应用APSIM模型模拟了1961~2015年55年的冬小麦-夏玉米一年两熟和不同播期玉米一熟的气候、灌溉、经济效果,对水分利用效率、氮素利用效率和偏生产力等方面进行了分析。主要结果如下:(1)1961-2015年55年的气候变化主要体现在温度上,平均温度、最高温度和最低温度呈显著上升趋势,每5年增温0.3℃左右,太阳辐射量呈先降低后升高的趋势,降雨总量年际波动较大,但总体来看没有明显的减少趋势。(2)过去55年冬小麦越冬前日均温增长了0.32℃,积温升高了25.80℃,其余各生育阶段温度变化不明显。春播玉米升温造成抽雄吐丝期温度略高,且其间降雨较多,遭遇阴天降雨的概率较大,对授粉有一定影响。4月10日~7月20日11个播期玉米在抽雄吐丝期遭遇高温和低温风险的总天数概率分别为82%、87.1%、76.9%、57.3%、68.3%、57.1%、41.4%、45.7%、51.5%、130.7%和167%,遭遇阴天降雨风险的天数概率分别为42.7%、49.6%、53.1%、53.8%、48.6%、52.4%、50.3%、32.5%、36.6%、25.1%和21.9%,6月20日播种遭遇温度和阴天降雨的概率低于其他10个播期。可见,6月10日~6月20日播种的玉米抽雄吐丝期温度最适宜。5月10日~5月20日期间播种的产量最高,在13666.4~14678.1kg/ha之间。(3)冬小麦-夏玉米周年产量在16177.5~20306.8kg/ha之间时,麦-玉两熟的田间耗水量在578.4~848.4mm之间,水分利用效率在26.73~35.86kg/ha/mm之间。春玉米的产量在12152.4~13542.6kg/ha的范围时,田间耗水量和水分利用效率分别为466.7~736.0mm,21.98~33.38kg/ha/mm,冬小麦-夏玉米的产量、田间耗水量和水分利用效率显著高于春玉米一熟。春玉米一熟55年模拟产量变异系数在12.6%~15.2%之间,而麦-玉两熟在7.4%~13.7%之间。在同一灌溉方案相同产量水平下麦-玉两熟比春玉米一熟的所需灌溉量分别减少42.4%(12749.1kg/ha)、39.9%(13075kg/ha)、48.4%(13361.2kg/ha)、49.9%(13542.6kg/ha)。(4)冬小麦-夏玉米一年两熟随着施肥量增加产量显著增加,最高达20455.5kg/ha,当施肥量为180kg/ha时,产量在17114.5kg/ha左右,氮素利用效率最高为26.00kg/kg,施肥量120kg/ha时,产量在14540.8kg/ha左右,氮肥偏生产力最高为43.22kg/kg;春玉米施肥量达到120kg/ha时,产量为13221.3kg/ha基本不再增加,施肥量60kg/ha时,氮素利用效率最高为30.91kg/kg,施肥量为180kg/ha时氮肥偏生产力最高为35.37kg/kg。在同一施肥方案相同产量水平下,春玉米一熟的需氮量分别高出麦-玉两熟10.7%(13134.0kg/ha)、29.6%(13207.2kg/ha)、43.4%(13215.1kg/ha)、54.7%(13221.3kg/ha)。(5)冬小麦-夏玉米一年两熟不同产量水平的净产值在14628.6~36510.9元/ha之间,春玉米一熟的在11585~17819.8元/ha之间,春玉米一熟比麦-玉两熟可节省69.1%~72.6%的物质成本。且两种种植制度都是在化肥上投入资金最多,麦-玉两熟化肥占物质总成本的37.2%,春玉米一熟的占33.5%。