地膜覆盖和施氮作为旱作农业中广泛应用的重要农艺措施，对改善土壤温湿度和提升作物产量具有显著作用，但不同水文条件下覆膜比例与施氮量的协同调控效应仍不明确，且现有作物模型因缺乏对覆膜增温效应的特定补偿机制，难以精准确定气候变化下的水肥管理策略，相关研究亟待深入。

近期，西北农林科技大学马孝义教授领衔的智慧农业与作物生长模拟研究团队完成的题为“Optimizing plastic film mulching and nitrogen fertilizer strategies for spring maize in Loess Plateau through field experiments and enhanced AquaCrop modeling”的研究在Journal of Integrative Agriculture（JIA）优先在线发表。

研究表明，引入特定生育阶段增温补偿机制的改进AquaCrop模型有效弥补了传统模型对覆膜微气候响应的模拟偏差，实现了对春玉米地上部生物量和冠层覆盖度的精准模拟。基于该模型进行40年模拟发现，春玉米对覆膜和施氮配置的响应受水文条件的影响明显，在干旱年采用全膜覆盖配施180 kg ha-1氮肥能够实现降水利用效率最大化，而在平水年和丰水年采用宽膜覆盖配施225 kg ha-1氮肥能在保障高产的同时有效平衡氮肥农学利用效率。

图1 改进前后AquaCrop模型对春玉米生物量和冠层覆盖度模拟效果对比

图2 典型水文年不同覆膜和施氮组合下春玉米产量与水氮利用效率综合评价

该研究阐明了依据水文条件因水覆膜和定氮的理论逻辑，突出了水氮协同调控在应对气候变化中的关键作用。

西北农林科技大学马孝义教授为论文的通讯作者，博士研究生刘宇为论文第一作者。该研究得到内蒙古自治区“揭榜挂帅”（2023JBGS000801）、国家重点研发计划项目（2022YFD1900803）和国家自然科学基金（52179048）的资助。

Cite this article: 

Yu Liu, Gang Cheng, Yaosheng Zhang, Tingting Huang, Hongzheng Shen, Weibin Zhang, Xiaoyi Ma. 2025. Optimizing plastic film mulching and nitrogen fertilizer strategies for spring maize in Loess Plateau through field experiments and enhanced AquaCrop modeling. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2025.11.014

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。