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基于低温寡照的江苏省设施农业气象灾害风险区划研究

蔡冰  
【摘要】:设施农业是将农业作物遗传潜力变为现实的巨大生产力,获得速生、高产、优质、高效农畜产品的重要手段,也是我国从传统农业向现代农业转化的重要方向。近年来,江苏省设施蔬菜栽培面积迅速扩大,为华东地区城市反季节蔬菜供应提供了最坚实的保障。江苏气象灾害频发,设施农业气象灾害风险区划研究可以为因地制宜地发展设施农业及其环境管理提供科学依据。本研究通过收集温室内、外气象数据,建立温室内平均气温模拟模式,再利用控制试验,研究设施作物黄瓜低温、寡照灾害指标,在此基础上,利用GIS技术和DEM数据对江苏省设施农业气象灾害进行风险等级区划,主要研究结论如下: (1)利用塑料温室的小气候试验观测资料,结合台站气象数据,采用逐步回归方法分区、季节、天气状况建立了温室内平均气温模拟模式,并利用独立试验数据对模式进行检验,结果表明所建模式的模拟值与实测值的决定系数R2均超过0.930,效果较好。 (2)人工气候箱寡照控制试验结果表明,黄瓜津优35号遭受寡照胁迫时,叶片最大光合速率、日平均光合速率均呈显著下降趋势。在植株遭受寡照灾害第7d时,叶片光饱和点基本不再变化,受灾植株最大光合速率不足对照植株的1/2;当寡照处理超过8d时,最大光合作用速率均为负值,即使再给予光照,最大光合速率也无法恢复。从荧光参数来看,PSII最大量子产量、PSII的开放比例和光合电子传递速率都持续同幅度减小。据此判定寡照8天为黄瓜津优35号的致灾临界指标,并根据寡照胁迫指数(SLI, sparse light index)值划分1.2~2.0为轻度灾害,0.48~1.2为中度灾害,小于0.48为重度灾害。 (3)人工气候箱低温控制试验结果表明,遭受低温胁迫黄瓜植株最大光合速率不足对照植株的1/3,5℃处理48h、7℃处理72h后黄瓜津优35号叶片的光合作用速率为负值,PSII最大光化学量子产量和光适应状态下PSII进行光化学反应的能力显著下降,非光化学淬灭增加,植物光系统活性受到严重伤害。根据低温胁迫指数(LTI, low temperature index)值划分1.6~2.0为轻度灾害,0.5~1.6为中度灾害,小于0.5为重度灾害。 (4)基于GIS平台,利用低温、寡照灾害等级指标制作了江苏省设施农业灾害发生频率和指数分布图。结果显示,寡照和低温灾害以轻度和中度为主,重度灾害很少。 (5)基于GIS技术制作了江苏省设施农业低温、寡照灾害的综合灾害风险等级区划图。结果显示,江苏省绝大部分区域的设施农业气象灾害风险处于正常水平,适合设施农业发展。轻度风险等级区分布在东部沿海地区,中度风险等级区由南向北遍布江苏省内陆地带,重度风险等级区主要集中在南京周边地区。


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