• 胡麻生理生化代谢指标对干旱胁迫的 响应及其模拟模型的研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2022-06-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:

    为进一步研究胡麻生理生化代谢指标响应干旱胁迫时对胡麻产量的影响,采用盆栽控水法模拟胡麻干旱胁迫,依据2013—2014年甘肃省定西市西巩驿镇胡麻试验数据,建立并检验胡麻干旱胁迫模型,模拟干旱胁迫时对胡麻生理生化指标及产量影响,利用均方根误差(RMSE)和决定系数(R2)描述模型拟合度。结果表明:(1)模型产量模拟值的RMSE为41.3159~155.6685 kg·hm-2,平均值为80.1837 kg·hm-2;R2为0.8929~0.9894,平均值为0.9387,该模型具有较好的拟合度、可行性也较强。(2)在重度干旱胁迫下,抗氧化代谢指标——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)中,CAT活性表现趋势为下降,终花期POD活性增幅(26.09%~28.00%)最大;渗透调节的3种物质含量均显著上升,其中脯氨酸增幅最大,达236.22%。(3)呈现出极显著相关性的各指标有3组,分别是脯氨酸与叶绿素、丙二醛和CAT活性;可溶性蛋白与丙二醛和CAT活性;POD活性与SOD活性。胡麻生理生化指标响应不同程度干旱胁迫与胡麻的产量有极强的关联,此模型的建立是对胡麻生理生化指标响应干旱胁迫的科学补充,进一步为胡麻的高效生产管理及农业生产系统提供理论依据和支持。

  • 华北一作区马铃薯生长发育及产量对干旱胁迫响应的模拟研究 ——以武川县为例

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2022-06-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:

    为探究不同程度干旱胁迫对华北一作区马铃薯生长发育及产量的影响,以内蒙古呼和浩特市武川县为例,基于多年马铃薯生长发育资料和气象资料,对APSIM-Potato模型进行调参与验证,评价模型在武川地区的适用性。利用验证后的模型模拟马铃薯叶面积指数(LAI)、地上部生物量和产量对不同发育阶段干旱胁迫的响应。结果表明:(1)各发育阶段天数的模拟值与实测值的均方根误差(RMSE)均在3 d内;LAI、地上部生物量和产量的模拟值与实测值的归一化均方根误差(NRMSE)分别为12.82%、17.35%和14.48%,均低于20%,表明APSIM-Potato模型在武川地区具有较好的适用性。(2)随着干旱胁迫时间和强度的增加,马铃薯LAI、地上部生物量和产量随之减小。模拟单一发育阶段干旱胁迫时,马铃薯LAI、地上部生物量和产量对分枝-开花期水分胁迫的响应最大;模拟连续发育阶段干旱胁迫时,LAI、地上部生物量和产量对全生育期水分胁迫的响应最大。

  • 陇中黄土高原区旱地春小麦产量 对干旱胁迫响应的模拟研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2021-04-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为进一步探明陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成对不同干旱胁迫的响应机制,依据甘肃 省定西市安定区凤翔镇安家沟村 2016—2018 年大田控水试验数据以及定西市安定区 1971—2018 年气象数据,验证农业生产系统模拟(Agricultural production systems simulation,APSIM)模型模拟不 同干旱胁迫旱地春小麦产量及产量构成要素的适宜性,基于 APSIM 模型分析不同生育期、不同程 度干旱胁迫对旱地春小麦籽粒数、千粒重和产量的影响,利用多元逐步回归方程确定陇中黄土高 原区旱地春小麦最佳灌水时间和灌水量。结果表明:(1)APSIM 模型模拟陇中黄土高原区旱地春 小麦生育期、籽粒数、千粒重和产量的均方根误差(Root mean square error,RMSE)均小于 3.67 d、300.52 个·m-2、2.56 g、267.43 kg·hm-2,归一化均方根误差(Normalized root mean square error,NRMSE) 均小于 3.89%、2.86%、9.71%、11.58%,模型有效性指数(Model effectiveness index,ME)均大于 0.62、 0.78、0.60、0.66,表明 APSIM 模型对模拟干旱胁迫条件下陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成具有 较好的适应性。(2)不同生育期干旱胁迫下,拔节期干旱胁迫对小麦籽粒数影响最大,其次由大到 小依次为出苗期、分蘖期、无胁迫、抽穗期、开花期和灌浆期;灌浆期干旱胁迫对小麦千粒重影响最 大,其次由大到小依次为开花期、抽穗期、无胁迫、拔节期、出苗期和分蘖期;拔节期干旱胁迫对小 麦产量影响最大,其次由大到小依次为灌浆期、抽穗期、开花期、出苗期、无胁迫和分蘖期。(3)不同 程度干旱胁迫下,灌水量 300.00 mm 旱地春小麦产量最大为 4866.19 kg·hm-2,与其他 4 种灌水相比 产量分别增加 283.53%、39.65%、0.46%和 15.58%。(4)出苗后第 1 d、47 d、60 d、82 d、86 d 灌水,且灌 水量达到 343.09 mm 时,旱地春小麦产量最大为 5578.91 kg·hm-2。干旱胁迫发生时间和程度对研 究区小麦产量形成具有明显的交互作用,分蘖期适度干旱胁迫有利于提高陇中黄土高原区旱地春 小麦产量,而拔节期和灌浆期为旱地春小麦田间水分管理的关键生育期,小麦生长发育过程中应 加强该生育期的水分管理以提高陇中黄土高原区粮食产量。

  • 1961—2010 年气候变化对西南冬小麦潜在和雨养产量影响的模拟分析

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:利用农业气象试验站作物资料及土壤资料, 评价APSIM-Wheat 模型在西南地区的适应性, 应用该模 型分析该地区1961—2010 年冬小麦潜在和雨养产量的时空变化特征, 通过逐步回归分析揭示小麦生长季主要气象因子对潜在产量和雨养产量的影响及相对贡献率。研究结果表明: APSIM 模型对该区5 个常用小麦品种的模拟效果较好, 模拟与实测生育期的均方根误差(RMSE)在7.0 d 以内, 地上部分生物量和产量模拟值与实测值的归一化均方根误差(NRMSE)均低于25%, 模型在西南地区具有较好的适应性。1961—2010 年研究区域36%的站点冬小麦生长季总辐射显著降低, 其中北部、东南部和南部中区最显著; 68%的站点生长季≥0 ℃有效积温显著增加, 西部增温显著; 30%的站点生长季平均气温日较差显著减小, 南部中区最显著; 全区生长季总降水大面积减少但不显著, 减少区主要位于最南端和东南部。模拟的冬小麦潜在产量在65%的站点呈显著减产趋势, 南部中区和北部变化最明显; 雨养产量在25%的站点显著降低, 北部地区较明显, 全区减产趋势较弱。减产显著的站点中, 生长季辐射降低、温度升高、气温日较差减小对潜在产量降低的贡献率分别为45%、36%和2%, 对雨养产量降低的贡献率分别为36%、39%和-8%, 而降水减少对雨养产量降低的贡献率为7%。西南冬小麦生长季辐射降低、温度升高及降水减少共同导致了冬小麦潜在和雨养产量的显著下降, 而气温日较差的降低对冬小麦潜在和雨养产量的影响分别表现为负作用和正作用, 整体上辐射和温度的影响程度最大。