《Computers and Electronics in Agriculture》：Modeling the interplay of cultivars, irrigation regimes, and planting dates for optimizing cotton productivity in core and non-core cotton areas of Pakistan
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棉花（Gossypium spp.）是全球栽培最广的纤维作物，在多产区面临气候变化挑战。优化生产需协调品种选择、灌溉与播期，但缺乏证据与决策支持工具。研究人员旨在评估DSSAT-CSM-CROPGRO-Cotton模型，识别巴基斯坦核心与非核心棉区品种、灌溉制
棉花（Gossypium spp.）是全球栽培最广的纤维作物，在多产区面临气候变化挑战。优化生产需协调品种选择、灌溉与播期，但缺乏证据与决策支持工具。研究人员旨在评估DSSAT-CSM-CROPGRO-Cotton模型，识别巴基斯坦核心与非核心棉区品种、灌溉制度与播期的优组合。利用两季12个（短、中、长熟）品种、11站点的广数据集校准验证模型（物候、生物量、产量归一化均方根误差低于20%）。随后在30年尺度下模拟3播期（4月25日、5月10日、5月25日）与4灌溉制度（30%、50%、70%、90%植物可用水（PAW））。校准满意；长期模拟显示核心区生物量、籽棉产量（SCY）、收获指数、水分利用效率（WUE）及灌溉水分利用效率（WUE_irri）更优；长熟品种收获指数高，中熟品种生物量、SCY、WUE与WUE_irri最大；70%与90%灌溉生物量与SCY相近，50%灌溉WUE最高；播期对产量无显著影响。结果为种植者决策与生产力提升提供见解。
研究背景方面，棉花作为全球最重要经济作物之一，在巴基斯坦等主产国面临气候变化、水资源短缺及与甘蔗争地的多重压力，2020年该国棉花产量与面积较五年均值分别下降20%与31.5%。传统研究多依赖单点、单品种、单措施的“一刀切”推荐，忽视品种—灌溉—播期在核心（core）与非核心（non-core）棉区的动态互作，且长期田间试验受成本与时间限制。为此，研究人员以巴基斯坦旁遮普中部（非核心）与南部（核心）11个试验站为对象，采用过程式作物模型DSSAT-CSM-CROPGRO-Cotton，系统量化多品种、多灌溉、多播期组合在30年气候变率下的生产力与水分效率，填补了多品种×多站点×多管理措施联合评估的空白。
关键技术方法上，研究人员基于11站2011—2012年12个品种（短熟FH-142、NIAB-112；中熟FH-118、IR-NIBGE-4、MNH-886、SB-149、VH-282；长熟BH-176、BH-178、CIM-591、CIM-599、RH-627）的物候、生物量、SCY与土壤剖面数据校准模型，以2012独立年验证；气象采用NASA POWER（2011—2012）与AgMIP AgMERRA基线（1980—2009，0.25°×0.25°）；以试错法调12个遗传系数，用RMSE、NRMSE、R2评价；长期情景设3播期×4灌溉（PAW depletion 30%/50%/70%/90%自动灌溉）×12品种×11站点×30年，共47520次模拟；统计用混合模型固定品种/站点/播期/灌溉、随机气象年，Tukey HSD检验，PCA析因。
研究结果部分，3.1模型物候模拟显示DTF（开花天数）观测60—84 d，验证NRMSE 2.77%、RMSE 2.09 d、R2 0.91；DTM（成熟天数）148—185 d，验证NRMSE 2.33%、RMSE 3.94 d、R2 0.72。3.2生物量、SCY与效率模拟中，生物量观测3.5—16.8 t ha?1，验证NRMSE 16.14%、R2 0.74；SCY 0.6—6.2 t ha?1，验证NRMSE 18.42%、R2 0.80；收获指数与WUE亦在可接受范围。3.3长期物候与产量表明，核心区SCY与生物量显著高于非核心区；中熟品种SCY与生物量最高，长熟DTF/DTM最长；灌溉I70与I90的SCY无显著差异，I50的WUE最高；播期25-Apr生物量最高但SCY三播期间无显著差异。3.4收获指数与水分效率显示，核心区各项效率指标占优；长熟品种收获指数最高，中熟WUE与WUE_irri最高；I30收获指数与WUE_irri最高，I50的WUE最大；PCA前两轴累积解释79%变异，核心区与中熟品种（MNH-886、FH-118等）及I50—I70正相关，非核心区与长熟品种及I30/I90组合聚簇。
讨论部分指出，模型在异质气候下仍满意模拟物候与产量，非核心区生育期长源于温度较低致积温慢；中熟品种因生殖期与23—32℃适温窗同步而产量最优；I70亏缺灌溉可保产节水，与既有田间研究一致；播期在农民可操作窗口（4月下旬—5月下旬）内对SCY影响不显著，不同于更宽播期试验的结论；PCA印证核心—中熟—中灌溉的正向耦合。研究人员也承认单模型局限与未用CMIP6未来气候的情景缺陷。
结论部分翻译如下：本研究凸显品种选择与灌溉优化对维持异区棉花生产力的关键作用。CSM-CROPGRO-Cotton准确模拟各参数，核心区SCY与WUE较非核心区高约55%；中熟品种SCY较长、短熟分别高12%与14%，WUE高12%与9%；灌溉在PAW耗竭超70%后无增产，I50处理WUE较I90高33%且节水39%而减产仅3%；中熟品种+I50为核心区最可持续配置。PCA显示核心区与中熟（MNH-886、FH-142、FH-118、SB-149）及I50-SD1/I50-SD2/I70-SD2紧密关联，非核心区与长熟（CIM-591、BH-178、BH-176）及I30-SD2/I90-SD3关联；NIAB-112各情境均表现差。研究强调按区选种与配水之急迫性，未来需纳入气候变化与适应策略以保障巴基斯坦棉花系统韧性。该文发表于《Computers and Electronics in Agriculture》。
