全 文 ：轮作及绿肥不同利用方式对作物产量
和土壤肥力的影响∗
姚致远１　 王　 峥１　 李　 婧１　 鱼昌为２　 曹群虎２　 曹卫东３　 高亚军１，４∗∗
（ １西北农林科技大学资源环境学院， 陕西杨凌 ７１２１００； ２陕西省长武县农业技术推广中心， 陕西长武 ７１３６００； ３中国农业科学
院农业资源与农业区划研究所， 北京 １０００８１； ４农业部西北植物营养与农业环境重点实验室， 陕西杨凌 ７１２１００）
摘　 要　 通过 ４年田间定位试验比较了 ３ 种轮作及相应绿肥不同利用方式对作物产量和土
壤性质的影响．轮作方式包括夏休闲⁃冬小麦（对照）、豆类绿肥⁃冬小麦和豆类绿肥⁃春玉米⁃冬
小麦．豆类绿肥⁃冬小麦包括 ３种绿肥利用方式：提前覆盖、提前翻压和播前翻压；豆类绿肥⁃春
玉米⁃冬小麦也包括 ３种绿肥利用方式：豆类茎秆覆盖、茎秆翻压和茎秆移出田间．结果表明：
对于豆类绿肥⁃冬小麦轮作，绿肥消耗了更多小麦播前土壤水，使小麦产量不稳定；麦收后 ０ ～
２００ ｃｍ土层硝态氮储量显著高于另外两种轮作，有更高的淋失风险；该轮作方式下提前覆盖
处理 ０～２０ ｃｍ土层土壤有机碳（ＳＯＣ）含量和有机碳储量（ＳＳＯＣ）最高．对于豆类绿肥⁃春玉米⁃
冬小麦轮作，小麦播前土壤储水量显著高于豆类绿肥⁃冬小麦，小麦产量更稳定；麦收后 ０ ～
２００ ｃｍ土层硝态氮储量显著低于豆类绿肥⁃冬小麦轮作，淋失风险较低；该轮作方式下茎杆覆
盖处理 ０～２０ ｃｍ土层土壤 ＳＯＣ含量显著高于茎杆移出处理，且 ＳＳＯＣ相对于试验初始也有所
增加．可见，豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦轮作体系中豆类收获籽粒后茎杆地表覆盖方式，在提高
小麦播前土壤储水量、稳定产量、培肥土壤和降低 ０～２００ ｃｍ土层土壤硝态氮残留量上表现较
好，是具有类似气候地区的合理种植制度．
关键词　 豆类绿肥；轮作；夏休闲；冬小麦；土壤水分；土壤肥力
∗公益性行业（农业）科研专项（２０１１０３００５）、国家小麦现代产业技术体系建设专项、教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目（ＮＣＥＴ⁃０８⁃０４６５）
和农业科研杰出人才及其创新团队培养计划项目资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｙａｊｕｎｇａｏ＠ ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１４⁃０９⁃０２收稿，２０１５⁃０６⁃０３接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０８－２３２９－０８　 中图分类号　 Ｓ５５１， Ｓ５５３　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．
ＹＡＯ Ｚｈｉ⁃ｙｕａｎ１， ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ１， ＬＩ Ｊｉｎｇ１， ＹＵ Ｃｈａｎｇ⁃ｗｅｉ２， ＣＡＯ Ｑｕｎ⁃ｈｕ２， ＣＡＯ Ｗｅｉ⁃ｄｏｎｇ３，
ＧＡＯ Ｙａ⁃ｊｕｎ１，４ （ １ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙａｎｇｌｉｎｇ
７１２１００， Ｓｈａａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ２Ｃｈａｎｇｗｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ａｇｒｏ⁃ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｃｈａｎｇｗｕ ７１３６００，
Ｓｈａａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ３Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１， Ｃｈｉｎａ； ４Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｎｕ⁃
ｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｇｒｉ⁃ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ， Ｙａｎｇｌｉｎｇ ７１２１００， Ｓｈａａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ．
Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（８）： ２３２９－２３３６．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ４⁃ｙｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｙｓ⁃
ｔｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ （ＬＧＭ） ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ
ａｎｄ ｓｏｉｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ （ＳＷ）， ＬＧＭ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ （ＬＷ） ａｎｄ ＬＧＭ ⁃ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ （ＬＭＷ）． Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ＬＧＭ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｏｆ ＬＷ ｉｎｃｌｕｄｅｄ： ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ， ｅａｒｌｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌａｔｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ＬＧＭ ａｐｐｌｉ⁃
ｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ＬＭＷ ｗｅｒｅ： ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ， ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ⁃ａｗａｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ⁃
ｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｆｏｒ ＬＷ， ＬＧＭ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｍｏｒｅ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｔａｂｌｅ． Ｔｈｅ ｎｉ⁃
ｔｒａｔｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ０－２００ ｃｍ ｓｏｉｌ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒｓ， ｉｎ⁃
ｄｉｃａｔｉｎｇ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒｉｓｋ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ． Ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ ｕｎｄｅｒ ＬＷ ｈａｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ （ＳＯＣ） ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ＳＯＣ （ＳＳＯＣ） ｉｎ ０－２０ ｃｍ ｓｏｉｌ． Ｆｏｒ ＬＭＷ， ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ ｗａｓ
ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ ｓｔａｂｌｅ ａｍｏｎｇ ｙｅａｒｓ， ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｈｉｇｈｅｒ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ， ａｎｄ ｔｈｅ ｎｉ⁃
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ８月　 第 ２６卷　 第 ８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ａｕｇ． ２０１５， ２６（８）： ２３２９－２３３６
ｔｒａｔｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ０－２００ ｃｍ ｓｏｉｌ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ＬＷ， ｗｈｉｃｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ
ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ． Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ｈａｄ ｈｉｇｈｅｒ ＳＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ０－２０ ｃｍ ｓｏｉｌ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ
ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｍｏｖｅ⁃ａｗａｙ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｔａｒｔｅｄ， ｓｔａｌｋ
ｍｕｃｈ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ＳＳＯＣ ｉｎ ０－２０ ｃｍ ｓｏｉｌ． Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ， ＬＭＷ ｗｉｔｈ ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ｃｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ
ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ， ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ０－２００ ｃｍ ｓｏｉｌ ｎｉｔｒａｔｅ
ｓｔｏｒａｇｅ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｔｒｅａｔｅｄ ａｓ ａ ｇｏｏｄ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｆｏｒ ａｒｅａｓ ｗｉｔｈ ｓｉｍｉｌａｒ ｃｌｉｍａｔｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ； ｒｏｔａｔｉｏｎ； ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ； ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ； ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ； ｓｏｉｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．
　 　 渭北旱塬是陕西重要的粮食产地．该地区存在
降水少、分布不均匀、土壤有机碳（ＳＯＣ）含量低、肥
力低下［１］等问题，限制产量进一步提升．夏休闲⁃冬
小麦一年一熟制是渭北旱塬应用最广的一种种植制
度，即每年从 ６月中下旬小麦收获后到 ９ 月中下旬
播种期之间存在 ２～３个月的夏休闲期，目的是为随
后种植的冬小麦储存水分．然而，虽然此期间降雨充
沛，降水量大约是全年的 ６０％［１］，但是由于高温伴
随着无植被覆盖，所以依然有大量水分以蒸发的形
式损失，致使夏季裸地休闲的储水效率很低［２－５］ ．在
丘陵沟壑区，裸地休闲还易引起土壤侵蚀并伴随
ＳＯＣ含量降低，而这种情况在夏休闲期需要通过多
次耕翻来控制杂草时更为严重［４］，不利于维持土壤
肥力．春玉米在渭北旱塬地区是仅次于小麦的粮食
作物．在当地，农民利用各种豆类（如怀豆）作为倒茬
作物，形成了豆类⁃春玉米⁃冬小麦两年三熟的种植
制度．在该种植制度中，当地农民的传统做法是收获
豆类籽粒后将茎叶移出田间（多用作燃料、饲料），
冬季休闲至翌年 ５ 月前后春玉米播种．冬休闲地土
壤多采用传统翻耕，形成裸露的地表和疏松的耕层，
这样的地表状态和耕层结构，在漫长多风少雨的冬
春季，常会加剧 ＳＯＣ 的氧化和水分的无效损失，加
之土壤比较贫瘠，因而春玉米产量的大幅度提高受
到一定限制［５－６］ ．另外，当地将豆类茎叶移出田间这
种习惯，使其中的氮磷钾等养分被带出田间，无法再
次利用．
为了充分利用夏休闲期的水热资源，同时让小
麦播前土壤能储存更多水分和养分，培肥地力，希望
通过引入豆类绿肥和改变绿肥的利用方式来实现这
个目标．比如，在夏休闲⁃冬小麦一年一熟的夏闲期
种植豆类绿肥，小麦播前将茎秆翻压．但是，前期研
究发现，夏休闲期种植豆类绿肥通常会消耗较多的
土壤水分，从而可能影响后茬小麦产量，尤其是在干
旱年份［７］ ．此外，在豆类⁃春玉米⁃冬小麦两年三熟的
种植制度中，传统做法是豆类成熟后将整个地上部
分全部收获移出田间，可否将除了籽粒外的豆类植
株其余部分还田，从而强化其绿肥功能，保持并争取
提高 ＳＯＣ含量？ 基于此，本研究利用定位试验，对
豆类绿肥⁃冬小麦和豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦两种轮
作方式及豆类绿肥不同利用方式下作物产量，土壤
水分、硝态氮、ＳＯＣ 和全氮的差异进行比较，以探寻
绿肥是否能在其中发挥积极的作用，为当地寻找一
种用地养地相结合的种植制度提供依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
试验地位于黄土高原中南部陕西省长武县丁
家镇十里铺村农技中心试验基地 （ ３５° １２′７９″ Ｎ，
１０７°４４′７０″ Ｅ），海拔 １２２０ ｍ，属西北内陆暖温带半
湿润大陆性季风气候，年均温 ９．１ ℃ ．该地区热量丰
富，年均日照时数 ２２２６．５ ｈ，积温 ２９９４ ℃，无霜期
１７１ ｄ．年均降水量 ５８８ ｍｍ，季节性分布不均，多集中
于夏秋季，雨热同季．试验地土壤为黄盖粘黑垆土，
耕层含 ＳＯＣ ７．７ ｇ·ｋｇ－１、全氮 ０．９０ ｇ·ｋｇ－１、硝态氮
１３．７ ｍｇ·ｋｇ－１，ｐＨ ７．５０、全磷 ０．６６ ｇ·ｋｇ－１，速效磷
和速效钾含量分别为 ４．０和 １３１．９ ｍｇ·ｋｇ－１ ．
１􀆰 ２　 试验设计
包括 ３种轮作制度：豆类绿肥⁃冬小麦（ＬＷ），豆
类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦（ＬＭＷ）和当地最常见的夏
休闲⁃冬小麦（ＳＷ）；ＬＷ 设计了 ３ 种绿肥利用方式：
１）提前翻压，即小麦播前 ２～３周收割绿肥并随即翻
压入土；２）提前覆盖，即小麦播前 ２ ～ ３ 周收割绿肥
并覆盖于地表，再在小麦播前翻压；３）播前翻压，即
小麦播前 １ ～ ２ ｄ 收割并翻压绿肥．ＬＭＷ 也设计了 ３
种绿肥利用方式：１）茎秆覆盖，即豆子成熟后收获
豆荚，将茎叶覆盖在地表，翌年春玉米播前翻压；２）
茎秆翻压，即豆子成熟后收获豆荚，翻压茎叶，翌年
种春玉米；３）茎秆移出，即用于模拟当地习惯，在豆
子成熟后将地上部分收割并移出田间，翌年种春玉
米．共 ７个处理，重复 ４次，小区面积 １０８ ｍ２ ．为了操
作方便，同一轮作制度的 ３个处理小区集中排列．
田间试验始于 ２００９ 年 ６ 月，２０１３ 年 ６ 月结束．
０３３２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
其中，ＳＷ 和 ＬＷ 为一年一熟，完成 ４ 个轮作周期，
ＬＭＷ为两年三熟，完成 ２ 个轮作周期．豆类为当地
普遍种植的怀豆（属于大豆的当地品种），小麦为
长武 ５２１，玉米为沈单 １６．怀豆播种时间为 ６ 月
中下旬；小麦播种时间为 ９ 月下旬，播前施用 Ｎ １３５
ｋｇ·ｈｍ－２和 Ｐ ２Ｏ５ １２０ ｋｇ·ｈｍ
－２；玉米播种时间为 ４
月中下旬，播前施用 Ｎ １８０ ｋｇ·ｈｍ－２和 Ｐ ２ Ｏ５ ９０
ｋｇ·ｈｍ－２ ．所有肥料均在作物播种前一次全部施用，
４年间月降水量和不同轮作方式各作物的生长期分
别见图 １和图 ２．
１􀆰 ３　 测定项目与方法
１􀆰 ３􀆰 １土壤储水量的计算　 采集小麦播前和收获后
各小区 ０～２００ ｃｍ土层的土样，每 ２０ ｃｍ 为一层．土
壤含水量通过烘干法测定；土壤储水量（Ｄｗ，ｍｍ）＝
图 １　 作物生长期月降水量
Ｆｉｇ．１　 Ｍｏｎｔｈｌｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ．
图 ２　 不同轮作方式各作物生长时期
Ｆｉｇ．２　 Ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｒｏｐｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｐａｔｔｅｒｎｓ．
ＬＷ： 豆类绿肥⁃冬小麦 Ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ；
ＬＭＷ： 豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦 Ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｓｐｒｉｎｇ
ｍａｉｚｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ． Ⅰ： 怀豆 Ｈｕａｉ ｂｅａｎ； Ⅱ： 小麦 Ｗｈｅａｔ； Ⅲ： 玉米
Ｍａｉｚｅ．
Σθｖ×ｈ，θｖ ＝ θｍ×ρ．其中：θｖ为容积含水量（％）；ｈ 为土
层厚度（ｃｍ）；θｍ为质量含水量（％）；ρ 为土壤容重
（ｇ·ｃｍ－３）．
１􀆰 ３􀆰 ２土壤硝态氮、全氮含量测定 　 土壤硝态氮的
测定采用鲜土样，用 １ ｍｏｌ·Ｌ－１的 ＫＣｌ 溶液浸提，
液 ／土＝ １０ ∶ １，震荡 １ ｈ，过滤，滤液中硝态氮用连续
注射流动分析仪（ＡＡ３）测定；全氮含量用 Ｈ２ＳＯ４⁃混
合加速剂消煮，凯氏定氮法［８］测定．
１􀆰 ３􀆰 ３土壤耕层有机碳（ ＳＯＣ）含量和有机碳储量
（ＳＳＯＣ）测定　 ＳＯＣ 含量取过 ６０ 目筛的风干土样，
用 Ｈ２ＳＯ４⁃Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７外加热法［９］测定．ＳＳＯＣ ＝ ＳＯＣ×ρ×
ｈ×１０－１ ．其中：ＳＳＯＣ 为 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层土壤经过 ４ 年
试验后的有机碳储量（Ｍｇ·ｈｍ－２）；ＳＯＣ 为土壤有机
碳含量（ｇ·ｋｇ－１）；ρ 为土壤容重（ｇ·ｃｍ－３）；ｈ 为土
层深度（ｃｍ），在本试验中，ｈ＝ ２０ ｃｍ．
１􀆰 ４　 数据处理
数据使用 Ｅｘｃｅｌ ２０１３ 软件进行整理与计算，并
通过 ＳＡＳ ８．２（ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃａｒｙ， ＵＳＡ）软件进行方
差分析（α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 不同轮作制度下作物产量
从表 １ 可以看出，对于 ＬＷ， ２００９—２０１０ 和
２０１２—２０１３年小麦产量较低，不足 ２０１１—２０１２ 年
产量的 ５０％．这主要与不同年份夏休闲期和小麦生
育期降水存在较大差异有关（图 １），在该地区水分
对小麦的产量有很大影响［１０］ ．与 ＳＷ相比，夏季种植
豆类绿肥后冬小麦产量在 ２００９—２０１０年增加，增产
率最高的是提前翻压处理，达到 ４３％；但在 ２０１０—
２０１１年小麦产量则显著降低，其中播前翻压处理降
幅最大，为 ３６％，而 ２００９—２０１０ 年增产率最高的提
前翻压处理在 ２０１０—２０１１ 年的减产幅度最小．其
他年份小麦产量则无显著差异．该轮作制度的 ３
种绿肥利用方式对小麦产量的影响也有年际差异：
２００９—２０１０年绿肥提前翻压处理小麦产量显著高
于播前翻压和提前覆盖处理，而其余年份则无显著
差异．
ＬＭＷ轮作方式收获的产品为怀豆、玉米和小麦
表（表 １和表 ２）．总体来说，茎秆翻压和茎秆覆盖处
理的作物产量高于茎秆移出处理，其中 ２０１１—２０１３
年茎秆翻压和茎秆覆盖处理的玉米和小麦产量与茎
秆移出处理的差异均达到显著水平．茎秆翻压处理
的作物产量有高于茎秆覆盖处理的趋势，其中两季
的小麦产量差异均达到显著水平（表 ２）．
１３３２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 姚致远等： 轮作及绿肥不同利用方式对作物产量和土壤肥力的影响　 　 　 　 　 　
表 １　 豆类绿肥⁃冬小麦和豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦不同绿肥利用方式小麦产量
Ｔａｂｌｅ １　 Ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ
ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ （ｋｇ·ｈｍ－２）
轮作方式
Ｒｏｔａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ
绿肥利用方式　 　 　
Ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　 　 　
２００９—２０１０ ２０１０—２０１１ ２０１１—２０１２ ２０１２—２０１３
ＬＷ 播前翻压 Ｌａｔｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ １８０２ｃ ２７４１ｂＤ ５７８１ａ ２０８５ａＢ
提前覆盖 Ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ ２１８８ｂ ３０９０ｂＣＤ ５２０８ａ １９５３ａＢ
提前翻压 Ｅａｒｌｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ２５５７ａ ３１８９ｂＢＣ ５０４５ａ １９５３ａＢ
ＳＷ 无绿肥 Ｎｏ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ １７９０ｃ ４３０１ａＡ ６０３８ａ ２０８７ａＢ
ＬＭＷ 茎秆覆盖 Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ３２３９ｂＢＣ ３９３４ｂＡ
茎秆翻压 Ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ３５５４ａＢ ４２５９ａＡ
茎秆移出 Ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ ａｗａｙ ３２９５ａｂＢＣ ３６３９ｃＡ
ＳＷ： 夏休闲⁃冬小麦 Ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ； ＬＷ： 豆类绿肥⁃冬小麦 Ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ； ＬＭＷ： 豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小
麦 Ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ． 同列不同小写字母分别表示一年一熟轮作（ＬＷ所有处理和 ＳＷ）或两年三熟轮作（ＬＭＷ
所有处理）处理间差异显著，同列大写字母表示所有处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ａｍｏｎｇ ｏｎｅ⁃ｃｒｏｐ⁃ａ⁃ｙｅａｒ ｒｏｔａｔｉｏｎ （ａｌｌ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ ＬＷ ａｎｄ ＳＷ） ｏｒ ３⁃ｃｒｏｐｓ⁃ｒｏｔａｔｅｄ⁃ｗｉｔｈｉｎ⁃２⁃ｙｅａｒｓ ｒｏｔａｔｉｏｎ （ａｌｌ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ ＬＭＷ）， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，
ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｐｉｔａｌ ｌｅｔｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ａｌｌ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
表 ２　 豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦不同绿肥利用方式怀豆和玉
米产量
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｈｕａｉ ｂｅａｎ ａｎｄ ｍａｉｚｅ ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ｍａ⁃
ｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ⁃ ｓｐｒｉｎｇ
ｍａｉｚｅ ⁃ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ （ｋｇ·ｈｍ－２）
绿肥利用方式
Ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００９—２０１１
Ⅰ Ⅱ
２０１１—２０１３
Ⅰ Ⅱ
茎秆覆盖
Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ
６４４ａ １１６４２ａ １４９７ａ ９４３８ａ
茎秆翻压
Ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
６８８ａ １１４９４ａ １５５３ａ ９５５４ａ
茎秆移出
Ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ ａｗａｙ
６４８ａ １０５０４ａ １５３２ａ ８８９４ｂ
Ⅰ： 怀豆 Ｈｕａｉ ｂｅａｎ； Ⅱ： 玉米 Ｍａｉｚｅ．
　 　 在 ２０１０—２０１１ 和 ２０１２—２０１３ 年，ＬＭＷ 和 ＬＷ
同时收获小麦．通过对这两种轮作方式各处理的小
麦产量进行比较发现，２０１０—２０１１ 年 ＬＭＷ 轮作方
式小麦产量有高于 ＬＷ 的趋势．在 ２０１２—２０１３ 年，
ＬＭＷ轮作方式小麦产量显著高于 ＬＷ，产量增幅在
７４％～ １１８％．同时，ＬＭＷ 各处理小麦产量没有因为
较大的降水量变化而发生大幅波动，无论是在
２０１０—２０１１年还是 ２０１２—２０１３ 年均能收获 ３２００ ～
４３００ ｋｇ·ｈｍ－２小麦（表 １）．
２􀆰 ２　 小麦播前和收获后土壤储水量的变化
７—９月夏休闲期降水不同会使小麦播前 ０ ～
２００ ｃｍ 土层土壤储水量存在较大差异，从 ２０１２—
２０１３年的 ３２７ ｍｍ 到 ２０１１—２０１２ 年的 ６１５ ｍｍ，差
值为 ２８８ ｍｍ；但是不同年份无论夏休闲期和小麦生
育期降水如何，小麦收获后土壤储水量差异较小：从
２００９—２０１０ 年最低的 ２４３ ｍｍ 到 ２０１１—２０１２ 年最
高的 ３１７ ｍｍ，差值仅为 ７４ ｍｍ（表 ３）．
与不种绿肥的 ＳＷ 相比，ＬＷ 各处理小麦播前
０～２００ ｃｍ土壤储水量均较低（表 ３），即夏季种植绿
肥消耗了较多的土壤水分，减少了小麦播前土壤剖
面的储水量．从图 ３ 和图 ４ 可以看出，小麦播前 ＳＷ
和另外两种轮作方式土壤储水量之差与夏闲期降水
量有明显的负相关关系．ＬＷ轮作条件下绿肥提前翻
压处理小麦播前土壤储水量有高于其他 ２个处理的
趋势，但其差异没有达到显著水平． ＬＭＷ 轮作条件
下各处理小麦播前土壤储水量显著高于 ＬＷ 各处
理，但只有在 ２０１０—２０１１ 年显著高于 ＳＷ．ＬＭＷ 轮
作下各处理间小麦播前土壤储水量无显著差异．所
表 ３　 不同处理小麦播前和收获后 ０～ ２００ ｃｍ土层土壤储水量
Ｔａｂｌｅ ３　 ０－２００ ｃｍ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ （ｍｍ）
轮作方式
Ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｐａｔｔｅｒｎ
绿肥利用方式　 　 　
Ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　 　 　
２００９—２０１０
Ⅰ Ⅱ
２０１０—２０１１
Ⅰ Ⅱ
２０１１—２０１２
Ⅰ Ⅱ
２０１２—２０１３
Ⅰ Ⅱ
ＬＷ 播前翻压 Ｌａｔｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ３４５ｂ ２６０ａ ４６６ｂＣ ３００ａＡＢ ６０５ａｂ ３１３ａ ３２７ｂＣ ２９８ａＡ
提前覆盖 Ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ ３５３ｂ ２５１ａ ４５９ｂＣ ２７０ａＣＤ ５７７ｃ ３１７ａ ３６１ｂＣ ２６０ｂＥ
提前翻压 Ｅａｒｌｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ３６４ｂ ２４３ａ ４９６ａｂＢＣ ２６４ａＤ ５９２ｂｃ ３１５ａ ３６７ｂＢＣ ２６２ｂＤＥ
ＳＷ 无绿肥 Ｎｏ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ４２５ａ ２６８ａ ５１８ａＢ ２７２ａＢＣＤ ６１５ａ ３０２ａ ４３７ａＡ ２９３ａＡＢ
ＬＭＷ 茎秆覆盖 Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ５６８ａＡ ３１２ａＡ ４６６ａＡ ２７７ａＣＤ
茎秆翻压 Ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ５６８ａＡ ３０４ａＡＢ ４２０ａＡＢ ２７３ａＣＤＥ
茎秆移出 Ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ ａｗａｙ ５６４ａＡ ２９７ａＡＢＣ ４１６ａＡＢ ２７９ａＢＣ
Ⅰ： 小麦播前 Ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ； Ⅱ： 小麦收获后 Ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
２３３２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ３　 夏休闲⁃冬小麦与豆类绿肥⁃冬小麦轮作小麦播前土壤
储水量之差与夏休闲期降水的关系
Ｆｉｇ．３　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ＳＷ
ａｎｄ ＬＷ ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．
有处理小麦收获后 ０～２００ ｃｍ土层土壤储水量大部
分没有显著差异（表 ３）．
２􀆰 ３　 小麦播前和收获后土壤硝态氮储量的变化
ＬＷ小麦播前、收获后 ０～２００ ｃｍ土层土壤硝态
氮储量均高于不种绿肥的 ＳＷ 轮作方式，其中大部
分年份差异达到显著水平（表 ４）．ＬＷ轮作条件下绿
肥提前翻压处理小麦播前硝态氮储量与其他两个处
理相比略高． ＬＭＷ 轮作条件下，小麦播前、收获后
０～２００ ｃｍ土层土壤硝态氮储量均有低于ＬＷ轮作
图 ４　 夏休闲⁃冬小麦与豆类绿肥⁃春玉米⁃冬小麦轮作小麦
播前土壤储水量之差与夏休闲期降水的关系
Ｆｉｇ．４　 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ＳＷ
ａｎｄ ＬＭＷ ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．
方式的趋势，且在 ２０１１—２０１３年小麦收获后 ０～２００
ｃｍ土层土壤硝态氮储量显著降低（表 ４），降幅在
２９％～ ５３％． ＬＭＷ 各处理小麦播前、收获后 ０ ～ ２００
ｃｍ土层土壤硝态氮储量均无显著差异．
２􀆰 ４　 各处理土壤全氮和 ＳＯＣ的变化
与 ４年不种绿肥的 ＳＷ轮作方式相比，ＬＷ轮作
方式没有显著提高 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层土壤全氮含量，而
ＬＭＷ轮作方式土壤全氮含量则有降低趋势．ＬＷ各处
理、ＬＭＷ各处理之间全氮含量无显著差异（表 ５）．
表 ４　 不同处理小麦播前和收获后 ０～ ２００ ｃｍ土层土壤硝态氮储量
Ｔａｂｌｅ ４　 ０－２００ ｃｍ ｓｏｉｌ ＮＯ３
－ ⁃Ｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｂｅｆｏｒｅ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ （ｋｇ·ｈｍ－２）
轮作方式
Ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｐａｔｔｅｒｎ
绿肥利用方式
Ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００９—２０１０
Ⅱ
２０１０—２０１１
Ⅰ Ⅱ
２０１１—２０１２
Ⅰ Ⅱ
２０１２—２０１３
Ⅰ Ⅱ
ＬＷ 播前翻压 Ｌａｔｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ １８１ａｂ ３０８ａｂＡＢ ２５０ａＡ ２３３ｂ ２４９ａ ７１ｂＤ ３３４ａＡ
提前覆盖 Ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ １６２ａｂ ２７７ｂＢＣ ２５２ａＡ ３１０ａ ２３４ａ １８３ａＡＢ ２８１ａＡ
提前翻压 Ｅａｒｌｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ２１１ａ ３４９ａＡ ２５８ａＡ ３００ａ ２８８ａ ２０６ａＡ ２７２ａＡ
ＳＷ 无绿肥 Ｎｏ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ７９ｂ ２７９ｂＢＣ １４６ａＢ １２０ｃ ３０７ａ ８０ｂＣＤ １４４ｂＢ
ＬＭＷ 茎秆覆盖 Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ３３１ａＡ １７９ａＡＢ １３１ａＢＣＤ １６０ａＢ
茎秆翻压 Ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ２４３ｂＣ １９０ａＡＢ １５０ａＡＢＣ １５７ａＢ
茎秆移出 Ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ ａｗａｙ ２９４ａｂＡＢ １７１ａＡＢ １１３ａＢＣＤ １９４ａＢ
表 ５　 ２０１３年小麦收获后土壤全氮和有机碳变化
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｆｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｈａｒｖｅｓｔ ｉｎ ２０１３
轮作方式
Ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｐａｔｔｅｒｎ
绿肥利用方式　
Ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　
全氮
Ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｇ·ｋｇ－１）
有机碳
ＳＯＣ
（ｇ·ｋｇ－１）
有机碳储量
ＳＳＯＣ
（Ｍｇ·ｈｍ－２）
４年后有机碳
储量变化
Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ＳＳＯＣ
ａｆｔｅｒ ４ ｙｅａｒｓ
（Ｍｇ·ｈｍ－２）
年度有机碳
输入量
Ａｎｎｕａｌ ＳＯＣ
ｉｎｐｕｔ （Ｍｇ·
ｈｍ－２·ａ－１）
ＬＷ 播前翻压 Ｌａｔｅ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ １．０３６ａ ８．１１ａｂ １９．９６ －０．０８６ －０．０２１
提前覆盖 Ｅａｒｌｙ ｍｕｌｃｈ ０．９４３ａｂ ８．４３ａ ２０．７５ ０．６９９ ０．１７５
提前翻压 Ｅａｒｌｙ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ０．９８８ａｂ ８．０３ａｂ １９．７６ －０．２８５ －０．０７１
ＳＷ 无绿肥 Ｎｏ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ０．９６３ａｂ ７．８２ｂ １９．２５ －０．７９９ －０．２００
ＬＭＷ 茎秆覆盖 Ｓｔａｌｋ ｍｕｌｃｈ ０．９１９ｂ ８．３６ａ ２０．５８ ０．５２８ ０．１３２
茎秆翻压 Ｓｔａｌｋ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ０．９１５ｂ ８．０２ａｂ １９．７２ －０．３２８ －０．０８２
茎秆移出 Ｓｔａｌｋ ｍｏｖｅ ａｗａｙ ０．９２３ｂ ７．７８ｂ １９．１３ －０．９１３ －０．２２８
同列不同小写字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
３３３２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 姚致远等： 轮作及绿肥不同利用方式对作物产量和土壤肥力的影响　 　 　 　 　 　
　 　 与 ４ 年不种绿肥的 ＳＷ 轮作方式相比，ＬＷ 和
ＬＭＷ轮作方式均有提高 ０～２０ ｃｍ土层 ＳＯＣ含量的
趋势，其中覆盖处理（ＬＷ 中的提前覆盖和 ＬＭＷ 中
的茎秆覆盖）的 ＳＯＣ 含量显著高于 ＳＷ 和 ＬＭＷ 轮
作条件下的茎秆移出处理．ＬＷ 轮作条件下，提前覆
盖处理的 ＳＯＣ 含量略高于另外 ２ 个处理；ＬＭＷ 轮
作条件下，茎秆覆盖处理 ＳＯＣ 含量略高于茎秆翻压
处理，显著高于茎秆移出处理（表 ５）．
试验开始前 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层的 ＳＳＯＣ 为 ２０􀆰 ０５
Ｍｇ·ｈｍ－２，４年后除了 ＬＷ的提前覆盖处理和 ＬＭＷ
的茎秆覆盖处理，其余处理 ＳＳＯＣ 都有一定程度降
低（表 ５）．
３　 讨　 　 论
３􀆰 １　 不同轮作方式对小麦播前土壤水分的影响
豆科植物较深的根系对水分的吸收在干旱雨养
农业区可能造成土壤含水量降低［１１］ ．渭北旱塬夏休
闲期种植绿肥后小麦播前土壤储水量低于不种植绿
肥的对照［７，１２］；李富翠等［１３］在该地区的研究也发
现，夏休闲期种植绿肥会降低小麦播前土壤储水量，
与本研究结果一致．ＬＷ中绿肥在夏休闲期降水丰富
的年份（２０１０—２０１１和 ２０１１—２０１２ 年）对小麦播前
土壤水消耗较少，与不种植绿肥的 ＳＷ 相比，０ ～ ２００
ｃｍ土壤储水量减少 ９ ～ ６０ ｍｍ；而在较干旱的年份
（２００９—２０１０和 ２０１２—２０１３ 年），种植绿肥使小麦
播前土壤水减少了 ６０～１１０ ｍｍ，即绿肥在夏休闲期
降水少的年份消耗了更多的土壤水，加重了旱情
（图 ３）．对 ＳＷ与 ＬＷ小麦播前土壤储水量之差和对
应年份夏休闲期降水量进行相关分析发现，两者之
间存在显著线性负相关（Ｐ＜０．０１），即夏休闲期降水
越多，种植绿肥造成的土壤水亏缺越少．模拟分析表
明，当夏休闲期降水量为 ５８０ ｍｍ 时，种植绿肥相对
ＳＷ 不会降低小麦播前的土壤储水量．在年均降水
５８８ ｍｍ 的渭北旱塬，该条件难以满足：试验地
１９５７—２０１２年的降水数据表明，夏闲期降水量超过
５８０ ｍｍ的年份只在 ２００３ 年（６０９ ｍｍ）出现过．对于
ＬＭＷ，要在小麦播前相对 ＳＷ 不耗水，只需夏休闲
期降水量达到 ３４５ ｍｍ（图 ４）．在 １９５７—２０１２ 年，有
接近 ４０％的年份满足该条件，说明这种轮作制度相
对 ＳＷ通常不会耗水．但是，结合本研究小麦产量结
果可以明确，虽然夏季种植绿肥消耗土壤水，并不代
表一定会降低产量．在 ２００９—２０１０ 年，绿肥提前覆
盖和提前翻压处理的小麦产量显著高于休闲处理，
而 ２０１１—２０１２和 ２０１２—２０１３年各处理间小麦产量
没有显著差异，在同一地区的另一块试验田也得到
类似的结果［１４－１５］ ．
在 ＬＭＷ轮作制度下，小麦播前土壤储水量常
高于 ＬＷ．主要原因可能有以下两点：一方面，绿肥在
生长期形成的遮阴效果在夏秋季一定程度上减少了
水分在土表的蒸发；另一方面，种植春玉米在该地区
通常不会造成明显的水分消耗： 任鸿瑞等［１６］在山
东禹城的研究表明，冬小麦生长期平均耗水量为
４５０ ｍｍ，同期降水量约占作物耗水量的 ３５％，而夏
玉米生长期平均耗水量为 ３５０ ｍｍ， 同期降水量约
占作物耗水量的 ８０％．玉米耗水比小麦少，且在生育
期能获得远高于小麦的降水．在本试验中，小麦生育
期降水是其耗水量的 ５４％，而玉米生育期与降水季
节分布吻合程度较高［６］，降水是其耗水量的 １２１％，
因此，种植玉米可能促进了土壤水分的储备，也更有
利于随后小麦获得稳定的产量．
３􀆰 ２　 不同轮作方式中绿肥氮还田量及其影响
灌区和多雨地区土壤残留的硝态氮淋失是造成
环境污染（主要表现在地下水污染）的一个重要因
素．在黄土高原地区，降水虽少却主要集中在 ６—９
月［１７］，高强度的降水同样可能引起氮素的损失［１８］，
对环境存在潜在威胁．因此，来自绿肥的额外氮输入
对土壤氮的影响不容忽视．ＬＭＷ 轮作方式在 ２ 年轮
作周期中共施氮 ３１５ ｋｇ·ｈｍ－２，外加 １ 季籽粒收获
后的豆类茎杆还田，这部分干枯茎杆平均氮还田量
为 ２３．９７ ｋｇ·ｈｍ－２；ＬＷ在 ２年的轮作周期中施氮总
量为 ２７０ ｋｇ·ｈｍ－２，同时有 ２ 次在豆类绿肥盛花
期前后的全量还田，各处理地上部平均氮还田
量为 ２２７．９７ ｋｇ·ｈｍ－２ ．虽然，ＬＭＷ 总施氮量多 ４５
ｋｇ·ｈｍ－２，但 ＬＷ绿肥还田量更大，同时由于还田的
绿肥有较低的 Ｃ ／ Ｎ（１３．１），能被微生物迅速分解而
释放养分，因此向土壤输入的氮素总量和矿质氮更
多．豆类植物地下部（根与根瘤等）亦是一个不可忽
略的氮储藏库［１９］，但多数研究仅测定了通过田间挖
掘法采集到的豆类根系生物量中的氮，其含氮量一
般只占整个植株氮量的 １０％ ～ １５％［２０］，这种采样方
法会导致一部分根和大量含氮高的根瘤留在土壤
中，进而大幅度低估豆科植物的供氮效果．Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ
等［２１］研究发现，大豆和蚕豆地下部氮量占整个植株
的 ４０％左右；Ｄｅｎｔｏｎ 等［２２］研究发现，如果仅用蚕豆
地上部计算氮素平衡，则多表现为土壤氮的损失，如
果通过换算系数将地下部的氮也包括在内，则多表
现为土壤氮的增加．另外，可见的根在豆类植物生长
期只占地下部氮量的 ２０％左右，剩余部分则是来自
４３３２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
豆类作物生长期的根际沉积物（根系分泌物、脱落
物等） ［２３－２５］ ．因此，如果将本试验中未能准确测定的
地下部氮量全部考虑在内，还田量将更多．但对于
ＬＭＷ轮作方式，豆类根系中的氮素会像多数豆科植
物一样转移到地上部［２６］（主要进入籽粒），因而地下
部的氮还田量也低于 ＬＷ．基于以上原因，前者在每
个轮作周期结束后土壤硝态氮的累积量更少．
不可忽视的一个问题是，相对于 ＳＷ，ＬＷ 在小
麦收获后的土壤中有更多的硝态氮残留，似乎表明
豆类绿肥还田更可能增加硝态氮淋失风险．然而，熊
静等［２７］以二月兰作为绿肥和玉米轮作研究发现，种
植绿肥能增加 ０ ～ ２００ ｃｍ 土层硝态氮储量，使玉米
收获后多数硝态氮残留在作物可吸收利用的土层，
向环境流失的风险降低． Ｃａｍｐｂｅｌｌ 等［２８］研究发现，
种植豆科植物的土壤只有很少甚至没有氮的淋失．
Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ等［２９］通过１５Ｎ 标记研究发现，肥料氮相对
于将豆科植物籽粒收获后其余部分直接以绿肥形式
还田的氮相比，有超过 ８５％以各种形式损失，但来
自豆科绿肥的氮却有 ８５％储存在土壤中．以上研究
明确了来自绿肥的氮素不容易损失，如果再对 ＬＷ
系统进行氮素养分的有效管理（绿肥还田配合低肥
料氮投入）将可能改变其劣势地位．
３􀆰 ３　 不同轮作方式对土壤的培肥效果
通常 ＳＯＣ含量与施入农田的有机物数量呈正
相关［３０－３１］ ．但是，影响微生物活性的因素，如温度、
水分、土壤养分等也会很大程度上影响动植物残体
等有机物在土壤中的分解和向 ＳＯＣ 转化进程．因
此，绿肥利用方式在不同轮作系统中对 ＳＯＣ 含量有
较大影响（表 ５）．
在两种种植绿肥的轮作制度中，采用翻压（即
提前翻压、播前翻压和茎秆翻压 ３ 个处理）的绿肥
在进入土壤时，含水量远高于先覆盖再翻压，有利于
微生物的分解；提前翻压和播前翻压两个处理相对
茎秆翻压，还田时怀豆处在盛花期前后，不仅含水量
更高，而且植物 Ｃ ／ Ｎ 低（１３．１），在土壤中迅速分解．
因此，虽然还田量多，其 ＳＯＣ 却只有高于无绿肥还
田处理的趋势．ＬＷ 和 ＬＭＷ 中绿肥采用覆盖处理的
ＳＯＣ含量均较高，显著高于无绿肥还田处理（ＳＷ 和
ＬＭＷ下茎秆移出） （表 ５）．原因是覆盖处理导致作
物残体本身含水量降低，与土壤微生物及水分的接
触机会减少，有机物残体的分解速率低于直接翻压
入土处理［３０］ ．覆盖还可以减少雨滴对土壤的物理外
力作用，更好地维持土壤结构，有利于腐殖质的积
累［３２］，同时可防止风对表土的侵蚀［３０］，进一步抑制
ＳＯＣ的损失．对于 ＬＭＷ 轮作方式中茎秆覆盖处理，
虽然还田量少，但这一时期气温和降水量大幅度下
降，不利于微生物活动，植物残体不会迅速分解［３２］，
为该处理在有限还田量下提高 ＳＯＣ 储量提供了有
利条件．
虽然与 ＳＷ相比，其他两种轮作方式在一定程
度上增加了 ＳＳＯＣ，但与 ４ 年前试验开始时相比，只
有覆盖处理的 ＳＳＯＣ增加．可见，在渭北旱塬长期进
行农业生产会导致 ＳＯＣ 的下降，降低土壤肥力，不
利于农业的可持续发展，要维持地力，除了绿肥还田
外还需要结合合理的还田方法．
４　 结　 　 论
与传统的 ＳＷ 相比，ＬＷ 由于还田的有机物最
多，土壤的培肥效果较好，实现了充分利用夏休闲期
水热资源的目标，其中提前覆盖处理 ＳＯＣ 含量显著
提高，并能提升 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层 ＳＳＯＣ．但是通常会造
成较多的土壤水消耗，使随后种植的小麦产量更容
易受到降水的影响．该轮作方式绿肥还田能提供较
多的氮素，但由于小麦生长季没有相应降低肥料氮
用量，因而土壤残留的硝态氮较多．
ＬＭＷ虽然 ４年中只有 ２ 次豆类收获籽粒后的
茎秆还田，但 ＳＯＣ含量相对 ＬＷ没有降低．当茎秆采
用覆盖方式时，相对于无绿肥还田处理，ＳＯＣ显著提
高，同时提升了 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层 ＳＳＯＣ．该模式小麦播
前土壤储水量高于 ＬＷ，为小麦稳产提供了保证，且
在一个轮作周期结束后土壤硝态氮残留量较低，淋
失风险较小．
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ｍｕｌｃｈ， ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｍｕｌｃｈ， ａｎｄ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｎ ｗａｔｅｒ
ｌｏｓｓ ｂｙ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｒｙ ｌａｎｄ ａｒｅａｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ａｇｒｉｃｕｌ⁃
ｔｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ２０１３， １１６： ３９－４９
［５］　 Ｌｉ Ｌ⁃Ｑ （李立群）， Ｘｕｅ Ｓ⁃Ｐ （薛少平）， Ｗａｎｇ Ｈ⁃Ｑ
（王虎全）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ
ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ
ｏｎ Ｗｅｉｂｅｉ ｐｌａｔｅａｕ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ Ａｒｉｄ
５３３２８期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 姚致远等： 轮作及绿肥不同利用方式对作物产量和土壤肥力的影响　 　 　 　 　 　
Ａｒｅａｓ （干旱地区农业研究）， ２００６， ２４（１）： ３３－ ３８
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［６］　 Ｌｉ Ｊ （李 　 娟）， Ｌｉ Ｊ （李 　 军）， Ｓｈａｎｇ Ｊ⁃Ｘ （尚金
霞）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｔｉｌｌａｇｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｏ⁃
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ｙｉｅｌｄ ｉｎ Ｗｅｉｂｅｉ
Ｈｉｇｈｌａｎｄｓ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏ⁃Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ （中国生
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［７］　 Ｚｈａｏ Ｎ （赵　 娜）， Ｚｈａｏ Ｈ⁃Ｂ （赵护兵）， Ｙｕ Ｃ⁃Ｗ （鱼
昌为）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ
ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒａｔｅ ｏｎ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ． Ａｃｔａ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｂｏｒｅａｌｉ⁃Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ Ｓｉｎｉｃａ （西北农业学
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［８］　 Ｂｒｅｍｎｅｒ ＪＭ． Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｐａｒｔ ３． Ｃｈｅｍｉｃａｌ
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［９］　 Ｎｅｌｓｏｎ ＤＷ， Ｓｏｍｍｅｒｓ ＬＥ． Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｐａｒｔ ２． Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．
Ｍａｄｉｓｏｎ， ＷＩ： Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ａｎｄ
Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ， １９８２
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Ｓｉｎｉｃａ （土壤学报）， ２００２， ３９（３）： ４０４－４１１ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［１２］　 Ｚｈａｏ Ｎ （赵　 娜）， Ｚｈａｏ Ｈ⁃Ｂ （赵护兵）， Ｙｕ Ｃ⁃Ｗ （鱼
昌为）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ｐｅｒｉｏｄ ｉｎ Ｗｅｉｂｅｉ ｄｒｙｌａｎｄ．
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ Ａｒｉｄ Ａｒｅａｓ （干旱地区农业
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［１３］　 Ｌｉ Ｆ⁃Ｃ （李富翠）， Ｚｈａｏ Ｈ⁃Ｂ （赵护兵）， Ｗａｎｇ Ｚ⁃Ｈ
（王朝辉）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｒａｗ ｍｕｌｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ， ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｎｄ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ
ｙｉｅｌｄ ｏｎ Ｗｅｉｂｅｉ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｃｈｉｎａ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏ⁃Ｅｎｖｉ⁃
ｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ （农业环境科学学报）， ２０１１， ３０（９）：
１８６１－１８７１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１４］　 Ｙａｏ Ｐ⁃Ｗ （姚鹏伟）， Ｚｈａｎｇ Ｄ⁃Ｂ （张达斌）， Ｗａｎｇ Ｚ
（王　 峥）， ｅｔ ａｌ． Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓ
ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔ⁃
ｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） （西北农林科技大学学报： 自然科学
版）， ２０１４， ４２（３）： １１１－１１７ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１５］　 Ｚｈａｎｇ Ｄ⁃Ｂ （张达斌）， Ｙａｏ Ｐ⁃Ｗ （姚鹏伟）， Ｌｉ Ｊ （李
婧）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｇｕｍｉ⁃
ｎｏｕｓ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ｐｅｒｉｏｄ ｏｎ ｗｉｎ⁃
ｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｕｐｔａｋｅ ｉｎ ｄｒｙｌａｎｄ． Ａｃｔａ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｂｏｒｅａｌｉ⁃Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ Ｓｉｎｉｃａ （西北农业学
报）， ２０１２， ２１（１）： ５９－６５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１６］　 Ｒｅｎ Ｈ⁃Ｒ （任鸿瑞）， Ｌｕｏ Ｙ （罗　 毅）． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ⁃
ｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ⁃ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ
ａｎｄ ｓｕｍｍｅｒ ｍａｉｚｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｐｌａｉｎ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ （灌溉排水
学报）， ２００４， ２３（４）： ３７－３９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１７］　 Ｚｈｏｕ ＺＣ， Ｇａｎ ＺＴ， Ｚｈａｎｇ ＦＰ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇ⁃
ｔｅｒｍ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｉｎｅｒａｌ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ａ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ
ｃｒｏｐｌａｎｄ． Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ， ２０１３， ４５：
２０－２６
［１８］　 Ｊｕ Ｘ⁃Ｔ （巨晓棠）， Ｚｈａｎｇ Ｆ⁃Ｓ （张福锁）． Ｎｉｔｒａｔｅ ａｃｃｕ⁃
ｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉ⁃
ｎａ． Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ （生态环境）， ２００３， １２
（１）： ２４－２８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１９］　 Ｐｅｏｐｌｅｓ ＭＢ， Ｂｒｏｃｋｗｅｌｌ Ｊ， Ｈｅｒｒｉｄｇｅ ＤＦ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｃｏｎ⁃
ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｉｘｉｎｇ ｃｒｏｐ ｌｅｇｕｍｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃ⁃
ｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｓｙｍｂｉｏｓｉｓ， ２００９， ４８： １－
１７
［２０］　 Ｕｎｋｏｖｉｃｈ ＭＪ， Ｐａｔｅ ＪＳ， Ｈａｍｂｌｉｎ Ｊ． Ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｅｃｏｎｏ⁃
ｍｙ ｏｆ ｂｒｏａｄａｃｒｅ ｌｕｐｉｎ ｉｎ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ａｕｓｔｒａｌｉａ． Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， １９９４， ４５： １４９－１６４
［２１］　 Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ ＩＪ， Ｐｅｏｐｌｅｓ ＭＢ， Ｃｏｎｓｔａｂｌｅ ＧＡ， ｅｔ ａｌ． Ｆａｂａ
ｂｅａｎｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｌｅｇｕｍｅｓ ａｄｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｏ ｉｒｒｉｇａｔｅｄ ｃｏｔｔｏｎ
ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， １９９８， ３８： ２５３－２６０
［２２］　 Ｄｅｎｔｏｎ ＭＤ， Ｐｅａｒｃｅ ＤＪ， Ｐｅｏｐｌｅｓ ＭＢ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕ⁃
ｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｆａｂａ ｂｅａｎ （Ｖｉｃｉａ ｆａｂａ Ｌ．） ｒｅｌｉａｎｔ ｏｎ ｓｏｉｌ ｒｈｉ⁃
ｚｏｂｉａ ｏｒ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２０１３， ３６５： ３６３－
３７４
［２３］　 Ａｒｃａｎｄ ＭＭ， Ｋｎｉｇｈｔ ＪＤ， Ｆａｒｒｅｌｌ ＲＥ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｂｅｌｏｗ⁃
ｇｒｏｕｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎｐｕｔｓ ｏｆ ｐｅａ ａｎｄ ｃａｎｏｌａ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎ⁃
ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｏ ｓｏｉｌ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｎ ｐｏｏｌｓ ｕｓｉｎｇ １５Ｎ ｌａｂｅｌｉｎｇ．
Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２０１３， ３７１： ６７－８０
［２４］　 Ａｒｃａｎｄ ＭＭ， Ｌｅｍｋｅ Ｒ， Ｆａｒｒｅｌｌ ＲＥ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｕｐ⁃
ｐｌｙ ｆｒｏｍ ｂｅｌｏｗｇｒｏｕｎｄ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｏｆ ｌｅｎｔｉｌ ａｎｄ ｗｈｅａｔ ｔｏ ａ
ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｗｈｅａｔ ｃｒｏｐ． Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｉｌｓ，
２０１４， ５０： ５０７－５１５
［２５］　 Ｍａｙｅｒ Ｊ， Ｂｕｅｇｇｅｒ Ｆ， Ｓｔｅｅｎ ＪＥ， ｅｔ ａｌ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ Ｎ
ｒｈｉｚｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｌｅｇｕｍｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ １５Ｎ ｉｎ ｓｉｔｕ ｓｔｅｍ
ｌａｂｅｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００３，
３５： ２１－２８
［２６］　 Ｇａｎ ＹＴ， Ｃａｍｐｂｅｌｌ ＣＡ， Ｊａｎｚｅｎ ＨＨ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｃ⁃
ｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｌａｎｔ ｔｉｓｓｕｅｓ ａｎｄ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ Ｎ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａ⁃
ｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｏｉｌｓｅｅｄｓ， ｐｕｌｓｅｓ， ａｎｄ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ
Ｓｏｉｌ， ２０１０， ３３２： ４５１－４６１
［２７］　 Ｘｉｏｎｇ Ｊ （熊 　 静）， Ｗａｎｇ Ｇ⁃Ｌ （王改兰）， Ｃａｏ Ｗ⁃Ｄ
（曹卫东）， ｅｔ ａｌ． Ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｉｌ
ＮＯ３
－ ⁃Ｎ ｉｎ Ｏｒｙｃｈｏｐｈｒａｇｍｕｓ ｖｉｏｌａｃｅｕｓ ／ ｓｐｒｉｎｇ ｍａｉｚｅ ｒｏｔａ⁃
ｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２０１４， ２５（２）： ４６７－ ４７３
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２８］　 Ｃａｍｐｂｅｌｌ ＣＡ， Ｚｅｎｔｎｅｒ ＲＰ， Ｂａｓｎｙａｔ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｓｕｍｍｅｒ ｆａｌｌｏｗ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｗｈｅａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉａｒｉｄ Ｃａｎａｄｉａｎ ｐｒａｉｒｉｅ． Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００８， ８８： ６８１－６９６
［２９］　 Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ ＩＪ， Ｐｅｏｐｌｅｓ ＭＢ， Ｈｕｌｕｇａｌｌｅｃ ＮＲ， ｅｔ ａｌ． Ｕｓｉｎｇ
ｌｅｇｕｍｅｓ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏｔｔｏｎ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｆｉｅｌｄ Ｃｒｏｐｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００１， ７０： ２７－４１
［３０］　 Ｌｉｎ Ｅ⁃Ｄ （林而达）． Ｃａｒｂｏｎ Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｌｉｍａｔｅ
Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｏｉｌ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｐｒｅｓｓ， ２００５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３１］　 Ｔｒｉｂｅｒｔｉ Ｌ， Ｎａｓｔｒｉ Ａ， Ｇｉｏｒｄａｎｉ Ｇ， ｅｔ ａｌ． Ｃａｎ ｍｉｎｅｒａｌ ａｎｄ
ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｈｅｌｐ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｅ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｉｎ
ｃｒｏｐｌａｎｄ？ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ， ２００９， ２９：
１３－２０
［３２］　 Ｅａｓｈ ＮＳ． Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ． ５ｔｈ ｅｄ． Ｄｕｂｕｑｕｅ， ＩＡ：
Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ， ２００８
作者简介　 姚致远，男，１９９０年生，硕士研究生． 主要从事土
壤与肥料研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｙｙａｏ９０＠ ｖｉｐ．ｑｑ．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
６３３２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷