农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果
昼夜不对称增温对麦田土壤水分的影响
Ｔ１
期，各处理叶片蒸腾 速 率 都 呈 现 先 升 高 后 降 低 的 变 化
Ｔ２
９．０６ａ ７．４８ｂ
１０．７８ａ １０．０４ａｂ
３．１２ａ ２．８４ａ
特点。Ｔ１处理、Ｔ２处 理、ＣＫ 的 小 麦 叶 片 蒸 腾 速 率 均 ＣＫ
７．２３ｂ
９．６０ｂ
２．２９ｂ
于 籽 粒 形 成 期 最 大 ，灌 浆 期 最 小 。 各 生 育 时 期 ，蒸 腾 速
出，Ｔ１、Ｔ２处理土壤含水率均小于 ＣＫ，说明增温会增加土壤水分的耗散。 孕穗期，增温处理与 ＣＫ 土 壤 含 水率最大差距出现在２０～３０ｃｍ 土层，ＣＫ、Ｔ１、Ｔ２处理土壤含水率分别为３１．７２％、２７．５７％、２８．６５％；开花 期，增温处理与 ＣＫ 土壤含水率最 大 差 异 也 在 ２０～３０ｃｍ 土 壤，ＣＫ、Ｔ１、Ｔ２ 处 理 土 壤 含 水 率 分 别 为 ３２％、 ２８．６５％、２９．７５％；籽粒形成期，增温处理与 ＣＫ 土壤含水率最大差距出现在１０～２０ｃｍ 土层，Ｔ１、Ｔ２处理土 壤含水率分别为３２．５７％、２９．１１％、２９．９３％；灌浆期，增温处理与 ＣＫ 土壤含水率最大差距出现在０～１０ｃｍ 土层，Ｔ１ 、Ｔ２处理土壤含水率分别为１７．３５％、１５．２８％、１６．６３％。０～５０ｃｍ 土层，对 称 增 温 处 理 土 壤 水 分 高于不对称增温处理，说明不对称增温处理下土壤水分耗散量大于对称增温处理 。５０～１００ｃｍ 土层，３种处 理间土壤含水率差异很小。可见，增温主要影响０～３０ｃｍ 土层土壤水分。
供 试 冬 小 麦 品 种 为 扬 麦 １５，于 ２０１１ 年 １１ 月 １５ 日 播 种 。 磷 肥（Ｐ２Ｏ５１０５ｋｇ／ｈｍ２）、钾 肥 （Ｋ２Ｏ １３５ｋｇ／ｈｍ２） 作为基肥１次性施入，纯氮肥分底肥和拔节肥，均为８４ｋｇ／ｈｍ２，其他栽培措施同当地高产田。
3种不同增效剂对稻麦的作用效果试验
碧护是德国阿格福莱公司生产的一种新型作物增效剂,内含赤霉素、芸薹素内酯、吲哚乙酸、脱落酸、茉莉酮酸等8种天然植物激素成分,具有诱导作物提高抗逆性、增加产量和改善品质、解除药害的功能,是一种新型复合平衡植物生长调节剂。
激健是四川蜀峰化工有限公司生产的一种多元醇型非离子活性剂,能够增加农药的渗透率和传导力,减少农药在植物体表、体壁的量,从而提高农药的利用率,实现减少农药用量的目的。
惜浓是江苏贵田公司从多种中草药中提炼出的一种新型增效剂,主要成分为粗多糖、萜类和有机氮等,具有抑菌、抑虫卵、增产、提高作物抗逆性等效果。
为了研究这三种增效剂在减药方面的效果及对稻麦的产量影响,笔者设计了该试验方案。
1材料与方法1.1试验目的了解碧护、激健、惜浓三种增效剂和麦田除草剂混用的增效作用及对水稻、小麦的增产效果。
1.2试验田概况试验地点在淮安市淮安区施河镇侯庄村,土壤为黏性双合土,肥力中等。
2019年在水稻上试验,水稻品种为淮稻5号,栽插方式为机插秧;2020年在小麦上试验,小麦品种为镇麦12。
水稻施肥情况为旋田前施45%复合肥20kg加尿素15kg/亩作为基肥,分蘖肥为尿素7.5kg/亩,移栽活棵后结合除草剂撒施, 8月4日施用复合肥22.5kg/亩加尿素15.0kg/亩作为穗肥。
麦田施肥情况,基肥:专用配方肥30kg/亩(氮磷钾比例为17∶15∶13);分蘖肥:腐殖酸尿素22.5kg/亩;拔节孕穗肥:丰卉尿素(南京正美实公司生产)10kg/亩。
麦田草相为以罔草为主,其他管理方式与淮安区大田基本一致,所有施药均使用新秀电动喷雾器3WBS-D-16B电动喷雾,用水量20kg/亩。
1.3试验处理与设计1.3.1水稻田试验方案共设计4个处理,分别为正常用药防治病虫、正常防治加碧护、正常防治加激健、正常防治加惜浓,每处理面积1333.4m2。
水稻全程防治4次病虫害,第1次为2019年8月2日水稻分蘖末期每亩用20%噻呋酰胺悬浮剂30mL防治纹枯病;第2次为8月15日使用36%氟环唑·嘧苷素20mL/亩+10%甲维·茚虫威悬浮剂30g/亩防治水稻纹枯病与稻纵卷叶螟;第3次为2019年8月27日水稻破口前每亩用36%丙环唑·咪鲜胺悬浮剂50mL+40%三环唑悬浮剂50g+25%吡蚜酮30g防治稻曲病、穗颈瘟及稻飞虱;第4次为9月2日使用6%阿维·氯虫苯甲酰胺悬浮剂50mL/亩+2%春雷霉素水剂100g/亩防治稻纵卷叶螟和稻瘟病,分别于第3种不同增效剂对稻麦的作用效果试验朱新伟1刘宝平1潘爱东1孙玉海2(1.淮安市淮安区植保植检站江苏淮安223200;2.淮安市淮安区钦工镇农村工作局江苏淮安223200)摘要:为研究新型增效剂在减药方面的效果及对稻麦的产量影响,通过在水稻、小麦上正常用药时添加新型增效剂惜浓、碧护、激健,从而了解这3种增效剂各自的增效差异,同时调查使用后的产量,得出各自的产量效应。
夜间增温和水分管理耦合对水稻叶片光合作用和荧光特性的影响
夜间增温和水分管理耦合对水稻叶片光合作用和荧光特性的影响作者：李君娄运生马莉李睿张震来源：《江苏农业学报》2019年第03期摘要：气候变暖和水资源短缺是水稻可持续生产面临的重要问题。
通过大田模拟试验，研究被动式夜间增温下，节水灌溉对水稻植株叶片光合作用及叶绿素荧光特性的影响。
采用2因素随机区组设计，夜间温度设2个水平，即常温对照（CK）和夜间增温（NW），水分管理设2个水平，即常规淹水灌溉（5 cm水层）和湿润灌溉（节水灌溉，无水层）。
结果表明：被动式夜间增温装置可使常规淹水灌溉和湿润灌溉下水稻全生育期冠层的夜间平均温度分别升高0.42℃和1.18℃。
相同水分管理下，夜间增温处理水稻叶片的叶绿素相对含量和最大净光合速率下降，光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率和荧光耗散升高，光合机构性能下降，干物质积累量减少。
综合比较，夜间增温下湿润灌溉处理能够提高水稻的净光合速率和光饱和点，降低水稻的光补偿点、暗呼吸速率和荧光耗散，使水稻的光适应范围增大，光合机构性能增强，但降低了水稻的穗干质量。
关键词：夜间增温;水分管理;光合作用;快相叶绿素荧光中图分类号：S511文献标识码：A文章编号： 1000-4440（ 2019） 03-0506-08IPCC （Intergovernmental panel on climatechange）第5次评估报告指出，1880年至2012年，全球地表平均温度升高了0.65 -1.06℃，预计未来将持续升高[1]。
气温增加幅度存在明显的昼夜和季节非对称性，即夜间增温幅度大于白天，冬季增温幅度大于夏季[2-3]。
水稻是中国主要粮食作物，也是农田耗水量最大的作物之一，而淡水资源短缺严重制约水稻的可持续生产。
传统淹灌模式不仅限制水稻高产潜力的发挥，也会加剧农业用水的紧张程度，因此，节水灌溉是水稻生产的必由之路[4-7]。
光合作用是影响水稻生长、干物质积累和产量形成的重要生理过程[8-10]。
麦田开放式昼夜不同增温系统的设计及增温效果
麦田开放式昼夜不同增温系统的设计及增温效果田云录;郑建初;张彬;陈金;董文军;杨飞;张卫建【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2010(043)018【摘要】[目的]设计旱地开放式增温系统,并从田间温度变化和冬小麦生育期改变等方面来监测系统的增温效果与可靠性.[方法]参考国际已有增温系统,于2007-2009年在江苏南京设计了中国首个麦田开放式增温系统(free air temperature increase,FATI),进行冬小麦全天、白天和夜间3种增温试验.[结果]2年试验结果表明,该开放式主动增温系统的增温效果明显.3种情景下各增温小区的均匀有效增温面积在4 m2以内,其中全天、白天和夜间增温分别使冬小麦全生育期地下5 cm的土温平均增加2.2、1.5和1.8℃,地表温度增加2.2,0.9和1℃,冠层温度增加1.5、0.9和1.1℃.3种增温情景下,冬小麦各关键生育期田间温度的日变化及全生育期日平均温度的变化动态与未增温区的基本一致,增温设施能客观地模拟田间实际气温变化特征.尽管该增温系统略微降低了耕层土壤(0-20 cm)水分含量,但降幅仅在0.5-2.2个百分点之间,与对照相比不显著.3种增温情景均对冬小麦生长发育产生了显著影响,全天、白天和夜间增温两年平均分别可以使冬小麦从播种至抽穗期缩短14、9.5和11.5 d,灌浆成熟期延长3、3和2.5 d.[结论]从增温效果及其对冬小麦的生长影响来看,该套系统基本适用于模拟气候变暖下小麦生产力和品质响应与适应的田间试验研究.【总页数】8页(P3724-3731)【作者】田云录;郑建初;张彬;陈金;董文军;杨飞;张卫建【作者单位】南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,南京,210014;南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,南京,210095;中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,北京,100081【正文语种】中文【相关文献】1.开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究 [J], 董文军;邓艾兴;张彬;田云录;陈金;杨飞;张卫建2.农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果 [J], 张彬;郑建初;田云录;董文军;陈金;杨飞;张卫建3.日光温室水循环增温蓄热系统应用效果研究 [J], 郭建业;秦贵;张艳红;刘晓明4.太阳能双级增温沼气发酵系统的增温效果 [J], 邱凌;梁勇;邓媛方;罗涛5.昼夜不对称增温对麦田土壤水分的影响 [J], 江晓东;苏海报;王晓梅;万长健;韩小梅;郝鸣驹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果
Ｓ ｓｅ Ｄｅｉｎ ｏ ｒｅＡｉ ｅ ｅ ａｕ ｅＩ ｃｅ ｓｄ （ＡＴ ）ｆｒＦｅｄＮｉｈ ｔ ｙｔｍ ｓｇ ｆＦ ｅ ｒＴ ｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ｒａ ｅ Ｆ Ｉ ｏ ｉｌ ｇ ｔ ｍｅ ｉ
Ｗ ａ ｍ ｉ ｇＥｘ ｅ ｉ ｅ ｔａ ｄ ＩｓＥｆｅ ｔ ｎ Ｒｉｅ Ｗ ｈ ａ ｏ ｐ ｎ ｙ ｔ ｍ ｒ ｎ ｐ ｒｍ ｎ ｎ ｔ ｆ ｃ ｓｏ ｃ — ｅ ｔＣｒ ｐ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ
南京农 业 大学应用 生态研 究所 ， 苏南京 ２ ０ ９ ； 中 国农 业科 学院作 物科学 研究 所 ／农业 部作 物生理 生态 与栽培 重点开 放实验 江 １０ ５ 室，北京 １ ０ ８ ； 江苏省农 业科 学 院， ００ １ 江苏 南京 ２ ０ １ １０ ４
摘
要 ：气候 变暖存 在 明显 的昼夜 不对称 性，夜 间增温 显著高 于 白天。 计 可靠 的田问增 温设施 ，研究作 物系统 对夜 设
ＺＨＡＮＧ ｎ ，ＺＨＥＮＧ ｉ ｎ Ｃｈ Ｂｉ Ｊａ — ｕ。 ＴＩ ＡＮ ｎ— Ｙｕ Ｌｕ ，ＤＯＮＧ ｅ Ｊ Ｗ ｎ—ｕｎ ，ＣＨＥＮ ｉ Ｊｎ ，ＹＡＮＧ ｉ，ａ ｄ ＺＨＡＮＧ Ｆｅ ｎ
，
Ｗ ｅ ． ｉ ｎ ，， ｉＪ ａ Ｉｓｔｔ ｆ ｐｉｄＥ ｏｏｙ Ｎａｊ ｇ ｒ ｕｔｒｌ ｉｅｓ ｙＮａｊ ｇ２０ ９ ， ｉａ ｎｔｕｅｏ ｒｐＳ ｉ ｃ ｓＣｈｎｓ ａｅ ｆ ｒ ｕｔｒｌ ｎ ｔｕｅｏ ｌ ｃｌｇ ， ｎｉ ｉ ｌ ａ ｖｒｉ ， ｎｉ １０ ５ Ｃｈｎ ； ｓｔｔ ｆ ｏ ｃｅ ｅ， ｉｅｅＡｃｄｍｙｏ ｉ ｌ ａ ｉ Ａｐ ｅ ｎ Ａｇ ｃ ｕ Ｕｎ ｔ ｎ Ｉ ｉ Ｃ ｎ Ａｇ ｃ ｕ Ｓｉｎｅ ／ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ ｏ ｈ ｓ ｌｇ， ｃ ｌｇ ｃｅｃｓ Ｋｅ ａｏａ ｙｏ ｐＰ ｙｉ ｏ ｙ Ｅ ｏｏ ｙ＆ Ｐｏ ｕｔ ｎ Ｍｉｉｒ ｆＡ ｒ ｕｔｒ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ； Ｊ ｎ ｓ ａｅ ｆ ｒ ｏ Ｃｒ ｏ ｒｄｃｉ ， ｎｓ ｙｏ ｇｉ ｌ ｅ Ｂ ｒｎ ０ ０ １ Ｃ ｉａ ｉ ｇｕＡｃｄｍｙｏ ｉ ｏ ｔ ｃ ｕ ａ Ａｇ －
夜间增温对南京地区冬小麦生产的影响
（１１８．７０°Ｅ、３２．２０°Ｎ）内，属 于 亚 热 带 季 风 气 候，年 平 均 温 度 为 １５．６℃，年极端最高温度为 ３９．７℃，年极端最低温度为 －１３．１℃，年平 均降 水量 为 １１００．０ｍｍ，年 平 均 无 霜 期 为 ２３７ｄ，年平均日照时数超过 １９００ｈ。试验地前茬作物为水 稻，收获后，秸秆还田处理。试验地土壤质地为壤质黏土，黏 粒含量为 ２６．１％，土壤 ｐＨ值为 ６．２，有机碳、全氮含量分别为 １９．４、１１．５ｇ／ｋｇ。 １．２ 试验材料与处理
政府间 气 候 变 化 专 业 委 员 会 （ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎ ＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ，ＩＰＣＣ）第五 次 评 估 报 告 （ＡＲ５）预 估 未 来 全 球 气候变暖仍将持续，２１世纪末全球平均地表温度将在 １９８６— ２００５年的基础上升 ０．３～４．８℃［１］，全球温度记录表明，夜 间最低温度增幅大于白天最高温度增幅［２－４］。我国温度上升 趋势与全球基本一致，近 ５０年来我国陆地表面平均温度上升 了 １．３８℃，变暖速率为 ０．２３℃ ／１０年［５］，预计到 ２０５０年将 上升 １．２～２．０℃［６］，增幅同样表现为夜间最低温度增幅大于 白天最高温度增幅［７］，即全球气候变暖主要表现为日较差减 小，夜间最低温度增幅大于白天最高温度增幅 。 ［８］ 温度是作 物生长发育的关键气象因子，夜间温度升高必然会对其产生 一定的影响。
夜间增温条件下施硅稻田N2O还原对外源氮的响应
ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｎ２ Ｏ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌｓ ｔｏ ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｒｅ￣
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｓｉ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ＣＫ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄꎬ ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ
(２０１９０８３２０１８５)
ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｎｏｎ￣ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ. Ｕｎｄｅｒ
活性随着土壤温度的升高而增强ꎮ 许多研究者也发
现ꎬ温度升高促进了农田、草地、森林等生态系统Ｎ２ Ｏ
排放
[６￣７]
ꎮ 这个排放通量是土壤Ｎ２ Ｏ产生过程和还原
硝化过程ꎬ抑制Ｎ ２ Ｏ排放通量ꎮ 本试验基于田间开
氮条件下ꎬ研究硅肥对增温稻田土壤Ｎ ２ Ｏ还原潜力
的影响效应ꎬ为未来气候变暖背景下通过施肥措施
ｗｅｒｅ １９ ２ μｇ / ( ｇｄ) ａｎｄ １６ ６ μｇ / ( ｇｄ) ꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ＣＫ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄꎬ
ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｎ２ Ｏ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｏｎ￣ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｓｏｉｌ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄｓ. Ｕｎ￣
水稻节水增温系统设计与应用
水稻节水增温系统设计与应用摘要：本试验针对前进农场井灌水稻灌溉水温偏低，致使田间温度和土壤温度过低，影响水稻的正常发育，造成水稻产量不高的现状，通过田间试验，重点研究了晒水池增温技术和节水灌溉条件下，井灌水稻的产量效应及节水效益。
试验得出成果如下：1、通过对晒水池的精密设计，在平均气温25℃条件下，经过6-7h的晒水后，水温可增加到20℃。
由此可有效的满足水稻生长对灌溉水温的要求。
2、采用节水灌溉模式对水稻进行对比试验，结果表明：控制灌溉比常规灌溉增产4%～5%，节水14.6%，控制灌溉水生产效率是常规灌溉的1.25倍。
1.1水稻生长与灌溉水温的关系水稻是喜温、短日照植物，起源于南方。
寒地水稻品种是早熟、极早熟粳稻类型。
从水稻三性：即基本营养生长性、感温性、感光性来看，寒地水稻对光照不太敏感，而对温度敏感。
所以，水稻生长与灌溉水温密切相关，尤其在稻株生长的前期和中期。
根据试验研究，综合分析得出水稻在各生育期内对温度的要求，从返青期开始，灌溉水温最低在18℃以上，而该地区井灌区地下水温度在4～5℃，不能满足水稻各生育期对灌溉水温的要求。
所以，必须采取增温措施，提升水温，以达到作物对灌溉水温的要求。
2现有的节水增温设施2.1晒水池的设计晒水池设计首先要考虑存蓄足够的水来灌溉，其次满足水稻灌溉水温的最低要求。
前进农场在井水增温措施上采取晒水池增温和延长灌溉渠道增温的方法，新建莲花型喷泉式晒水池，由瀑布增温、渠道增温及叠水增温三部分构成。
抽取地下水，经由喷泉，在空气中增温，水珠碰撞增温。
经由莲花渠道，延长流水距离，延长增温时间，在半径35米有限的空间内延长渠道800米，六层莲花瓣，每层高温表层水通过溢流孔流向外层，并再次通过喷泉增温，形成美丽的莲花瓣，在增温的同时也同时注重美感。
经过六层的往复式迂回增温，可使地下水增温至20.4-22.6度。
经过整个过程，抽取的井水可以直接灌溉入田。
2.2晒水池增温晒水池是目前主要的工程增温措施。
被动式夜间增温设施设计及其增温效果
摘 要 为了建立一 套简便节 能的野外 夜间增温 设施, 参照国际 上夜间被 动式增温 系统 ( passive n ighttim e w arm ing, PNW ), 在江苏丹阳设计了稻麦系统夜间被动式增温设施. 结果表 明: 该系统可以保证 15 75 m2 的有效采样区域, 温度增幅均匀, 水稻冠层全生育期夜间平均 温度升高 1 1 , 冬小麦冠层和 5 cm 土层全生育期夜间平均温度分别提高 1 3 和 0 8 ; 该增温系统在运行期间, 水稻和冬小麦全生育期的冠层和土壤温度的日变化趋势与非增温对 照区基本一致. 该系统使麦田土壤含水量略微降低, 但对小麦生长的影响不明显. 将该系统在 我国水稻和冬小麦主要产区应用时发现, 该夜间增温系统可以使水稻和冬小麦始花期分别平 均提前 3 d和 5 d. 该系统的增温效果在不同区域和季节存在一定的差异, 但综合考虑该系统 的增温均匀性和增温区域有效性, 及其对稻麦生育期的影响效果, 该设施不仅节能, 而且可以 满足野外增温试验研究的基本要求. 关键词 气候变暖 被动式增温 系统设计 红外线反射 稻麦系统 文章编号 1001- 9332( 2010) 09- 2288- 07 中图分类号 S314 文献标识码 A Passive n igh ttim e w arm ing ( PNW ) system , its design and w arm ing effect. CHEN Jin1, YANG Fe i1, ZHANG B in1, T IAN Y un lu1, DONG W en jun1, ZHANG W e i jian1, 2 ( 1 Institute of App lied E cology, N anjing A gricultural University, N anjing 210095, China; 2M inistry of A griculture K ey Laboratory of C rop P hysiology, E co logy & P roduction, Institute of Crop S cience, Ch inese A cad e my of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China ). Chin. J. App l. E col. , 2010, 21( 9) : 2288 2294. A bstract: Based on the techn ique of passive n ighttim e w arm ing ( PNW ) , a conven ien t and energy saving PNW facility w as designed fo r a rice wheat cropp ing system in Danyang, Jiangsu P rovince. T he fac ility could guarantee 15 75 m2 effective sam pling area, w ith a hom ogeneous am p litude o f in creased tem perature, and m aking the nighttim e canopy tem perature during who le rice grow th season increased averagely by 1 1 and the nighttim e canopy tem perature and 5 cm so il tem perature dur ing who le w inter wheat grow th period increased average ly by 1 3 and 0. 8 , respective ly. Dur ing the operation period o f the facility, the variation trends of the canopy tem perature and 5 cm so il tem perature during the w ho le grow th periods o f rice and w in ter wheat in the w arm ing plotsw ere sim ilar to those of the contro.l Though the facility slight ly decreased the soil m oisture content during w inter wheat grow th period, wheat g row th w as less im pacted. T he app lication o f th is facility in our m ain production areas of r ice and w in ter wheat show ed that the facility could advance the in it ia l b lossom ing stages o f rice and w inter w heat averagely by 3 d and 5 d, respectively. In desp ite o f the d iscrepancy in the w arm ing effect am ong d ifferent reg ions and seasons, this energy sav ing facility w as re liable for the field research on crop responses to c lim ate w arm ing, when the hom ogeneity o f increased tem perature, the effective area, and the effects on crop grow th period w ere taken into com prehensive consideration.
农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(4): 620−628/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(30771278), 江苏省自然科学基金项目(BK2007159)和教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-050492)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 张卫建, E-mail: zhangweij@Received(收稿日期): 2010-01-07; Accepted(接受日期): 2010-01-20.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00620农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果张 彬1 郑建初3 田云录1 董文军1 陈 金1 杨 飞1 张卫建1,2,*1南京农业大学应用生态研究所, 江苏南京210095; 2 中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室, 北京100081; 3 江苏省农业科学院, 江苏南京210014摘 要: 气候变暖存在明显的昼夜不对称性, 夜间增温显著高于白天。
设计可靠的田间增温设施, 研究作物系统对夜间增温的响应与适应意义显著。
参考国际相关增温系统, 于2006—2009年在江苏南京设计并运行了我国首个农田开放式夜间增温系统(FATI, Free Air Temperature Increased), 对稻麦进行夜间主动增温试验, 监测系统温度、麦田土壤水分和作物生育进程和产量, 以评价该系统的可行性和对稻麦的增温效果。
结果表明, 该系统有效且均匀的增温范围为4 m 2, 增温效果明显。
在测试用人工草坪上, 晴天、阴天和雨天3种天气情况下, 该系统4 m 2有效增温范围内地表的夜温平均升高2.4℃、2.3℃和2.1℃。
在草坪的垂直层面上, 该系统可以使距地下5 cm 、地表、地上40 cm 和90 cm 4个层次的夜温平均分别升高1.2℃、2.2℃、0.7℃和2.3℃。
开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究
开放式昼夜不同增温对单季稻影响的试验研究董文军;邓艾兴;张彬;田云录;陈金;杨飞;张卫建【摘要】全球变暖趋势日益明朗,且存在明显的季节性差异和昼夜不对称性.水稻是我国最重要的粮食作物,研究水稻生产力对昼夜不同增温的响应与适应对我国未来粮食安全战略决策至关重要.在江苏南京设计我国首个稻田开放式增温(FATI:FreeAir Temperature Increased)系统,在2007-2008年对水稻进行昼夜不同增温(全天增温、白天增温和夜间增温)的试验研究.结果表明,该增温系统可以形成4 m<'2>均匀且稳定的增温范围,全天、白天和夜间增温处理平均分别可以使水稻全生育期冠层日均温升高2.0℃、0.6℃和0.9℃.白天增温使水稻全生育期冠层白天温度平均升高1.1℃,夜间增温使夜间温度平均升高1.8℃,与未来的升温幅度相似.全天、白天和夜间增温处理下,水稻冠层温度日较差变化分别为0.1℃、0.6℃和-0.9℃.同时,在该系统的3种增温情景下,水稻分蘖期、孕穗期和灌浆期的田间冠层温度日变化趋势基本与常规对照区一致,全生育期的日平均温度变化趋势也基本一致.两年的增温试验表明,不同增温情景均对水稻的生育进程、成熟期地上生物量和产量产生了明显的影响.其中全天、白天和夜间增温分别使水稻从移栽到始穗平均的日期缩短3.5、2 d和2.5 d,但对始穗至成熟期的影响不明显;全天、白天和夜间增温分别使水稻地上生物量降低7.7%、6.6%和2.8%,但差异均不显著;白天和夜间增温分别使水稻产量下降8.9%和4.5%,而全天增温下水稻产量略有卜升,但均未达到显著水平.从产量构成来看,增温下有效穗数和结实率呈现递增趋势,每穗粒数和千粒重呈现下降趋势.增温对水稻株高的影响不明显.上述结果表明,该稻田开放式增温系统能满足水稻系统生产力对未来气候变暖响应与适应的试验研究要求,气候变暖对水稻生产力影响的相关模型分析结果也尚需进一步的田间实际增温试验验证,模型所需的相关参数也需要进一步完善.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)008【总页数】9页(P2169-2177)【关键词】气候变暖;非对称性增温;昼夜增温;FATI系统;远红外;水稻【作者】董文军;邓艾兴;张彬;田云录;陈金;杨飞;张卫建【作者单位】南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,北京,100081;南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏,南京,210095;中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,北京,100081【正文语种】中文气温升高是气候变化的主要特征之一［1］。
夜间温度升高对双季早晚稻产量的影响
夜间温度升高对双季早晚稻产量的影响魏金连;潘晓华;邓强辉【摘要】温度是影响水稻生长发育的重要因素,但夜间温度升高对双季水稻产量的影响还不清楚.利用两间玻璃室内夜间不同的温度条件,研究了水稻生长期间夜温升高对双季早、晚稻产量的影响.结果表明,夜间最低温度每升高1℃早稻产量降低5.42%-9.48%,而夜间最低温度每升高1℃晚稻产量提高8.99%-11.28%.夜温升高有利于早、晚稻的分蘖,增加有效穗数,但不利于颖花分化,使每穗粒数减少;夜温升高使早稻结实率下降,但提高晚稻的结实率.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(030)010【总页数】6页(P2793-2798)【关键词】双季水稻;夜温升高;产量与产量构成;分蘖;颖花分化与退化【作者】魏金连;潘晓华;邓强辉【作者单位】农业部双季稻生理生态与栽培重点开放实验室/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西农业大学,江西南昌,330045;农业部双季稻生理生态与栽培重点开放实验室/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西农业大学,江西南昌,330045;农业部双季稻生理生态与栽培重点开放实验室/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西农业大学,江西南昌,330045【正文语种】中文在光照、温度、降水、风速等气候生态因子中,温度是影响水稻生长发育最重要的因子之一。
前人就日平均气温、积温、昼夜温差、日最高温度、低温和高温胁迫对水稻生长发育和产量形成的影响进行了大量的研究[1-3],但这些研究都是以昼温与夜温的影响没有差异作为前提条件的[4],即使是研究夜间温度的影响,也是在人工控温的恒温条件之下[5]或采用数学模型进行研究[6-7]。
随着人口的增长和现代工业的发展,在近百年里全球平均气温已经升高了(0.6±0.2)℃,而且夜间气温的增幅明显高于白天[8]。
2007年公布的IPCC气候变化报告指出,全球气温本世纪末还可能上升1.1—6.4℃。
夜间增温对冬小麦生长和产量影响的实验研究
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中国农业科学
43 卷
0 引言
【研究意义】IPCC 第 4 次评估报告认为气候系 统显著变暖已经是明确的事实，日最低温度增加远比 日最高温度增加得快[1]。全球气温记录显示，夜间最 低气温比白天最高气温的增温幅度高出近 1 倍[2-3]。国 内研究也得出相似结果，日最低温升幅是日最高温升 幅的 2—3 倍[4-5]，即全球气候变暖主要表现为夜间气 温升高[6-8]，日较差呈减小趋势[5,9-10]。温度是作物生长 发育的关键气象要素，夜间增温必然对作物生长发育 和产量产生影响。因此，探讨夜间增温对作物生长和 产量的影响机制，分析气候变化对农业的影响和农业 应对气候变化具有重要意义。【前人研究进展】在气 温升高对作物影响研究方面，国内外依据平均温度变 化进行了许多统计或模型研究[11-15]，少数观测统计研 究考虑了昼夜增温的差异[16-17]；试验研究方面，多采 用温室（greenhouse）和开顶式气室（open-top chamber） 模拟气候变化或极端气候事件对作物生长的影 响[18-21]，然而温室和开顶式气室白天增温幅度高于其 夜间增温幅度[21-22]，与当前气候变暖的增温特征不吻 合。【本研究切入点】气候变暖主要表现为夜间最低 气温升高，而白天增温和夜间增温对陆地植物的生长 和碳积累的影响不同，目前关于夜间气温升高对作物 生长影响的试验研究报道甚少，制约着气候变暖对作 物影响机理的深入理解与准确模拟。【拟解决的关键 问题】本研究拟以冬小麦为研究对象，采用红外辐射 增温方法，分析夜间增温对小麦产量构成要素（有效 穗数、穗粒数和千粒重等）和生长发育过程的影响， 旨在揭示夜间增温对冬小麦产量影响的机理，为研究 气候变化对农业的影响和农业适应气候变化提供科学 依据。
试验期间各月的平均气温及其距平反映了本试验 期间的气温与往年气温的差异（表 2），从表 2 可以
田间开放式增温对东北水稻氮素利用的影响
摘 要: 东北地区是全球气候变暖趋势最为显著的地区之一, 研究预期增温对东北水稻氮素吸收利用的影响, 可为 区域水稻可持续生产与氮肥优化管理提供借鉴。本研究于 2019—2020 年在黑龙江省哈尔滨市设置田间开放式增温 (free air temperature increase, FATI)系统, 大田与盆栽试验相结合, 采用 15N 同位素示踪技术, 模拟预期增温(+1.5℃) 对水稻产量、氮素利用以及氮肥去向的影响。结果表明, 增温促进了水稻地上部干物质积累, 与对照相比, 大田与盆 栽的水稻产量 2 年平均分别提高 10.4%和 10.8%; 增温显著提高了水稻氮素吸收总量, 与对照相比, 2 年平均增幅达 21.3%, 但增温处理的氮素籽粒利用效率呈降低趋势; 增温处理下水稻从肥料中吸收的氮素显著下降, 但从土壤中吸 收的氮素显著增加 31.1%, 导致氮肥回收率降低 12.5%, 而氮肥损失率增加 14.2%。总体来看, 增温有增加水稻籽粒 产量的趋势, 但降低了水稻对肥料氮的吸收比例, 导致氮素利用效率降低, 氮肥损失率显著增加。在气候变暖背景下, 建议合理增加水稻移栽密度, 以充分利用温度升高对水稻产量的正向效应, 适当减少氮肥施用量、优化氮肥运筹管理, 提高水稻氮素利用效率。 关键词: 水稻; 气候变暖; 开放式增温; 同位素示踪技术; 氮素吸收与利用; 肥料氮去向
全球变暖已成不争事实[1]。从 1880 年到 2012 年, 全球地表平均气温约升高了 0.85℃, 并且夜温 增幅显著高于白天, 预计 2030—2052 年全球气温还 将升高 1.5~2.0℃ [2-3]。气候变暖对农业生产影响显 著, 使得作物生产布局、生育期及产量发生了较大 变化[2]。杨晓光等[4]研究表明, 气候变暖使我国种植 制度界限发生不同程度北移, 并且可能会增加相关 变化区域的粮食单产。而基于长期历史数据和模型 分析的研究认为, 气温升高将导致全球大多数地区 的主要作物减产[5-6], 但减产幅度取决于不同地区和 种植作物种类[7]。氮素是作物生长发育的重要元素 之一, 气候变暖通过影响作物生长和土壤微生物活 动, 调控作物对氮素的吸收利用, 进而影响农田生 态系统的氮循环过程[8-11]。相关研究表明, 气温升高 会增加水稻对氮素的吸收, 但同时也促进了土壤酶 活性增强和土壤氮矿化, 造成氮素流失, 并对环境 造成不利影响[10,12], 而 Wang 等[13]认为, 气温升高对 土壤氮素有效性和脲酶活性的影响要大于对植物吸
夜间增温对铅危害下小麦物质积累分配与根系生长的影响
夜间增温对铅危害下小麦物质积累分配与根系生长的影响寇太记;程相涵;贺娟;王俪睿;张慧智;陈俊红【期刊名称】《干旱地区农业研究》【年(卷),期】2023(41)1【摘要】为揭示气候变暖与土壤铅污染对农作物及其地下根系生长的影响,利用夜间增温系统研究了4种土壤铅水平下冬小麦关键生育期的干物质积累及其地上地下分配、收获指数、根系活性的变化。
结果表明,夜间增温提升小麦全生育期的土壤温度0.6~1.4℃,增温效果明显。
未污染处理的小麦蜡熟期总生物量与籽粒产量在夜间增温下显著提高,但收获指数却显著降低。
铅污染加重造成小麦籽粒产量与总生物量下降,但夜间增温使铅污染处理小麦的产量显著增加14.7%~19.1%、总生物量显著增加13.0%~26.5%,其收获指数增加,表明夜间增温提高了小麦抗铅污染危害的能力。
增温对提高小麦根干物质积累表现为正效应而铅污染胁迫则表现为负效应,增温具有增加小麦根系干重及根冠比的趋势,但受铅污染程度、作物生长时期制约。
小麦根系活性随土壤铅污染加重而下降,而夜间增温具有提高低铅土壤小麦各时期根系活性的趋势,夜间增温在抽穗期显著提高了4个铅处理的小麦根系活性(12.2%~40.2%),增温下根系活性的增强有助于作物抵御铅污染危害。
研究结果表明增温对小麦地下系统的正效应影响有助于提高其抵御铅污染胁迫的能力。
【总页数】7页(P221-227)【作者】寇太记;程相涵;贺娟;王俪睿;张慧智;陈俊红【作者单位】河南科技大学农学院;北京市农林科学院农业信息与经济研究所;农业部华北都市农业重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S512.1;S162.5【相关文献】1.施氮量对鲜食型甘薯根系生长与干物质积累分配的影响2.夜间增温对小麦吸持铅素的影响3.铅对不同铅积累类型小麦幼苗生理生化特性和根系生长的影响4.渍水和增温对小麦根系形态、生理和地上部物质积累的影响5.夜间增温对小麦干物质积累、转运、分配及产量的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(4): 620−628/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(30771278), 江苏省自然科学基金项目(BK2007159)和教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-050492)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 张卫建, E-mail: zhangweij@Received(收稿日期): 2010-01-07; Accepted(接受日期): 2010-01-20.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00620农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果张 彬1 郑建初3 田云录1 董文军1 陈 金1 杨 飞1 张卫建1,2,*1南京农业大学应用生态研究所, 江苏南京210095; 2 中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室, 北京100081; 3 江苏省农业科学院, 江苏南京210014摘 要: 气候变暖存在明显的昼夜不对称性, 夜间增温显著高于白天。
设计可靠的田间增温设施, 研究作物系统对夜间增温的响应与适应意义显著。
参考国际相关增温系统, 于2006—2009年在江苏南京设计并运行了我国首个农田开放式夜间增温系统(FATI, Free Air Temperature Increased), 对稻麦进行夜间主动增温试验, 监测系统温度、麦田土壤水分和作物生育进程和产量, 以评价该系统的可行性和对稻麦的增温效果。
结果表明, 该系统有效且均匀的增温范围为4 m 2, 增温效果明显。
在测试用人工草坪上, 晴天、阴天和雨天3种天气情况下, 该系统4 m 2有效增温范围内地表的夜温平均升高2.4℃、2.3℃和2.1℃。
在草坪的垂直层面上, 该系统可以使距地下5 cm 、地表、地上40 cm 和90 cm 4个层次的夜温平均分别升高1.2℃、2.2℃、0.7℃和2.3℃。
在稻麦两熟农田中, 稻季全生育期地下5 cm 、地表、植株中部和冠层的夜温平均分别升高0.7℃、0.6℃、1.0℃和1.6, ℃麦季相应层次可升高1.2℃、1.5℃、1.8℃和1.9℃。
在稻麦全生育期内, 增温小区各层温度的变化动态与未增温区的一致。
另外, 该系统未改变麦田耕层土壤水分分布特征, 尽管耕层土壤含水量略有降低, 0~25 cm 内各层土壤含水量的降幅均在0.99~1.62个百分点以内, 与未增温区差异不显著。
夜间增温可以显著缩短作物前期生育期, 使稻麦始穗期分别提早2.5 d 和11.5 d; 同时, 夜间增温使水稻平均减产4.51%, 但小麦增产18.30%。
尽管在作物的不同生育期, 该设施的增温幅度有所差异, 但这与田间实际情况下不同季节气候变暖幅度不同之特征一致。
因此, 该开放式夜间增温系统符合气候变暖的温度变化特征, 可以满足水稻和小麦所代表的典型作物系统对夜间增温的响应与适应的试验要求。
关键词: 气候变暖; 开放式增温系统; 夜间增温; 稻麦两熟系统; 远红外增温System Design of Free Air Temperature Increased (FATI) for Field Nighttime Warming Experiment and Its Effects on Rice-Wheat Cropping SystemZHANG Bin 1, ZHENG Jian-Chu 3, TIAN Yun-Lu 1, DONG Wen-Jun 1, CHEN Jin 1, YANG Fei 1, and ZHANG Wei-Jian 1,2,*1Institute of Applied Ecology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of AgriculturalSciences / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology & Production, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China; 3 Jiangsu Academy of Agri-cultural Sciences, Nanjing 210014, ChinaAbstract: There is evident asymmetry in climate warming between daytime and nighttime with the highest warming rate occur-ring at nighttime. Since there are high uncertainties in the projecting of climate warming effects on crop production using crop models, it is essential to design a reliable field warming system to study the responses of crop production system to nighttime warming in field. Therefore, based on existing field warming facilities in the world, we designed a rice-wheat warming system in Nanjing, Jiangsu province, the first facility of Free Air Temperature Increased (FATI) for crop production in China, to study the effects of nighttime warming on crop growing duration and yields during 2006–2009. The results showed that the warming effect of this facility was significant and well-distributed within 2 m × 2 m area. In sunny, rainy and cloudy days, the night temperatures on the field surface within the 4 m 2 warming area were increased by 2.4, 2.3, and 2.1 on average on the tested turfgrass ℃℃℃land. At the vertical dimension, the night temperatures of 5 cm underground, ground surface, 40 cm aboveground, and 90 cm aboveground were enhanced by 1.2, 2.℃2, 0.7, and 2.℃℃3 on average. In the rice g ℃rowing period, the night temperatures of 5 cm underground, field surface, the middle part of crop community and the canopy were 0.7℃, 0.6℃, 1.0℃, and 1.6 higher℃第4期张彬等: 农田开放式夜间增温系统的设计及其在稻麦上的试验效果621 compared to the un-warming plots, respectively. In the winter-wheat growing period, the increments were 1.2, 1.5, 1.8, and℃℃℃1.9, respectively. During the whole crop growing period, the trends of diurnal change of the above temperatures in warming℃plots were all similar with those in the un-warming plots. The distributed characteristics of soil moisture in wheat field were not significantly changed under this warming facility but with a slightly decreasing trend. The decrements of soil moisture in the 0–25 cm soil layers were all within the scale of 0.99–1.62 percentage points with no significant difference compared to the un-warming control. Under this warming facility, rice and wheat growing stages were significantly changed, and the durations of rice and wheat from the sowing date to the initial heading date were shortened by 2.5 d and 11.5 d respectively. Nighttime warming re-duced rice yield by 4.51%, but increased wheat yield by 18.30% on average. Although, there existed significant differences in the warming rates among different stages of crop growing by using the warming facility, evident seasonal discrepancy of warming rates also often occurred in the real fields under climate warming situation. Therefore, the above results suggest that this night warming facility meets with the temperature characteristics of climate warming and can be used for studies on the responses of crop production system to nighttime warming.Keywords: Climate warming; Free Air Temperature Increased (FATI); Nighttime warming; Rice-wheat cropping system; Far-infrared warming中长期内全球变暖不可逆转, ICPP (Interna-tional Conference on Parallel Processing)预测1990—2100年全球气温将上升1.4~5.8℃[1], 我国相关预测认为从2000—2050年中国平均气温将升高2.3~3.3℃[2]。