地中海旱地小麦单作与多样化轮作体系下作物残茬量对水分利用及产量的长期模拟研究

为解决地中海旱地保护性农业中作物残茬量对水分利用效率(WUE)及产量的影响问题，来自西澳大利亚的研究人员通过APSIM模型模拟了10种轮作序列(小麦单作vs.豆科/油菜轮作)与两种残茬处理(高残茬量HR/低残茬量LR)的长期效应。结果显示：HR条件下小麦当量产量(WEY)显著提高(p≤0.05)，单作小麦CV值36%风险最低。该研究为旱地农业系统建模提供了关键验证数据。

　　

在地中海气候的旱地农业系统中，科学家们开展了一项开创性研究，利用农业生产系统模拟器(Agricultural Production Systems SIMulator, APSIM)揭示了小麦单作与多样化轮作(含豆科植物和油菜)在不同作物残茬管理下的长期表现。研究团队基于西澳大利亚Cunderdin地区9年田间试验数据，校准了包含小麦、大麦、油菜等10个模块的APSIM 7.10模型，并模拟了1980-2015年间的水分动态和产量响应。

令人振奋的是，模型在低残茬量(LR)条件下对小麦、大麦和油菜产量的预测效率分别达到0.20、0.26和0.36(p≤0.05)，水分利用模拟同样表现优异。长期模拟揭示两个关键发现：高残茬量(HR)处理的小麦当量产量(WEY)显著优于LR组；单作小麦轮作虽产量最高(变异系数CV=36%)，但包含大麦和燕麦的轮作体系CV值达51%，显示出更高的气候风险。

这项研究犹如给旱地农业装了"数字望远镜"，首次系统验证了APSIM在保护性耕作系统中的模拟精度，为气候变化背景下地中海型气候区的作物管理决策提供了科学依据。特别是模型中表面有机质(SURFACEOM)和土壤水分(SOILWAT)模块的精准参数化，使得不同残茬量对土壤水分的调节机制得以量化，这对优化旱作农业系统具有里程碑意义。