基于APSIM模型的陇中旱地春小麦保护性耕作水分生产力模拟OA

为探究长期保护性耕作对春小麦水分生产力的影响,评估不同降水年型下耕作措施的产量稳定性,依托甘肃农业大学定西旱作农业综合实验站2001年设立的长期保护性耕作定位试验,设置传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆翻入(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4个处理,利用2024-2025年的田间试验数据对APSIM模型进行校准和验证,应用该模型对2002-2025年不同耕作措施下土壤有机碳及春小麦的水分生产力进行模拟。结果表明,APSIM模型在研究区具有较好的预测精度和适应性,2024-2025年春小麦物候期的观测值与模拟值的归一化均方根误差(NRMSE)均小于15%;两年间不同耕作措施下春小麦产量模拟值与实测值均呈显著正相关,决定系数分别为0.899和0.978,NRMSE分别为4.6%和2.3%,一致性指数均大于0.90;模型模拟的春小麦全生育期土壤储水量与实测值的NRMSE分别为6.5%和7.2%,说明该模型能够较准确模拟麦田土壤水分生产力相关指标。经长期(2002-2025)模拟,降水是影响该地区春小麦生产的关键因素。农田生产力的稳定性和可持续性在平水年最高,枯水年最低;丰水年和平水年间春小麦产量无显著差异,但均显著高于枯水年,增幅分别为23.2%和22.4%;不同降水年型下免耕秸秆覆盖表现出显著优势,具体表现为0~30 cm土层土壤有机碳储量以及春小麦产量和水分利用效率均高于其他耕作措施,且在应对水分不足时,表现出较好的产量稳定性与农田生产可持续性。综合来看,免耕秸秆覆盖是适宜当地作物高产、稳产的有效耕作措施。