近日，郑州大学农学院棉花智慧栽培团队开展了基于智慧农业技术手段的不同麦棉种植模式下棉花水、热资源综合利用机制的研究，揭示了不同麦棉种植模式下棉花水热资源利用的动态及其对生物量和产量形成的影响。相关研究结果以“Water and heat resource utilization of cotton under different cropping patterns and their effects on crop biomass and yield formation”为题发表在国际权威学术期刊《农业与森林气象（Agricultural and Forest Meteorology）》上。

气候变化加剧给全球作物生产带来了巨大挑战，特别是如何使作物生产适应持续变暖、极端降雨和干旱成为亟待解决的问题。大量研究揭示了环境气候因素与棉花生长发育和产量之间的相关性。然而，目前鲜有证据可以解释棉花对于田间气候资源综合利用的过程和机制。作物生产是一个复杂的系统，棉花的生长发育取决于环境气候、栽培管理和基因调控的综合作用。随着智慧农业技术的发展，信息技术和农艺得到了融合应用，整合更多的环境和作物信息，可以得到更真实的棉花生长模拟。通过促进棉花栽培措施的改进，可以使棉花生产更好地适应全球气候变化。

本研究采用基于物联网的自动监测技术、传感器定时采集技术和空间网格采样方法研究了三种棉花种植模式下的农田水热小气候动态、水热资源利用规律及其对棉花生物量和产量形成的影响。研究发现，耗水量是影响棉花生物量特别是生殖器官生物量的最重要因素，其次是空气有效积温。而棉花的耗水量受30cm深度土壤水分变化的影响最大。种植模式极大地改变了棉花对于水热资源的利用。棉花产量与空气和土壤的积温生产效率呈极显著的正相关，且这种关系受不同种植模式的影响较小。单作棉花和麦套棉是棉花产量高、积温生产效率高的模式。本研究加强了智慧农业技术在可持续棉花生产中的应用，强调了作物对种植实践和多种环境因素响应的复杂性，是气候智慧型农业的重要实践。

论文第一作者为郑州大学农学院硕士研究生吴沣槭，论文通讯作者为王占彪副研究员、冯璐副研究员和李亚兵教授。棉花生物学国家重点实验室郑州大学基地为第一完成单位。

不同麦棉种植模式下的土壤温度、土壤耗水量的时空变化（逐小时）及水热资源利用积累的相互关系

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109091