Early sowing of winter cereals has been promoted as an alternative to catch crops for reducing nitrogen (N) leaching in intensively managed cropping systems. Underlying data for this are, however, scarce and it is unclear how year-to-year variations affect potential reductions in N leaching. Well-tested cropping system models can be used to assess the impact of early sowing on crop yield and N leaching. We tested the ability of the Agricultural Production System Simulator (APSIM) to simulate grain yield, biomass, phenology, N uptake and N leaching from timely and early-sown winter cereals. The evaluation was based on two extensive field experiments carried out in Denmark in continuous winter cereals systems with different N fertilization applications, and a farm experiment in Germany with a grass ley/winter wheat crop sequence and two different N fertilization rates. Additionally, observations from growth stages throughout Denmark were used. After changing a few crop model parameters, APSIM reproduced the general effects of N fertilization and crop sequence on yields and N uptake, as well as N leaching. The model was then used to simulate the effect of sowing time on grain yield over a period of 10 years, to capture year-to-year variability and enable a better evaluation of the efficacy of early sowing for reducing N leaching. In the continuous winter cereal systems, early sowing reduced N leaching at both sites in Denmark. In contrast, in the grass ley/winter wheat system in Germany early sowing increased N leaching, due to enhanced mineralization of grass residues.

中文翻译：

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基于试验和建模的冬粮播期对产量及氮淋失的影响

在集约化管理的种植系统中，早期播种冬季谷物已被推广为替代作物以减少氮 (N) 浸出。然而，这方面的基础数据很少，而且还不清楚每年的变化如何影响氮浸出的潜在减少。经过充分测试的种植系统模型可用于评估早播对作物产量和氮浸出的影响。我们测试了农业生产系统模拟器 (APSIM) 模拟及时和早播冬季谷物的谷物产量、生物量、物候、氮吸收和氮浸出的能力。该评估基于在丹麦进行的两项广泛的田间试验，在连续冬季谷物系统中使用不同的氮肥施肥，以及在德国进行的一项农场试验，采用草麦/冬小麦作物序列和两种不同的氮肥施肥率。此外，还使用了丹麦各地生长阶段的观察结果。在更改了一些作物模型参数后，APSIM 再现了施氮和作物顺序对产量和氮吸收以及氮浸出的一般影响。然后使用该模型模拟 10 年内播种时间对谷物产量的影响，以捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种对减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。此外，还使用了丹麦各地生长阶段的观察结果。在更改了一些作物模型参数后，APSIM 再现了施氮和作物顺序对产量和氮吸收以及氮浸出的一般影响。然后使用该模型模拟 10 年内播种时间对谷物产量的影响，以捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种对减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。此外，还使用了丹麦各地生长阶段的观察结果。在更改了一些作物模型参数后，APSIM 再现了施氮和作物顺序对产量和氮吸收以及氮浸出的一般影响。然后使用该模型模拟 10 年内播种时间对谷物产量的影响，以捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种对减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。APSIM 再现了氮肥和作物顺序对产量和氮吸收以及氮浸出的一般影响。然后使用该模型模拟 10 年内播种时间对谷物产量的影响，以捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种对减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。APSIM 再现了氮肥和作物顺序对产量和氮吸收以及氮浸出的一般影响。然后使用该模型模拟 10 年内播种时间对谷物产量的影响，以捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种对减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。捕捉逐年变化，并更好地评估早期播种减少氮浸出的功效。在连续的冬季谷物系统中，早播减少了丹麦两个地点的氮浸出。相反，在德国的草麦/冬小麦系统中，由于草渣的矿化增强，早期播种增加了氮浸出。