东北玉米积温稳定性及应用技术研究

Temperature is one of the important environmental factors for crop growth and yield formation. Accumulated temperature is a main expression form used to reflect the relationship between crop growth and environmental thermal resource in agricultural production, and is one of the most commonly used indicators of agricultural meteorological research and operational services. Accumulated temperature as an important index to reflect the growth and development of crops and the regional heat resources, has been widely used in regional heat resources identification, agricultural climate analysis, multiple cropping planting, crop varieties distribution, phenological stage forecasting and yield prediction and other important fields. But because of the influence of other environmental factors, accumulated temperature showed instability in the inter annual and inter regional. Aiming at this problem, the purpose of this study is based on the current situation of spring maize growth and development in Northeast China, collecting and understanding the existing calculation methods of accumulated temperature, analyzes and summarizes the characteristics and stability of different methods, and analyze the main factors leading to accumulated temperature instability, to explore the influence mechanism of meteorological factors on temperature stability. On above basis, the calculation method or model with better stability will be modified or put forward. It provides a theoretical basis and new method for crop phenological stage forecasting and yield prediction.

温度是影响作物生长发育及产量形成的重要环境因子之一，而积温是用来反映农业生产中作物生长与环境热量关系的主要表达形式，是农业气象科研和业务服务中最常用的指标之一。积温作为反映作物生长发育和地区热量资源的重要指标，在地区热量资源的鉴定、农业气候分析、多熟制种植、作物品种布局、发育期和产量预测等重要领域有广泛的应用。但由于受其它因子的影响，积温在年际间和地区间均表现出显著的不稳定性。针对该问题，本研究的目的首先是结合东北春玉米生长发育状况，收集理解已有积温的计算方法，通过分析总结不同方法的特点和稳定性，分析导致积温不稳定的主要因素，探寻气象因素对积温稳定性的影响机理，并在此基础上修正或提出稳定性更好的计算方法和模型，为农作物发育期预报和产量预报等工作提供理论依据和新手段。

温度是影响作物生长发育及产量形成的重要环境因子之一，而积温是用来反映农业生产中作物生长与环境热量关系的主要表达形式，积温是农业气象科研和业务服务中最常用的指标之一。但在实际生产中，环境条件往往不能得到完全满足，因此，积温在作物品种、地区、季节和年度间均存在着差异，所以利用积温法对作物发育进行分析时，积温在年际间和地区间变化仍较大，稳定性仍不能很好地满足需求。本项目利用东北地区1981年—2017年玉米观测资料和同期气象观测资料，系统分析了影响东北地区玉米不同生育阶段积温的稳定性及主要影响因素、评估了主要积温计算模型的稳定性差异，并在原有计算积温模型的基础上进行了改进，提出了稳定性更好的非线性和线性积温模型。结果表明：.（1）沈国权非线性积温模型优于其它模型。系统分析了常用积温法（线性）、沈国权、高亮之、殷新佑非线性积温模型4种方法的稳定性，在出苗-成熟整个生育期，非线性积温模型优于常用积温法，表现出更好的稳定性。在出苗-拔节阶段，常用积温法略逊于非线性积温模型。拔节-抽雄阶段是稳定性最差的阶段。在抽雄-成熟阶段，四种方法的稳定性差别不大。综合模型的稳定性和参数的合理性，沈国权非线性积温模型优于其它模型。.（2）明确了影响玉米积温稳定性的主要气象因素。通过对气象因子与活动积温二次相关关系的分析发现：在降水量、日照时长及温度条件中，温度强度是影响积温稳定性的最主要因素。.（3）利用温度强度对积温模型进行修正，可提高积温的稳定性。根据影响积温稳定性的主要气象因子分析，提出了常用积温模型的订正模型和沈国权非线性积温模型的订正模型，订正模型计算的玉米积温稳定性均优于原模型。利用订正的线性积温模型在进行玉米发育期预报时，其误差小于原模型的预报误差，提高了预报的精度。.（4）培养硕士研究生3名（已毕业2名，2020年毕业1名）；撰写论文6篇（已发表4篇，待发表2篇）。