气象条件对江淮地区中稻产量构成影响及高温预警模型研究

摘要

水稻是安徽省主要的粮食作物之一。在一定的栽培管理条件下，水稻的产量和品质容易受到外界环境条件如温度、降水、日照时数、相对湿度等的影响。在水稻生长发育的关键时期，特别是在抽穗开花期遭遇高温时，水稻开花授粉受到危害，致使空秕粒增多，结实率下降，往往造成严重减产。
　　 在全球气候变暖的情况下，高温发生的频率将呈增加趋势，水稻高温敏感期遭遇夏季高温的几率越来越高。因此，进行水稻高温败育模拟模型研究，对于合理安排水稻种植制度、高温热害预警与防治、高温影响评估以及高产稳产的水稻生产技术等方面具有重要的理论意义和生产实践价值。
　　 本文通过2008年在安徽农业大学大杨店试验农场进行的水稻分期播种试验和室内人工气候培养箱进行的高温胁迫试验（10：00～17：00，38℃；17：00～10：00，30℃），研究了不同播期气象条件对水稻产量构成的影响、稻田开花习性、稻田冠层温度变化动态以及抽穗期高温胁迫对产量性状的影响，并结合上述试验资料和当地的气象观测数据，调整品种参数，对高温败育模型进行验证。最后采用Visual Basic语言进行程序设计，建立了水稻高温败育预警系统。
　　 全文主要结果如下：
　　 （1）对不同播栽期各小区产量进行方差分析和多重比较，结果表明，不同播期处理下的水稻产量差异达到极显著水平（F=61.212，P<0.001）。
　　 （2）水稻在整个生长发育过程中，特别是关键期的气象因素变化对其最终产量及其构成会造成不同程度的响应。本文提取水稻抽穗前后不同时间段的光、温、水等气象条件，运用DPS软件，将它们分别与产量及产量构成进行灰色关联分析，结果表明水稻不同生育期的气象因素对水稻产量及其构成因子的影响存在差异。
　　 （3）在水稻抽穗开花期间，通过人工气候培养箱进行高温胁迫处理，并在大田设置对照。实验结果表明，经过高温胁迫处理后的水稻穗粒数、千粒重与常温对照相比差异并不显著，而结实率则显著降低，比对照下降了20％左右，差异达到了极显著水平（p<0.01）。
　　 （4）水稻稻穗抽出后，日开花百分率在开花历期内呈现先增加后减少的趋势，而稻田始花穗百分率在花后初期呈波动状态，后期则呈衰减趋势。
　　 （5）在水稻抽穗期间，穗温、叶温及冠层温度在08：00～15：00基本上呈现先增加后降低的趋势。三者之间穗温最高，叶温次之，冠层温度最低。穗温和叶温的极大值出现在13：00左右，而冠层温度的最大值则出现在14：00左右。
　　 （6）以分期播种试验结果为样本，对水稻高温败育模型进行验证，结果显示，模型的模拟值与观测值之间有很好的一致性（RMSE=0.04），平均相对误差较小，表明该模型的模拟结果比较准确。
　　 （7）最后在Visual Basic6.0平台上，将水稻生育期模型、高温败育模拟模型以及中短期天气预报相结合，建立了高温败育预警系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1水稻高温热害国内外研究现状分析

1.1.1高温对水稻生长发育的影响

1.1.2高温对水稻产量及构成的影响

1.1.3高温对稻米品质的影响

1.2作物模拟的研究进展

1.2.1作物模拟的概念及特点

1.2.2水稻生长模拟研究进展

1.2.3水稻生长模拟模型的应用

1.2.4高温模型及灾害预警技术研究概况

2引言

2.1研究意义

2.2研究目的

3材料与方法

3.1试验设计

3.1.1播期试验

3.1.2高温对水稻产量性状的影响试验设计

3.1.3稻田开花试验设计

3.1.4抽穗期水稻叶温、穗温及冠层温度测定试验设计

3.2建模方法

3.3模型检验方法

3.4预警方案设计

3.5程序设计

4结果与分析

4.1试验分析

4.1.1不同播期水稻小区产量比较

4.1.2气象因素对水稻产量以及产量构成的影响

4.1.3不同播期对水稻产量及其构成的影响

4.1.4高温对水稻产量构成因素的影响

4.1.5水稻单穗逐日开花特征

4.1.6稻田逐日开花穗数特征

4.1.7抽穗期水稻穗温、叶温及冠层温度的比较

4.2基于过程的水稻高温败育模型描述

4.3模型验证

4.4预警系统

4.4.1发育期模型

4.4.2中短期天气预报

4.4.3预警系统的实现

5结论

6讨论

参考文献

附录

致谢

作者简介及硕士期间发表的论文