冬小麦生产力对气温升高的响应与适应研究郑成岩.ppt

冬小麦生产力对气温升高的 响应与适应研究,汇报人：郑成岩,中国农业科学院作物科学研究所栽培生理系,E-mail: zhengchengyan 河南 郑州 2013年10月,2013年中国作物学会学术年会,汇报内容,一、研究目的与意义 二、 研究思路与方法 三、 主要内容与进展 四、 主要结论与启示,一、研究目的与意义,1. 探讨气候变暖对小麦生产潜在影响意义重大。,中国气候变暖现状 （Jiang et al, 2012 ）,中国气候变暖现状 （Jiang et al, 2012 ）,各种植区平均温度、最低温度和最高温度都有增加。 日较差减小，日最低气温升高幅度较大，且北方地区幅度高于南方地区。,中国冬小麦生产重要性（2011年）,中国小麦产量占世界小麦产量的18% 中国小麦产量占粮食总产的21%，其中冬小麦占小麦总产的95%,2. 阐明气候变暖对冬小麦分布影响的意义突出。,气候变化对小麦种植界限和布局的影响（Yang et al,2012）,3. 气候变化对中国冬小麦生产的影响尚不清楚。,降低历史数据模型分析对未来小麦生产预测的不确定性，提高指导粮食生产的科学性； 为应对气候变化的小麦品种改良，以及耕作栽培技术改进，提供理论依据。,科学意义：,科学问题：,冬小麦生产力对气温升高的实际响应与适应？,二、 研究思路与方法,冬小麦全生育期开放式增温试验布局图,2. 增温试验布局,不同年代品种增温：1950-60s、1970s、1980s、1990s、2000s（河南新乡， ）。 不同区域增温：全天增温（镇江、徐州，新乡、拉萨， ）；,3. 田间开放式增温系统,主动式增温系统的增温效果（拉萨）,生育期变化,灌浆初期日变化,增温小区冠层和地下5cm 温度的日变化和全生育期日平均温度变化趋势基本与不增温对照区温度变化趋势相似,主动式增温系统的增温效果（新乡）,生育期变化,灌浆初期日变化,增温小区冠层温度比不增温对照区温度增加1.1左右,主动式增温系统的土壤水分含量,拉 萨,新 乡,开花期和成熟期土壤水分含量差异不显著,三、 主要内容与进展,1.气温升高对不同区域和不同年代品种小麦生育期的影响 1.1 不同区域（镇江、徐州、新乡、拉萨）,Table 1 The wheat phenophase data and period length in the warming (W) and non-warming (NW) plots,Table 2 The lengths of plant phenophase periods in the warming (W) and non-warming (NW) plots,1.2 不同年代品种（1950s2000s）,增温明显的缩短了生育期，主要是花前的生育期缩短，花后灌浆期有延长的趋势； 花后灌浆期平均延长了4天 。,2.气温升高对不同区域和不同年代品种小麦生物量的影响 2.1 不同区域（镇江、徐州、新乡、拉萨）,增温明显的提高了不同区域冬小麦的生物产量；提高幅度区域之间存在差异。,2.2 不同年代品种（1950s2000s）,Table 2 Wheat aboveground biomass and harvest index in the warming (W) and non-warming (NW) plots,增温均提高了不同年代品种冬小麦的生物产量；生物量平均提高8.4%。,3.气温升高对不同区域和不同年代品种小麦叶面积的影响 3.1 不同区域（镇江、徐州、新乡、拉萨）,增温提高了不同区域冬小麦的旗叶叶面积和开花期叶面积指数；提高幅度区域之间存在差异。,3.2 不同年代品种（1950s2000s）,增温均提高了不同年代品种冬小麦的旗叶叶面积和开花期叶面积指数；平均分别提高7.9%和9.2%。,4.气温升高对不同区域和不同年代品种小麦产量及构成的影响 4.1 不同区域（镇江、徐州、新乡、拉萨）,Table 4 Wheat grain yield and its components in the warming (W) and non-warming (NW) plots,增温明显的提高了不同区域冬小麦的产量；区域之间，镇江、徐州和新乡主要通过提高穗粒数和千粒重，而拉萨地区主要提高了收获群体数。,4.2 不同年代品种（1950s2000s）,Table 4 Wheat grain yield and its components in the warming (W) and non-warming (NW) plots,增温明显的提高了不同年代品种冬小麦的产量，平均增产11.4%。,5. 不同区域冬小麦生育期和生产力变化分析,5.5%,2.5%,8.8%,8.1%,不同区域试验冬小麦全生育期平均缩短6d，青藏高原区缩短幅度最大，达4.5%； 不同区域试验冬小麦平均增产6.2%，新乡和拉萨增产幅度最大，分别为8.8%和8.1%。,6. 不同年代品种冬小麦生育期和生产力变化分析,不同年代品种试验全生育期平均缩短5天，现代品种生育期变化幅度较小； 不同年代品种试验平均增产11.4%，现代品种增产幅度较大。,四、 主要结论与启示,1. 主要结论,生育期响应特征：田间增温1.1，缩短了小麦的生育期，其主要发生在花前，花后生育期基本不变甚至延长。不同区域试验冬小麦全生育期平均缩短6d，青藏高原区缩短幅度最大，日较差变化幅度较大区域生育期缩短幅度也较大；不同年代品种试验全生育期平均缩短5天，现代品种生育期变化幅度较小。 生产力响应特征：温度升高（1.1），小麦的产量均有提高。不同区域试验冬小麦平均增产6.2%，新乡和拉萨增产幅度最大，更有利于日均温度升高较多区域增产；不同年代品种试验平均增产11.4%，现代品种增产幅度较大。 增温的增产机制：增温可以减轻越冬期和返青期低温对冬小麦生长发育的抑制，扩大了花后光合作用面积，提高生物产量，并可一定程度的延长灌浆时期，显著提高产量。,2. 主要启示,耕作栽培技术创新：根据作物应对气候变化特征研究结果，结合气候及气象灾害变化趋势研究，研发与区域气候特点相适应的耕作栽培新技术，并加强农业基础设施建设，提高抗御气象灾害的能力。 高产多抗品种培育：引进、培育抗逆性