玉米和云:“......从现在来看......”

麦地与一个重的云盖

玉米和云:“......从现在来看......”

我们可能都认识一些敏锐的云观察者,他们能准确地预测天气。也许云能告诉我们的不仅仅是即将到来的天气预报!2019年初的玉米产量报告显示,产量可能比农民今年计划的低5%至15%(推广教育家Jenny Rees'Log,2019年10月20日).这可能部分到8月份云盖。

气候学家阿尔·达彻(Al Dutcher)在CW的一篇文章中指出,8月的第三周在内布拉斯加州中部的部分地区非常多云。例如,对于2019年8月18日至25日的一周,对于木河的太阳辐射水平为59.7%,约克64.5%。此外,在内布拉斯加州大部分地区,8月的温度比正常水温更凉爽。(看图12019年9月12日,CW文章。)这些因素是如何影响玉米灌浆期和最终产量的?云层能帮助我们预测玉米产量吗?

云 - 双方

首先,我们通常认为云是积极的,因为他们带来了雨,但云还有另一面。他们还减少了太阳辐射。遗憾的是,影响光合作用 - 光合作用辐射或PAR-的辐射谱的部分也降低,这可以降低收率。云也可以减少在2004年的几年内的温度,可能延长生长季节并增加玉米产量潜力。

基于先前报告的摘要,研究人员使用Shade布模拟云,我们在一个中得出结论早期的Cropwatch故事8月第三周内布拉斯加州中部的太阳辐射水平下降,将在一定程度上降低产量潜力。

杂交玉米模型模拟

杂交玉米模型计算机程序模拟玉米生长和产量。除了混合成熟度,种植日和植物种群的农艺基础之外,所使用的主要数据是天气数据。它是一个模拟模型,因此“...代表了”真实世界“系统的简化,并且由于这种预测可能与实际结果不同。”尽管如此,我们可以使用这样的工具来帮助我们更好地了解玉米。

我们想知道该模型是否能帮助我们了解2019年8月19日至25日内布拉斯加州中部经历的第三周重云覆盖的影响。我们选择了内布拉斯加州中城附近的自动气象站和2015-2019年五年的数据。在这个模拟中,我们使用的种植日期是2019年5月1日,以及一种完全灌溉、112天的杂交作物,每英亩种植30,000株。

2019模拟与实际数据

首先,该模型预测产量为237蒲式耳每英亩,作物在9月20日成熟(R6) (表1).那一周的日平均太阳辐射为每平方米297兰利。日平均高温(Tmax)为78.6°F和平均最小温度(Tmin)为62.9°F。

2019年模拟替代前一年的平均太阳辐射和温度

接下来,我们将2015-2018年8月第三周的太阳辐射和温度平均值替换为2019年的天气数据,看看太阳辐射或温度(Tmax和Tmin)的变化是否会影响2019年的玉米生长和生产率。换句话说,如果我们经历的天气与之前四年的平均天气相似,而不是我们经历的天气,2019年的产量会是什么样子?

这是我们解决的第一个问题和模型输出:

  • 如果我们在8月的第三周有“平均”的太阳辐射,而不是强烈的云层覆盖会怎么样?在过去的四年里,那一周的平均日太阳辐射为每平方米434兰利,比2019年增加了46%表1).不出所料,预计玉米产量将增加5%,至每英亩250蒲式耳。

然后我们问了第二个问题,知道增加云也可能会改变温度。

  • 如果我们有“平均”太阳辐射和2019年8月第三周的温度,而不是强烈的云覆盖?我们使用相同的每日太阳辐射434兰氏植物,每平方米,在模型中取代了49.9的四年平均tmax0f为平均每日高温和平均Tmin为56.80中最右边的数据列表1).当我们只改变太阳辐射值时,每英亩251蒲式耳的预测产量与预测产量相似。

2019年显著降低的辐射,加上那一周显著升高的Tmin,可能导致这一时期的光合速率降低和呼吸速率升高,最终导致产量降低。我们预计,随着2019年云层增多,气温可能会降低,这将减缓发育,增加种子灌浆期,从而提高产量。但这并没有发生。2019年8月第三周的多云天气与类似的Tmax但更高的Tmin相重合,抑制了可能伴随着浓密云层而出现的产量增加。作物发育不受影响;在所有三个模拟中,模拟的作物都在9月20日成熟。

云确实有助于我们一些预测天气。通过实践和良好的作物模型,我们也可以更好地预测玉米产量。此外,作物模型可以,正如Joni Mitchell的1967歌曲所建议的那样,帮助我们看看“......从双方云。”

表1. 2019年8月19日至25日中央城三种混合玉米模型的模型输入和输出。
模型运行 2019年实际数据 2019年,太阳能
辐射变化
2019年随温度
和太阳辐射变化
模型的输入
数据窗口 2019年7天Avg。 7天,4 Avg。
太阳辐射(langley) 296.5
范围:83.5-579.7
434. 434.
数据窗口 2019年7天Avg。 7天,4 Avg。
最大温度(°F) 78.6 78.6 79.9
分钟临时(°F) 62.9 62.9 56.8
模型输出
R1日期 7月18日 7月18日 7月18日
R5日期 8月29日 8月29日 8月30日
r6日期 9月20日 9月20日 9月20日
粮食产量(水分15.5%) 237部/交流 250 BU / AC 251部/交流
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