本文關(guān)鍵詞：氣候變化對吉林梨樹縣春玉米的影響及品種適應研究

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【摘要】：東北地區(qū)是我國玉米重要的生產(chǎn)基地,也是氣候變化最為敏感的地區(qū),明確春玉米的產(chǎn)量上限以及產(chǎn)量時間變化特征,明確氣候變化對春玉米產(chǎn)量的影響和品種適應機制對實現(xiàn)糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有理論意義與應用價值。本文利用東北三省農(nóng)氣觀測典型站點和試驗站點氣候資料、玉米作物資料和土壤資料,對作物模擬模型DSSAT模型和APSIM模型進行參數(shù)調(diào)試和有效性驗證,并選擇不同氣候區(qū)10個代表比較分析了兩個模型不同環(huán)境條件下對玉米產(chǎn)量的模擬能力,解析了春玉米生長發(fā)育對氣候要素變化敏感性。以吉林梨樹縣為例,基于2010—2011年田間試驗數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù),利用APSIM模型,解析了氣候變化背景下春玉米潛在產(chǎn)量、可獲得產(chǎn)量和農(nóng)戶平均產(chǎn)量的時間變化特征;通過構(gòu)建不同的模擬情景,量化了氣候變化、品種更替和栽培管理措施對春玉米產(chǎn)量的影響程度和貢獻份額;綜合模型和田間試驗方法,解析了新育成玉米品種與過去品種相比高產(chǎn)原因,明確了東北玉米品種更替對氣候變化的適應機制,得到以下主要結(jié)論:(1)基于APSIM和DSSAT模型比較分析東北春玉米對氣溫、降水和CO2濃度變化的響應,春玉米產(chǎn)量對氣溫變化響應最為敏感,其次為降水,春玉米生育進程和產(chǎn)量影響對CO2濃度變化的響應最為不敏感。春玉米生育期主要受氣溫影響,隨氣溫升高玉米生育進程縮短。APSIM和DSSAT模型對不同環(huán)境下東北春玉米產(chǎn)量模擬存在一定差異:APISM模型對氣溫的響應較DSSAT模型更敏感;在高氮水平下,APISM模型對產(chǎn)量的動態(tài)模擬效果優(yōu)于DSSAT模型,但DSSAT模型在低氮水平下對產(chǎn)量和LAI的模擬效果優(yōu)于APSIM模型。(2)品種更替和栽培管理措進步條件下,吉林梨樹縣近49 a春玉米潛在產(chǎn)量和可獲得產(chǎn)量分別約為15100 kg·hm-2和10900 kg·hm-2,農(nóng)戶平均產(chǎn)量多年平均值約為5400 kg·hm-2,三者均呈顯著上升趨勢,為平均每10 a增加1800—1980 kg·hm-2。若不考慮品種更替和技術(shù)進步,玉米潛在產(chǎn)量與可獲得產(chǎn)量多年平均值在9635—19904 kg·hm-2之間且呈顯著下降趨勢,表明氣候變化對春玉米潛在產(chǎn)量和可獲得產(chǎn)量影響為負效應,由于氣候變化導致春玉米潛在產(chǎn)量和可獲得產(chǎn)量分別減產(chǎn)2.1%和8.0%。氣候變化主要導致春玉米生殖生長階段天數(shù)的縮短,以及生物量和籽粒重的下降。(3)近49 a由于品種更替和栽培管理措施進步導致吉林梨樹縣春玉米潛在產(chǎn)量和可獲得產(chǎn)量分別增加62.2%和80.5%,品種更替和栽培管理措施進步以及氣候變化的綜合效應導致潛在產(chǎn)量和可獲得產(chǎn)分別增加53.6%和70.3%。新育成玉米品種產(chǎn)量增加的主要原因是:生殖生長階段生物量累積量的增大促進了單株穗粒重(單株產(chǎn)量)的增加,單株穗粒重增加是新育成品種單位面積產(chǎn)量增加的主要因素;玉米生殖生長生育階段天數(shù)占全生育階段天數(shù)百分比增加有利于花后干物質(zhì)的積累和籽粒灌漿,進而促進玉米產(chǎn)量的增加。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S513;S162.53

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