2017年玉米产量预测:方法和解释结果
产量预测中心(YFC)将在7月中旬开始,从7月中旬开始,为每三周进行一次候选和玉米产量预测的实时信息,以帮助种植者和AG行业专业人员通过2017赛季制定管理,后勤和营销决策。YFC平台由核心团队组成,与各种玉米腰带的大学的农艺学家和拓展教育者合作。将为41个地点提供预测,这将使我们几乎完全覆盖玉米皮带(图1).
我们对2016年预测的评估表明,我们能够在美国玉米皮带上捕获雨水和灌溉玉米产量的空间模式(2016年玉米产量预测由产量预测中心的后见证).然而,评估也表明,作物生长季水位较浅的地点,特别是在关键的吐丝和花粉脱落时期,预测的雨养产量被低估了,2016年中部和东部玉米带的许多地区的情况就是如此。因为繁殖水位对产量的影响是困难的,有高水位的空间分布的不确定性及其动力学在作物生长季节,我们2017年的预估将不包括地区的玉米带水位影响旱作产量(爱荷华州、密苏里州、伊利诺斯州、印第安纳州和俄亥俄州)。我们将继续提供所有主要灌溉玉米种植区以及内布拉斯加州、堪萨斯州、北达科他州和明尼苏达州雨养玉米的当季产量预测。将提供所有41个地点的实时物候资料。本文综述了YFC在玉米物候和产量预测中的应用,为解释结果提供了依据。
该方法
YFC依靠
- 提供本地管理数据的合作者网络,并验证预测产量,
- 每个地区主要土壤类型的精确信息,
- 测量高质量的实时天气数据
- 经过良好验证的作物仿真模型(多人杂交玉米).有关数据源和建模的更多信息可以在此处找到全球产量差距阿特拉斯网站.
本地农学学家和延长教育者提供有关每个州的管理信息,并帮助验证和解释预测。合作者提供的信息包括特定于现场的平均种植日(即,平均日历日期,其中50%的玉米地区种植在当前季节),植物密度和杂交成熟度(表1).当在一个观测地点同时进行雨养和灌溉生产时,将使用不同的管理措施来模拟这些地点的雨养和灌溉作物,因为水状况对生产措施有很大的影响。利用杜邦先锋农学家提供的信息进一步验证了管理数据,特别是杂交成熟和种植密度方面的数据。产量预测是基于每个地点的两到三种主要土壤类型。对每种土壤类型分别进行产量预测。根据每种土壤类型在每个地点的流行程度加权后,通过对不同土壤类型的预测进行平均,然后汇总产量预测(表2.).
历史(过去20多年)和实时日常天气数据是候选和产量预测所需的。模拟实时作物生长和发育所需的气象变量包括太阳辐射、最高和最低温度、降水、相对湿度、风速和降水。YFC依靠的是通过国家气象网络收集的测量数据,包括高原区域气候中心(HPRCC),国家气象局(NWS)站网伊利诺斯州水资源和大气资源监测计划俄亥俄州立大学,俄亥俄州农业研发中心(Oardc)天气服务,印第安纳州Purdue自动化农业气象站网络(pa pa),Purdue自动化农业气象站网络(舞程),南方研究和外联中心(SROC)和西南研究和外展中心(SWROC)成立明尼苏达大学密苏里·梅斯托纳美国北达科他州农业气象网络(NDAWN)和密歇根州立大学环境天气(图1).从这些网络中选择的气象站位于农业地区而不是城市地区,以确保它们适合预测玉米物候和产量。有关用作预测基础的数据输入的更多细节,请参阅Sciencedirect文章,作物仿真模型可用于预测区域玉米产量和美国玉米皮带的总产量吗?,弗朗西斯科·莫雷尔等人(2016)。
杂交玉米
杂交玉米是UNL研究人员开发的玉米模拟模型,模拟灌溉和雨养条件下玉米的日常生长发育和最终产量。该模型估计了“产量潜力”,即当作物不受养分供应、疾病、昆虫压力或杂草竞争的限制时获得的产量,这些条件代表了“最佳管理”情景。它还假定在特定的植物种群中有统一的植物站立,没有洪水或冰雹的问题。尽管该模型可以解释营养生长和灌浆期的水分胁迫和高温,但在以下两种情况下可能无法很好地描述作物的产量:
- 多年来,在丝绸和花粉棚(即开花)窗口约为七天的丝绸和花粉棚中,作物患有非常严重的热量和水分胁迫
- 当早期霜冻在完成谷物填充之前恢复作物时。
即使有这些相对不常见的条件,该模型已经成功地在各种环境中进行了评估,其中玉米产量从接近零到300 bu/ac (图2).有关HybriClyMize模型的更多详细信息,请参阅SCIENCEDIRECT文章,用于模拟玉米产量的混合玉米模型的改善雨量雨处的环境(杨等,2017)。
占因素 | 非占因素 |
---|---|
太阳辐射 温度 相对湿度 风速 参考evapotranspiration. 降水 土壤类型 种植土壤水 植物人口密度 杂交成熟期 |
营养供应 生物应激发生率(杂草,昆虫害虫,病原体) 洪水 冰雹 缺乏支架均匀性 土壤壳 严重的高温/水压力周围的丝 早期死亡霜 绿色快照/住宿 |
我们如何预测实时玉米产量潜力?
杂交玉米使用测量的天气数据来模拟作物生长,直到预测日期(实黑线图3A).历史(20年以上)天气数据被用来预测本季剩余时间所有可能的天气情况(蓝色虚线)图3一).这导致一系列可能的季节产量(蓝色分布图3 b).通过比较预测产量的分布(蓝色阴影区域图3 c)使用历史天气数据(垂直箭头)对同一位置模拟的平均产量(垂直箭头图3 c),就有可能确定当前季节产量低于、接近或高于长期平均产量的可能性(虚线区域)图3 c).YFC报告的产量更密切地跟踪了那些没有遭受虫害、冰雹、涝渍、设施不良或受到杂交玉米模型未考虑的胁迫严重影响的农田的产量。最后,重要的是要记住,产量预测并不是特定于田地的,相反,它代表的是在没有减少产量因素的情况下,对一个平均地区的玉米产量潜力的估计表3.
在不断增长的季节期待什么?
在季节初期(5 - 6月),对当前季节产量的预测主要依赖于历史天气,预测产量的范围很广,几乎与仅基于历史天气数据的产量范围相同。随着赛季的进行(8月July-early),更多的当前季节的天气数据用于模拟,预测产量的范围将会缩小,可能偏离长期平均收益率(或不)根据相似性当前季节的天气相对于长期平均的天气模式。随着作物接近成熟期(8月底至9月),预计产量的范围将进一步缩小,最终产量的预测可以更有信心。
这些预测如何旨在提供农场决策?
当辅以其他来源的信息,个人的经验,和最佳的判断,提供的信息YFC允许调整产量目标为当前生长季节正常年份相比,和在某些情况下,这种洞察力可以支持管理决策时间和大量的施肥和灌溉等或灌浆期施用农药。谷物灌浆过程中的模拟信息为区域和国家一级玉米供应链的所有参与者(生产者、畜牧部门、乙醇工业、保险公司、参与商业化和运输的公司以及政策制定者)的营销决策提供了额外的信息。
从7月中旬开始,2017年作物季期间,产量预测将以作物观察文章的形式每三周发布一次。我们还将提供关于预测潜在产量的范围、高于、接近或低于正常产量的概率、作物物候和早期杀霜的概率的信息。预报将根据当前季节的天气和每个地点的正常天气进行讨论,以确定哪些地区的产量预计将远高于、低于或接近长期平均水平。我们将提供所有地点的实时物候信息,而产量预测将仅限于内布拉斯加州、堪萨斯州、北达科他州和明尼苏达州的灌溉玉米和雨养玉米。