美国俄亥俄州不同耕作与轮作系统下长期作物产量、土壤有机碳及根区水文动态模拟研究

为解决传统耕作方式对土壤健康及作物产量的影响问题，来自美国俄亥俄州的研究团队利用决策支持系统（DSSAT）模拟了1982–2011年间四种耕作-轮作组合（CC-PT/CC-NT/CS-PT/CS-NT）的长期效应。研究发现免耕（NT）显著提升玉米产量（R2=0.98）、增加土壤有机碳（SOC）储量（较PT高21%），并改善土壤持水性，为可持续农业实践提供科学依据。

　　

这项研究通过决策支持系统（DSSAT）对美国俄亥俄州沃斯特地区长达30年（1982–2011）的农田数据展开深度挖掘，对比分析了四种耕作-轮作模式：玉米连作+翻耕（CC-PT）、玉米连作+免耕（CC-NT）、玉米-大豆轮作+翻耕（CS-PT）和玉米-大豆轮作+免耕（CS-NT）。

令人振奋的是，模型校准后展现出惊人的预测精度——在翻耕系统中，玉米产量模拟值与实测数据高度吻合（CC-PT的R²=0.98，RMSE=518.6 kg ha^-1）。更值得关注的是，免耕技术（NT）在轮作体系中展现出"三重增效"：不仅使玉米单产提升12%，还让土壤化身为"碳银行"（SOC储量比PT系统增加1.2 Mg ha^-1），同时像"海绵"般将土壤有效含水量提高15%。

这些发现犹如为可持续农业点亮了指路明灯，证实免耕与轮作的"黄金组合"能同步实现"增产-固碳-保水"三大目标，为应对全球气候变化下的粮食安全挑战提供了创新解决方案。