′)	平均/[mm/(℃·d)]	0.28	0.18	0.67	1.23
	最大/[mm/(℃·d)]	0.49	0.38	1.14	2.73
	最小/[mm/(℃·d)]	0.11	0.08	0.37	0.27
	变化趋势	减小^***	减小	减小^***	减小
	变异系数/%	31.8	31.3	22.3	51.1
干燥度 (K)	平均/[(℃·d)/mm]	4.00	6.16	1.57	1.15
	最大/[(℃·d)/mm]	8.81	12.67	2.67	3.69
	最小/[(℃·d)/mm]	2.02	2.66	0.88	0.37
	变化趋势	增大^***	减小^***	增大^***	增大
	变异系数/%	38.9	36.3	23.1	70.6
光温积 (D)	平均/(h·℃·d)	4.5×10⁶	5.6×10⁶	2.3×10⁶	0.14×10⁶
	最大/(h·℃·d)	6.6×10⁶	7.9 ^*10⁶	3.4×10⁶	0.35 ×10⁶
	最小/(h·℃·d)	2.8×10⁶	3.5×10⁶	1.4×10⁶	0.12×10⁶
	变化趋势	增大^***	增大^***	增大^***	增大^***
	变异系数/%	20.2	16.9	22.0	73.0
光温比 (W)	平均/[h/(℃·d)]	0.45	0.48	0.47	0.58
	最大/[h/(℃·d)]	0.51	0.53	0.54	0.79
	最小/[h/(℃·d)]	0.40	0.43	0.42	0.42
	变化趋势	增大^***	增大^***	减小^***	减小^***
	变异系数/%	5.7	4.7	6.8	15.5

	因素	凉州	民勤	古浪	天祝
水热系数 (K′)	平均/[mm/(℃·d)]	0.28	0.18	0.67	1.23
	最大/[mm/(℃·d)]	0.49	0.38	1.14	2.73
	最小/[mm/(℃·d)]	0.11	0.08	0.37	0.27
	变化趋势	减小^***	减小	减小^***	减小
	变异系数/%	31.8	31.3	22.3	51.1
干燥度 (K)	平均/[(℃·d)/mm]	4.00	6.16	1.57	1.15
	最大/[(℃·d)/mm]	8.81	12.67	2.67	3.69
	最小/[(℃·d)/mm]	2.02	2.66	0.88	0.37
	变化趋势	增大^***	减小^***	增大^***	增大
	变异系数/%	38.9	36.3	23.1	70.6
光温积 (D)	平均/(h·℃·d)	4.5×10⁶	5.6×10⁶	2.3×10⁶	0.14×10⁶
	最大/(h·℃·d)	6.6×10⁶	7.9 ^*10⁶	3.4×10⁶	0.35 ×10⁶
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	变化趋势	增大^***	增大^***	增大^***	增大^***
	变异系数/%	20.2	16.9	22.0	73.0
光温比 (W)	平均/[h/(℃·d)]	0.45	0.48	0.47	0.58
	最大/[h/(℃·d)]	0.51	0.53	0.54	0.79
	最小/[h/(℃·d)]	0.40	0.43	0.42	0.42
	变化趋势	增大^***	增大^***	减小^***	减小^***
	变异系数/%	5.7	4.7	6.8	15.5

要素	凉州				民勤				古浪				天祝
要素	K′	K	D	W	K′	K	D	W	K′	K	D	W	K′	K	D	W
∑T_≥10℃	-0.467^**	0.364^*	0.962^**	-0.015	-0.149	-0.079	0.965^**	0.292	-0.586^**	0.538^**	0.955^**	-0.077	0.091	-0.175	0.969^**	-0.126
P	0.949^**	-0.915^**	-0.142	0.207	0.966^**	-0.905^**	0.051	-0.092	0.850^**	-0.852^**	-0.027	0.207	0.730^**	-0.609^**	0.587^**	-0.328^*
r	-0.315	0.235	0.969^**	0.478^**	-0.189	-0.036	0.978^**	0.686^**	-0.411^*	0.394^*	0.959^**	0.473^**	-0.049	-0.068	0.958^**	0.206