全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５０４０５ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
闫丽娟，罗永忠，李广，王琦，罗珠珠，高珍妮，李癑，燕振刚，刘强，聂志刚．黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应．草业
学报，２０１５，２４（４）：３９４７．
ＹａｎＬＪ，ＬｕｏＹＺ，ＬｉＧ，ＷａｎｇＱ，ＬｕｏＺＺ，ＧａｏＺＮ，ＬｉＹ，ＹａｎＺＧ，ＬｉｕＱ，ＮｉｅＺＧ．Ｔｈｅｓｙｎｅｒｇｙｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｕｐｐｌｙｏｎａｒｏｔａ
ｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔａｎｄｐｅａｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｉｎａｌｏｅｓｓｈｉｌｙｒｅｇｉｏｎ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（４）：３９４７．
黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和
豌豆轮作水肥协同效应
闫丽娟１，罗永忠２，李广２，３，王琦４，罗珠珠３，５，高珍妮３，６，
李癑６，燕振刚６，刘强６，聂志刚６
（１．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州７３００７０；２．甘肃农业大学林学院，甘肃 兰州７３００７０；３．甘肃农业大学，甘肃省干旱生境作物学重点实验室，
甘肃 兰州７３００７０；４．甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州７３００７０；５．甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州７３００７０；
６．甘肃农业大学信息科学技术学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：为探索水肥协同作用对不同耕作措施下作物产量影响规律，运用在黄土丘陵区率订和验证后的 ＡＰＳＩＭ（ａｇ
ｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｏｒ）模型，模拟研究区近３５年传统耕作（Ｔ）、免耕（ＮＴ）和免耕覆盖（ＮＴＳ）措施
下轮作小麦／豌豆产量，并采用多元回归分析施氮量（犡１）、休闲期降水量（犡２）和生育期降水量（犡３）对小麦／豌豆模
拟产量的水肥协同效应。结果表明，自然降水条件下３因素对不同耕作措施小麦和豌豆产量的贡献率均为：犡３＞
犡２＞犡１。生育期降水量和休闲期降水量对产量的贡献率均为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。Ｔ、ＮＴ和 ＮＴＳ措施下小麦和豌豆
的产量与施氮量均呈开口向下二次抛物线型变化，但小麦最佳施氮量分别为６５．０，６５．５和４４．５ｋｇ／ｈｍ２，豌豆的最
佳施氮量分别为１７．９，１８．５和２３．８ｋｇ／ｈｍ２，并且施氮量对小麦产量的贡献率为：ＮＴ＞Ｔ＞ＮＴＳ，而施氮量对豌豆
产量的贡献率为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。在甘肃省定西黄土丘陵区，决定小麦和豌豆产量的关键因素是降水，降水量对免
耕覆盖的增产效应最为显著，且３种耕作措施条件下小麦和豌豆对施氮效应有不同的表现。
关键词：ＡＰＳＩＭ模型；耕作措施；水肥协同效应；轮作　　
犜犺犲狊狔狀犲狉犵狔犲犳犳犲犮狋狊狅犳狑犪狋犲狉犪狀犱犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊狌狆狆犾狔狅狀犪狉狅狋犪狋犻狅狀犪犾狊狔狊狋犲犿狅犳狊狆狉犻狀犵
狑犺犲犪狋犪狀犱狆犲犪狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狆狉犪犮狋犻犮犲狊犻狀犪犾狅犲狊狊犺犻犾狔狉犲犵犻狅狀
ＹＡＮＬｉＪｕａｎ１，ＬＵＯＹｏｎｇＺｈｏｎｇ２，ＬＩＧｕａｎｇ２，３，ＷＡＮＧＱｉ４，ＬＵＯＺｈｕＺｈｕ３，５，ＧＡＯＺｈｅｎＮｉ３，６，ＬＩＹｕｅ６，
ＹＡＮＺｈｅｎＧａｎｇ６，ＬＩＵＱｉａｎｇ６，ＮＩＥＺｈｉＧａｎｇ６
１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；２．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犉狅狉犲狊狋狉狔，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犝
狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；３．犌犪狀狊狌犘狉狅狏犻狀犮犻犪犾犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犃狉犻犱犾犪狀犱犆狉狅狆犛犮犻犲狀犮犲，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻
狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；４．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犛犮犻犲狀犮犲，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；５．犆狅犾犾犲犵犲
狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪；６．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀
犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００７０，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＲｅｓｅａｒｃｈｈａｓｂｅｅｎｕｎｄｅｒｔａｋｅｎｕｓｉｎｇｔｈｅｖａｌｉｄａｔｅｄＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｏｒＭｏｄｅｌ
（ＡＰＳＩＭ）ｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｓｙｎｅｒｇｙｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｕｐｐｌｙｏｎｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｓｏｆｃｒｏｐｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
第２４卷　第４期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年４月
Ａｐｒｉｌ，２０１５
收稿日期：２０１３１２２７；改回日期：２０１４０８２６
基金项目：甘肃省科技支撑计划（１４４ＮＫＣＡ０３８），甘肃省自然科学基金（１３０８ＲＪＺＡ２７２），甘肃省高等学校基本科研业务费项目，干旱生境作物学
重点实验室开放基金（ＧＳＣＳ２０１０１１）和国家自然科学基金（３１０６０１７８）资助。
作者简介：闫丽娟（１９７４），女，甘肃民勤人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｌｊ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｇ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｉｎｔｈｅｌｏｅｓｓｈｉｌｙｒｅｇｉｏｎｏｆＤｉｎｇｘｉＣｉｔｙ，ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｙｉｅｌｄｓ
ｏｆｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍｓｏｆｗｈｅａｔ（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）ａｎｄｐｅａ（犘犻狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿）ｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｐｒａｃ
ｔｉｃｅｓ：ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｉｌａｇｅ（Ｔ），ｎｏｔｉｌａｇｅ（ＮＴ）ａｎｄｎｏｔｉｌａｇｅｍｕｌｃｈｅｄｗｉｔｈｓｔｒａｗｗｉｔｈｉｎ３５ｙｅａｒｓ（ＮＴＳ）．Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｙｎｅｒｇｙｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ（犡３），
ｆａｌｏｗｐｅｒｉｏｄ（犡２）ａｎｄｗｈｅｎｎｉｔｒｏｇｅｎｗａｓａｐｐｌｉｅｄ（犡１）．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｒｅｌｅｖａｎｃｅｔｏｇｒａｉｎ
ｙｉｅｌｄｓｗａｓ犡３＞犡２＞犡１．Ｆｏｒ犡３ａｎｄ犡２，ｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅｄｉｆｆｅｒｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈａｓａｎｏｐｐｏｓｉｔｉｖｅＵｓｈａｐｅｄｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｗｈｅａｔａｎｄｐｅａｙｉｅｌｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｗｅｒｅ６５．０，６５．５ａｎｄ４４．５ｋｇ／ｈａｆｏｒｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔａｎｄ１７．９，１８．５ａｎｄ２３．８ｋｇ／ｈａｆｏｒｐｅａｓｕｎｄｅｒＴ，
ＮＴａｎｄＮＴＳｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｔｏｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｓｏｆｅａｃｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｌｏｗｅｄ
ｔｈｅｏｒｄｅｒＮＴＳ＞ＮＴ＞ＴｆｏｒｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔａｎｄＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔｆｏｒｐｅａｓ．Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗａｓｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｋｅｙｆａｃ
ｔｏｒｆｏｒｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｓｏｆｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔａｎｄｐｅａｉｎｔｈｉｓｒｅｇｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆＮＴＳ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｈａｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｙｉｅｌｄｕｎｄｅｒｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ＡＰＳＩＭ ｍｏｄｕｌｅ；ｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅ；ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
黄土丘陵区是中国水资源比较短缺的地区，土壤蒸发和植株蒸腾强烈，干旱频繁，作物生长在水分和肥料胁
迫的环境当中［１］。水肥是黄土丘陵旱作农业的主要限制因子，通过水肥协同效应提高作物产量和水肥利用效率
是该区域面临的难题。在甘肃省定西黄土丘陵区，由于夏季降水量较大，耕作措施不当，容易形成地表径流，造成
土壤水分和养分的流失，致使有限降水资源不能有效的利用，严重制约着当地农业发展。因此集雨、施肥、秸秆覆
盖和保护性耕作是提高区域水肥利用效率的重要途径。同时合理的耕作措施可以协调土壤中水、肥、气、热关系，
克服影响作物生长发育的不利因素，保证作物的高产和稳产。
为了解决土壤水分和养分流失等问题，国内外研究者就耕作措施对水肥的影响进行了大量研究，主要集中于
耕作措施对土壤物理性状、地表径流、土壤肥力、蓄水保墒和作物产量等方面的试验研究［２６］。以往研究多以试验
资料的方法为主，通过对长期历史试验资料进行统计分析，建立各因子间统计关系和评估模型。而随着作物模拟
模型的逐渐成熟，国内外很多学者开始将其应用于农业生产和实践领域［７１４］。但应用模型针对轮作条件下，不同
耕作措施对水肥耦合的研究还少见报导。同时作物生长模拟模型能够定量化地反映各种环境因子对作物生长发
育的影响，可以将各种田间试验运用模型模拟，进一步分析多因素的互作效应，这也是田间试验不能直接显示的。
而农业生产系统模型（ＡＰＳＩＭ）可以模拟轮作系统下不同耕作措施、作物生育进程、产量及各种气候背景组合条
件下的产量，可以实现不同气候年型下的动态决策和气候应变管理［１４１９］。并在世界各地已得到了广泛应用。同
时在国内有利用ＡＰＳＩＭ模型对气候风险的评估和不同耕作措施的适用性研究及应用［７１４］。本研究利用在黄土
丘陵区已验证的ＡＳＰＩＭ 模型［１１］，模拟不同耕作措施３５年自然降水年型和施氮水平的产量，明确水、氮和产量的
定量关系，以期根据不同降水量对优化施氮量投入水平，为甘肃省定西黄土丘陵区不同耕作措施条件下轮作春小
麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）／豌豆（犘犻狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿）的合理水肥利用提供科学依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
甘肃省定西市安定区李家堡乡甘肃农业大学旱农综合试验站位于陇中黄土高原，海拔２０００ｍ，为典型的旱
作农业区，一年一熟制，春小麦和豌豆是种植面积最大的２个作物，麦／豆轮作是主要轮作方式。研究区（１９７１－
２０１０年）年均降水量为３８９．２ｍｍ，且年际变异很大（变异系数为１８．５％），降水年型基本呈旱涝交替出现。降水
量季节分布不均，降水量的５０％以上分布在作物休闲期。年均太阳辐射５９２８５０．９Ｊ／ｃｍ２，日照时数２４７６．６ｈ，年
均气温６．４℃，无霜期１４０ｄ，年蒸发量１５３１ｍｍ。试验地平坦无起伏，土壤为黄绵土，土壤容重１．１９ｇ／ｃｍ３，土壤
有机质质量分数１２．０１ｇ／ｋｇ，全氮０．７６ｇ／ｋｇ，全磷１．７７ｇ／ｋｇ。
０４ 草　业　学　报 第２４卷
１．２　试验设计
大田试验于２００２－２００５年在甘肃农业大学旱农综合试验站进行，采用春小麦（ｗｈｅａｔ）和豌豆（ｐｅａ）双序列轮
作方式（小麦／豌豆和豌豆／小麦）。３种耕作措施为：传统耕作（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｉｌａｇｅ，Ｔ，作物收获后至冬前三耕两
耱），免耕（ｎｏｔｉｌａｇｅ，ＮＴ，全年不耕作，播种时用免耕播种机１次性完成施肥和播种，收获后用２，４Ｄ和草甘磷除
草）和免耕覆盖［ｎｏｔｉｌａｇｅｗｉｔｈｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ，ＮＴＳ，耕作、播种、除草方法同免耕，收获脱粒后将全部前茬作物秸
秆切碎（５ｃｍ左右）后，均匀覆盖在原小区］［２，６］。试验小区面积２０ｍ×４ｍ＝８０ｍ２，边行宽度０．５ｍ。试验采取
完全随机区组设计，重复４次。春小麦品种为“定西３５号”，播种量１８７．５ｋｇ／ｈｍ２；豌豆品种为“绿豌豆”，播种量
１８０ｋｇ／ｈｍ２［２］。采用中国农业大学研制（２ＢＭＦＳ５）的免耕播种机播种春小麦和豌豆。３种耕作方式的氮肥均设
３个水平，春小麦播种时施纯氮０，１０５和２１０ｋｇ／ｈｍ２，豌豆播种时施纯氮０，２０和４０ｋｇ／ｈｍ２。
１．３　ＡＰＳＩＭ模型简介
ＡＰＳＩＭ（ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｓｉｍｕｌａｔｏｒ）是由澳大利亚联邦科工组织和昆士兰州政府的农业生
产系统研究组（ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔ，ＡＰＳＲＵ）研发的农业生产系统模拟模型［８１９］。
ＡＰＳＩＭ模拟平台包括一系列用来模拟农业系统中的生物和物理过程的生物物理模块、允许用户确定管理决策以
反映模拟场景特征并控制模拟行为的管理模块、输入输出模块和驱动模拟过程、控制独立模块中信息传输的模拟
引擎。ＡＰＳＩＭ模型运行所需主要参数为：气象数据（逐日最高、最低气温、降水量和总辐射等）、土壤数据（土壤类
型、典型土壤的分层饱和含水率、田间持水率、凋萎系数、土壤有机质含量、全氮、ｐＨ 值和土壤碳氮比等）、栽培数
据（品种类型、播期、播量、播深等）、田间管理措施数据（覆盖、播种等）以及试验点的经度、纬度和海拔等［１５］。
根据研究区的气候、土壤、小麦和豌豆属性资料，建立气候、土壤、小麦和豌豆属性模块，结合研究区的定位大
田试验数据，对模块参数进行修正，并连接到平台中运用大田试验数据对模型模拟效果进行检验。然后在土壤类
型、作物品种、农业投入等因素都相同的情况下，设计了３种耕作措施下７个施氮量的模拟试验，小麦施氮量设计
为０，５０，１００，１５０，２００，２５０和３００ｋｇＮ／ｈｍ２，编号分别为Ｎ０，Ｎ５０，Ｎ１００，Ｎ１５０，Ｎ２００，Ｎ２５０和Ｎ３００；豌豆施氮量设计
为０，１０，２０，３０，４０，５０和６０ｋｇＮ／ｈｍ２，编号分别为Ｎ０，Ｎ１０，Ｎ２０，Ｎ３０，Ｎ４０，Ｎ５０和Ｎ６０。然后运用ＡＰＳＩＭ模型，模
拟１９７１－２００５年传统耕作（Ｔ）、免耕（ＮＴ）和免耕覆盖（ＮＴＳ）轮作条件下的小麦和豌豆产量，并利用模糊数学和
逐步回归的方法，分析产量与降水量和施氮量的动态关系。其中大田试验数据、模型参数、检验方法和计算方法
参见文献［９１４］。
２　结果与分析
２．１　不同耕作措施条件下小麦和豌豆产量的动态模拟分析
３５年不同耕作措施下小麦（变异系数为３８．７％～６０．４％）和豌豆（变异系数为３８．７％～６０．４％）产量的年际
变异较大（图１～图３），且产量与年降水量的相关系数均小于０．４，表明作物产量与年降水总量没有显著的相关
性。Ｔ、ＮＴ和ＮＴＳ耕作措施下３５年小麦的平均产量分别为１６９７．５，１７１０．３和１８８０．６ｋｇ／ｈｍ２，而豌豆平均产
量分别为１１８７．３，１２０３．９和１２４５．８ｋｇ／ｈｍ２，可以看出ＮＴＳ耕作措施下作物产量均高于其他２种耕作方式。
不同施氮量对小麦和豌豆的产量影响趋势一致，当施氮量增加时，作物产量呈增加趋势，但施氮量增加到一
定阈值时，产量形成出现了报酬递减。为了进一步研究它们之间的定量关系，把年降水量分解成生育期降水量和
休闲期降水量，然后分析降水量分配以及施氮量与产量之间的定量关系。
２．２　水肥协同模型的回归模拟
运用ＡＰＳＩＭ模型模拟近３５年２个轮作序列（小麦／豌豆和豌豆／小麦）３种耕作措施下小麦和豌豆产量，然
后进行逐步回归，分别得到Ｔ、ＮＴ和ＮＴＳ措施下小麦和豌豆的产量（Ｙ）与生育期降水量（犡３）、休闲期降水量
（犡２）和施氮量（犡１）的三元二次回归方程（表１）。回归方程的显著性水平均表现为犘＜０．０１，表明回归方程模拟
的作物产量与生育期降水量（犡３）、休闲期降水量（犡２）和施氮量（犡１）之间有很好的耦合关系，可以应用该方程进
行优化分析（表１）。
１４第４期 闫丽娟　等：黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应
图１　传统耕作措施下不同降水型施氮量对作物产量的影响
犉犻犵．１　犈犳犳犲犮狋狅犳犮狉狅狆狔犻犲犾犱狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犪狀犱狀犻狋狉狅犵犲狀狉犪狋犲犻狀犮狅狀狏犲狀狋犻狅狀犪犾狋犻犾犪犵犲
　
图２　免耕措施下不同降水型施氮量对作物产量的影响
犉犻犵．２　犈犳犳犲犮狋狅犳犮狉狅狆狔犻犲犾犱狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犪狀犱狀犻狋狉狅犵犲狀狉犪狋犲犻狀狀狅狋犻犾犪犵犲
　
图３　免耕覆盖措施下不同降水型施氮量对作物产量的影响
犉犻犵．３　犈犳犳犲犮狋狅犳犮狉狅狆狔犻犲犾犱狅狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犪狀犱狀犻狋狉狅犵犲狀狉犪狋犲犻狀狀狅狋犻犾犪犵犲狑犻狋犺狊狋狉犪狑犿狌犾犮犺
２４ 草　业　学　报 第２４卷
表１　产量与各因素的回归模型
犜犪犫犾犲１　犚犲犵狉犲狊狊犻狅狀犿狅犱狌犾犲犫犲狋狑犲犲狀犵狉犪犻狀狔犻犲犾犱狊犪狀犱犳犪犮狋狅狉狊
作物Ｃｒｏｐ 耕作措施Ｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅｓ 回归模型Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｕｌｅ 犚 犉 犘
小麦 Ｗｈｅａｔ Ｔ 犢＝１５７６．９＋１０４．０犡１＋１２３１．８犡２＋１６７４．９犡３－２４０．３犡１２＋１７５５．１
犡２２＋１６２．１犡３２＋１４３．４犡１犡２＋６５３．９犡１犡３＋３０６０．８犡２犡３
０．６６４２２ ２０．６１４４ ＜０．００１
ＮＴ 犢＝１５９０．２＋１０６．５犡１＋１２２５．９犡２＋１６８４．６犡３－２４５．３犡１２＋１７５９．４
犡２２＋１７３．４犡３２＋１４０．４犡１犡２＋６６１．３犡１犡３＋３０９１．７犡２犡３
０．６６２２９ ２０．４０２４ ＜０．００１
ＮＴＳ 犢＝１７２８．６＋６８．０犡１＋１３７８．３犡２＋１８６７．０犡３－２２９．０犡１２＋１８９５．７
犡２２＋３８１．４犡３２＋９６．４犡１犡２＋６３７．４犡１犡３＋３１０８．９犡２犡３
０．６８１６１ ２２．６５７９ ＜０．００１
豌豆Ｐｅａ Ｔ 犢＝１１３９．５＋６６．２犡１＋８９３．６犡２＋１９７０．３犡３－１１０．５犡１２＋３１８４．６
犡２２－８６１．７犡３２＋５２．０犡１犡２－３９．９犡１犡３＋３３３７．６犡２犡３
０．７６３４４ ３６．４８２１ ＜０．００１
ＮＴ 犢＝１１５３．９＋６９．６犡１＋９０６．２犡２＋２００３．０犡３－１１３．３犡１２＋３２８５．４
犡２２－８８４．６犡３２＋５６．５犡１犡２－４１．７犡１犡３＋３４３９．６犡２犡３
０．７６８３０ ３７．６１９６ ＜０．００１
ＮＴＳ 犢＝１２１５．３＋８２．５犡１＋９５３．５犡２＋２１７０．９犡３－１０７．２犡１２＋３５５２．８
犡２２－７５２．２犡３２＋４６．５犡１犡２－２２．３犡１犡３＋３６３０．０犡２犡３
０．７６４７１ ３６．７７４８ ＜０．００１
２．２．１　不同耕作措施条件下水肥对产量的主效应分析　　在回归方程中，变量都是经过无量纲化，因此一次项
系数是这一因子对因变量的直接贡献率，其值越大，作用越突出，正负号表示因子的作用方向［２０］。通过回归方程
可以看出（表１），在研究区自然降水条件下３因素对不同耕作措施下小麦和豌豆产量均为正效应，且直接贡献率
均为：生育期降水量（犡３）＞休闲期降水量（犡２）＞施氮量（犡１）。生育期和休闲期降水量的直接贡献率处于同一
个量级，均比施氮量的直接贡献率大一个量级，表明生育期和休闲期降水量对小麦和豌豆产量的影响非常显著。
３种耕作措施下生育期和休闲期降水量对小麦和豌豆产量的直接贡献率为：免耕覆盖（ＮＴＳ）大于传统耕作
（Ｔ）和免耕（ＮＴ），表明免耕覆盖具有更好的降水增产效应。由于免耕秸秆覆盖有利于保持土壤水分，减少蒸发，
提高水分利用效率。施氮量对小麦产量的直接贡献率为：ＮＴ＞Ｔ＞ＮＴＳ，传统耕作和免耕条件下小麦具有更好
的氮肥增产效应。而施氮量对豌豆产量的直接贡献率为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ，免耕覆盖条件下豌豆的肥效大于传统
耕作的。３种耕作措施下施氮量对小麦和豌豆产量的贡献率正好相反，主要是由于禾豆轮作和秸秆覆盖影响了
土壤的水肥条件，加之小麦和豌豆各自对氮素需求量有所不同造成的。
２．２．２　不同耕作措施条件下水肥对产量的单因子效应与边际效应分析　　为了进一步分析单因素效应，对回归
方程降维，即将三因素中任意两个因素固定为零水平，则可得其中一因素对产量影响的一元二次子模型。其中一
次项系数为直接贡献率，正负号表示贡献方向；二次项为间接贡献率，当系数为正时，表示为叠加正效应；当系数
为负时，表明到一定程度（阈值）会出现报酬递减［２０］。把编码代入降维方程，即可形成图４，可以看出３种耕作措
施下小麦和豌豆产量与生育期和休闲期降水量均呈抛物线型变化，且小麦产量随着生育期和休闲期降水量增加
均呈叠加递增效应，但生育期和休闲期降水量对豌豆产量的影响与对小麦产量的影响不同，随着休闲期降水量增
加，豌豆产量呈叠加递增效应，而随生育期降水量增加呈报酬递减效应。小麦和豌豆产量与施氮量也均呈抛物线
型变化，但施氮量对小麦和豌豆产量影响在达到最适量后会出现递减效应。
为了求得各因素对产量的边际效应，对降维方程求导，然后把编码代入求导后的方程，即可形成图５，可以看
出生育期降水量和休闲期降水量与产量的边际效应方程犱犢犻／犱犡犻≠０，即没有出现阈值点，表明随降水量的增加
产量呈叠加递增。
从图４和图５可以看出，３种耕作措施条件下小麦和豌豆的产量随施氮量增加呈现先增加后减少趋势。施
氮量与产量的边际效应方程犱犢犻／犱犡犻≠０，出现阈值点。随施氮量增加，小麦和豌豆的产量会出现边际递减效应。
表明当投入量增加，效益递减，与Ｘ轴相交之处为最佳投入量，Ｔ，ＮＴ和ＮＴＳ小麦最佳投入量的编码值分别为
０．２１６３９６，０．２１７０８１和０．１４８４７２，豌豆最佳投入量的编码值分别为０．２９９５４８，０．３０７１４９和０．３８４７９５。经编码换
３４第４期 闫丽娟　等：黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应
算，Ｔ、ＮＴ和ＮＴＳ３种措施条件下小麦的最适施氮量分别为６５．０，６５．５和４４．５ｋｇ／ｈｍ２，豌豆的最适施氮量分别
为１７．９，１８．５和２３．８ｋｇ／ｈｍ２。在最佳点之后再增加氮肥投入，小麦和豌豆的产量将出现负效益。３种耕作措
施中，小麦和豌豆的免耕覆盖边际效益均优于其他２种耕作措施。
图４　单因素效应
犉犻犵．４　犛犻狀犵犾犲犲犳犳犲犮狋
　
图５　单因素边际效益
犉犻犵．５　犕犪狉犵犻狀犪犾犫犲狀犲犳犻狋狅犳犲犪犮犺犳犪犮狋狅狉
　
２．３　不同耕作措施条件下水肥对产量各因素协同效
应分析
合理的水肥调配可以有效地促进作物生长发育和
提高作物产量，为此通过多元回归方程的交互项系数
进一步研究水肥之间的协同效应。从表２可以看出生
育期降水量（犡３）、休闲期降水量（犡２）和施氮量（犡１）
之间形成了明显的交互作用（表２），且三者之间交互
都为正效应，即可以形成协同效应。通过回归方程的
一次项、二次项和交互项系数表明，作物产量影响不单
表２　因子协同效应
犜犪犫犾犲２　犐狀狋犲狉犪犮狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀犳犪犮狋狅狉狊
作物
Ｃｒｏｐ
耕作方式
Ｔｉｌａｇｅｐｒａｃｔｉｃｅｓ
犡１犡２ 犡１犡３ 犡２犡３
小麦 Ｔ １４３．４ ６５３．９ ３０６０．８
Ｗｈｅａｔ ＮＴ １４０．４ ６６１．３ ３０９１．７
ＮＴＳ ９６．４ ６３７．４ ３１０８．９
豌豆 Ｔ ５２．０ ３９．９ ３３３７．６
Ｐｅａ ＮＴ ５６．５ ４１．７ ３４３９．６
ＮＴＳ ４６．５ ２２．３ ３６３０．０
４４ 草　业　学　报 第２４卷
独取决于生育期、休闲期降水量以及施氮量，还取决于它们之间的交互，即只有三者同时满足于作物生产需要，才
可以使产量达到最大值。进一步分析表明，３种耕作措施下小麦产量影响因素的协同效应为：犡２犡３＞犡１犡３＞
犡１犡２，豌豆产量影响因素的协同效应为：犡２犡３＞犡１犡２＞犡１犡３，表明生育期和休闲期降水量对作物产量形成的
协同效应最为显著，远大于施氮量与生育期降水量和休闲期降水量的协同效应，这也充分说明降水量是影响研究
区小麦和豌豆产量关键因子。
３种耕作措施下生育期和休闲期降水量（犡２犡３）对小麦和豌豆产量的协同效应表现为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ，表明
免耕覆盖具有较好的水分利用效率。施氮量和生育期降水量（犡１犡３）与休闲期降水量（犡１犡２）对小麦和豌豆产量
的协同效应均表现为免耕覆盖小于传统耕作和免耕，表明免耕覆盖由于作物秸秆还田，可以补偿作物对肥效的需
求。
３　讨论
本研究运用ＡＰＳＩＭ模型，模拟不同耕作措施下小麦／豌豆轮作的产量对水肥的响应，克服了传统田间试验
受天气等外界环境影响、试验周期长、消耗人力物力等困难，在短时间内模拟各种理想试验条件水肥对作物产量
的互作效应，为田间生产进一步科学管理和决策提供理论依据。
根据研究结果可以看出，小麦和豌豆产量与年降水量之间并不存在显著的线性相关，而跟降水量的季节分配
有关，通过分析表明降水量分配对产量的贡献率为：生育期降水量（犡３）＞休闲期降水量（犡２），这与孙彦坤等［２１］
研究的生育期降水量对小麦产量形成有一定的影响研究结果一致。小麦的产量随生育期降水量增加呈叠加递增
趋势，而豌豆产量随生育期降水量增加呈报酬递减趋势，但不会出现阈值点。但小麦和豌豆的产量随休闲期降水
量增加呈叠加递增趋势，表明在研究区休闲期降水量对作物产量有显著影响，这与党廷辉和高长青［２２］的研究结
果一致。研究区降水季节分布不均，５０％以上的降水集中在７－９月的休闲季节，根据徐学选等［２３］的研究休闲期
有二到三成左右降水贮存于土壤水库，表明休闲期降水可以增加土壤底墒，刘忠民和山仑［２４］研究发现豌豆产量
与生育期降水量呈弱的相关性，与自然年降水量呈微弱负相关，但与农田休闲期（上一年７月至当年播种前）的降
水量有密切的关系，因此休闲期降水量在决定作物产量方面起一定的作用。小麦和豌豆的产量与施氮量均呈二
次抛物线型变化，施氮量对小麦和豌豆产量的影响在一定程度出现报酬递减效应，且会出现阈值点。主要是由于
施氮量过多易造成作物营养器官徒长，大量分蘖，光合作用强度降低，同化产物相应减少，有研究认为过量施用氮
肥不利于营养器官贮存性同化物向籽粒中的再分配，影响淀粉积累，导致粒重降低［２５２７］。
３种耕作措施下，降水量增产效应表现为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ，ＮＴＳ能够提高作物产量，分别比 ＮＴ和Ｔ高出
９．４５％和１０．３８％，主要是由于ＮＴＳ可以提高土壤水分的有效性和利用率［２８２９］。秸秆覆盖能够有效减少土壤表
层和深层水分蒸发，有效保持田间持水量，进而达到增产的效果。对于小麦而言，３种耕作措施下小麦施氮量的
增产效果表现为：ＮＴ＞Ｔ＞ＮＴＳ，而豌豆却表现为ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。在轮作系统中，小麦施氮量的增产效应是由
于小麦的前茬豌豆本身具有固氮作用，再加上覆盖豌豆秸秆，增加了土壤中全氮含量［２８］，因此ＮＴＳ小麦对氮肥
需求量小于其他２种耕作措施。而豌豆施氮量的增产效应是由于前茬小麦对氮肥需求量大，将大部分氮移出农
田，导致土壤氮亏缺，同时覆盖小麦秸秆，含氮量低，不能补偿当季豌豆对氮素的需求，再加ＮＴＳ和ＮＴ土壤水分
优于传统耕作，这种良好的土壤水分条件进一步提高了氮肥的当季肥效［２］。
水肥是作物生长中不可或缺的物质，进一步分析发现本研究中生育期降水量（犡３）、休闲期降水量（犡２）和施
氮量（犡１）的互作对作物产量形成了明显协同效应，表现为犡２犡３＞犡１犡３＞犡１犡２。施氮量与休闲期降水量对小
麦产量的协同效应大于与生育期降水量的协同效应。休闲期后，土壤含水量较高，播种时施氮肥，肥效随土壤含
水量递增，休闲期降水量对提高土壤底墒有重要作用，尤其是以豆科为轮作前茬作物时，能为小麦提供更好的土
壤水分条件［２］。而生育期和休闲期降水量协同对小麦和豌豆的增产效果都远大于其他２种协同效应，主要是由
于水资源短缺是研究区制约作物产量的最主要因素造成的［２９３０］。本研究发现生育期和休闲期降水量（犡２犡３）对
小麦和豌豆产量的协同效应表现为：ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。研究区休闲期土地裸露，蒸发强烈，使８０％以上的土壤水分
和养分无效损失［２８］，免耕覆盖能为作物种子萌发及幼苗生长提供良好水肥条件。而施氮量和生育期降水量
５４第４期 闫丽娟　等：黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应
（犡１犡３）与休闲期降水量（犡１犡２）对小麦和豌豆产量的协同效应却表现为ＮＴＳ＜ＮＴ，Ｔ，秸秆覆盖增加土壤有机
质含量、全氮、全磷含量［３０］，可减轻作物对肥料的需求。
目前与作物模型相应的参数估计、参数获取与计算方法还不完善，同时模型中的许多假设条件都是基于田间
理想的生产情形，而实际生产中多种限制因素可能同时起作用，使外界条件超出了模型边界条件的有效范围，需
要将来进一步完善和研究补充。
４　结论
降水量对小麦和豌豆产量形成的贡献率均大于施氮量的效应。自然降水条件下研究区３因素对小麦和豌豆
产量的贡献率均表现为：生育期降水量＞休闲期降水量＞施氮量，即降水量对小麦和豌豆的产量效应都大于肥
效，在研究区决定小麦和豌豆生长的关键因素是降水。
３种耕作措施下小麦和豌豆产量与降水量和施氮量关系均呈二次抛物线型趋势变化。随休闲期降水量的增
加，小麦和豌豆的产量均呈叠加递增效应；同时随生育期降水量的增加小麦产量呈叠加递增效应，但豌豆产量会
出现报酬递减效应。而３种耕作措施下随着施氮量的增加小麦和豌豆的产量会出现报酬递减效应，阈值为作物
的最适施氮量，传统耕作、免耕和免耕覆盖条件下小麦的最适施氮量分别为６５．０，６５．５和４４．５ｋｇ／ｈｍ２，豌豆的
最适施氮量分别为１７．９，１８．５和２３．８ｋｇ／ｈｍ２。在最佳点之后再增加氮肥投入，小麦和豌豆的产量将出现负效
益。
生育期降水量和休闲期降水量对小麦和豌豆产量的贡献率和协同效应均表现为免耕覆盖大于其他２种耕作
措施。施氮量对产量的贡献率表现不一，小麦表现为免耕覆盖小于传统耕作和免耕，但增产率均表现为免耕覆盖
大于其他２种耕作措施。这表明增加施氮量时，传统耕作和免耕比免耕覆盖具有更好的增产效应，免耕覆盖肥效
相对较差。豌豆的施氮效应与小麦相反。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
［１］　ＨｕａｎｇＳＭ，ＢａｏＤＪ，ＨｕａｎｇｆｕＸＲ，犲狋犪犾．Ｌｏｎｇｔｅｒｍｅｆｆｅｃｔｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗｈｅａｔｉｎｓｏｉｌ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒｉｔｉｃｅａｅ
Ｃｒｏｐ，２００６，２６（２）：１２１１２６．
［２］　ＧｕｏＱＹ，ＨｕａｎｇＧＢ，ＬｉＧＤ，犲狋犪犾．Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌａｇｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｗｏｐｈａｓｅｓｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈ
ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔａｎｄｆｉｅｌｄｐｅａｉｎｄｒｙｌａｎｄ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，２００５，１９（３）：１６５１６９．
［３］　ＷａｎｇＪ，ＷｕＦＱ，ＭｅｎｇＱＱ．Ｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｉｌａｇｅｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ．ＢｕｌｅｔｉｎｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，２００４，
２４（５）：３９４１．
［４］　ＬｉＹＪ，ＨｕａｎｇＭ，ＷｕＪＺ，犲狋犪犾．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｏｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｕｎｏｆｆｏｆｗａｔｅｒａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｉｎｓｌｏｐｉｎｇｆａｒｍｌａｎｄｏｆＹｕｘｉｄｒｙｌａｎｄ
ａｒｅａ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，２００６，２０（２）：４２４５．
［５］　ＬｉＬＬ，ＨｕａｎｇＧＢ，ＺｈａｎｇＲＺ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌａｇｅｏｎｓｏｉｌｗａｔｅｒｒｅｇｉｍｅｓｉｎｒａｉｎｆｅｄａｒｅａｓ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００５，
２５（９）：２３２６２３３２．
［６］　ＸｕｅＣＹ，ＹａｎｇＸＧ，ＤｅｎｇＷ，犲狋犪犾．ＥｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｏｐｔｉｍｕｍｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｓｆｏｒａｅｒｏｂｉｃｒｉｃｅｉｎＢｅｉｊｉｎｇｕｓｉｎｇＯＲＹＺＡ２０００ｍｏｄｅｌ．Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２４（４）：７６８１．
［７］　ＬｉＹ，ＸｕｅＣＹ，ＹａｎｇＸＧ，犲狋犪犾．ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｙｉｅｌｄｒｉｓｋｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｂｙａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＡＰＳＩＭｍｏｄｅｌ．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅ
ＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，２５（１０）：３５４４．
［８］　ＳｕｎＮ，ＦｅｎｇＬＰ．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｅｃｌｉｍａｔｉｃｒｉｓｋｔｏｃｒｏｐｙｉｅｌｄｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｕｓｉｎｇｃｒｏｐｇｒｏｗｔｈｍｏｄｅｌｓ．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆ
ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２１（２）：１０６１１０．
［９］　ＬｉＧ，ＨｕａｎｇＧＢ，ＷｉｌｉａｍＢ，犲狋犪犾．ＡｄａｐｔａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＡＰＳＩＭｍｏｄｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓｈｉｌｇｕｌｉｅｄｒｅｇｉｏｎ．Ａｃｔａ
ＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００９，２９（５）：２６５５２６６３．
［１０］　ＬｉＧ，ＨｕａｎｇＧＢ．ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｙｉｅｌｄｏｆｗｈｅａｔａｎｄｐｅａｉｎｄｒｙｌａｎｄｕｓｉｎｇＡＰＳＩＭ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ
ｏｆＥｃｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１０，１８（２）：３４２３４７．
［１１］　ＬｉＧ，ＨｕａｎｇＧＢ，ＷａｎｇＱ，犲狋犪犾．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｗｈｅａｔａｎｄｐｅａｉｎｄｒｙｌａｎｄｂａｓｅｄｏｎＡＰＳＩＭｍｏｄｅｌ．
ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１１，２０（５）：１５１１５９．
［１２］　ＬｉＧ，ＬｉＹ，ＨｕａｎｇＧＢ，犲狋犪犾．ＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆｄｒｙｌａｎｄｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔｙｉｅｌｄｔｏｅｌｅｖａｔｅｄＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｙＡＰＳＩＭｍｏｄｅｌ．Ｃｈｉ
ｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１２，２０（８）：１０８８１０９５．
［１３］　ＬｉＧ，ＬｉＹ，ＨｕａｎｇＧＢ，犲狋犪犾．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｏｎｄｒｙｌａｎｄｗｈｅａｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｌａｇｅｓｙｓｔｅｍｓ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅ
Ｓｉｎｉｃａ，２０１２，２０（５）：１６０１６８．
［１４］　ＳｈｅｎＹＹ，ＮａｎＺＢ，ＢｉｌＢ，犲狋犪犾．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＡＰＳＩＭ （ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＳｉｍｕｌａｔｏｒ）ａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ
ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２００２，１３（８）：１０２７１０３２．
６４ 草　业　学　报 第２４卷
［１５］　ＡｓｓｅｎｇＳ，ＫｅａｔｉｎｇＢＡ，ＦｉｌｅｒｙＩＲＰ，犲狋犪犾．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＡＰＳＩＭｗｈｅａｔｍｏｄｅｌｉｎＷｅｓｔｅｒｎＡｕｓｔｒａｌｉａ．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９８，
５７（２）：１６３１７９．
［１６］　ＡｓｓｅｎｇＳ，ＫｅｕｌｅｎＨＶ，ＳｔｏｌＷ，犲狋犪犾．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡＰＳＩＭ ＮｗｈｅａｔｍｏｄｅｌｉｎｔｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆ
Ａｇｒｏｎｏｍｙ，２０００，１２（１）：３７５４．
［１７］　ＳｉｎｃｌａｉｒＴＲ，ＳｅｌｉｇｍａｎＮ．Ｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇｐａｐｅｒｓｏｎｃｒｏｐｍｏｄｅｌｉｎｇ．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０００，６８：１６５１７２．
［１８］　ＫｅａｔｉｎｇＢＡ，ＣａｒｂｅｒｒｙＰＳ，ＨａｍｍｅｒＧＬ，犲狋犪犾．ＡｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆＡＰＳＩＭ，ａｍｏｄｅｌｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｆａｒｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌ
ｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，２００３，１８（３／４）：２６７２８８．
［１９］　ＭｃＣｏｗｎＲＬ，ＨａｍｍｅｒＧＬ，ＨａｒｇｒｅａｖｅｓＪＮＧ，犲狋犪犾．ＡＰＳＩＭ：ａｎｏｖｅｌｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｏｄｅｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｍｏｄｅｌｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｙｓｔｅｍｓｒｅｓｅａｒｃｈ．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｙｓｔｅｍｓ，１９９６，５０（３）：２５５２７１．
［２０］　ＳｕｎＷＴ，ＳｕｎＺＸ，ＷａｎｇＣＸ，犲狋犪犾．Ｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｃｏｒｎｙｉｅｌｄｕｎｄｅｒｄｒｉｐｆｅｒｔｉｇａｔｉｏｎ．ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａ，
２００６，３９（３）：５６３５６８．
［２１］　ＳｕｎＹＫ，ＬｉａｎｇＲＸ，ＹａｎｇＡ Ｍ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｔｅｒｏｌｏｇｙ，１９９８，
１９（２）：１７１９．
［２２］　ＤａｎｇＴＨ，ＧａｏＣＱ．ＳｔｕｄｙｏｎｋｅｙｗａｔｅｒｆａｃｔｏｒｓｏｆａｆｆｅｃｔｉｎｇｗｈｅａｔｙｉｅｌｄｉｎＷｅｉｂｅｉｄｒｙｈｉｇｈｌａｎｄ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，
２００３，１０（１）：９１１．
［２３］　ＸｕＸＸ，ＭｕＸ Ｍ，ＷａｎｇＷＬ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒａｉｎｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｉｎｇｉｎｐａｒｔｏｆｌｏｅｓｓｐｌａｔｅａｕ（Ｓｈａｎｘｉｐｏｒｔｉｏｎ）．ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＳｃｉｅｎｃｅ，
２０００，２２（１）：３１３４．
［２４］　ＬｉｕＺＭ，ＳｈａｎＬ．ＷａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｄｒｙｌａｎｄｓｐｒｉｎｇｐｅａｉｎｓｏｕｔｈＮｉｎｇｘｉａＰｒｏｖｉｎｃｅ．ＢｕｌｅｔｉｎｏｆＳｏｉｌａｎｄ
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，１９９８，１８（７）：７１０．
［２５］　ＷａｎｇＹＦ，ＹｕＺＷ，ＬｉＳＸ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｎｕｔｒｉｔｉｏｎｏｎｃａｒｂｏｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｙｉｅｌｄａｆｔｅｒｗｈｅａｔａｎｔｈｅｓｉｓ．ＡｃｔａＴｒｉｔｉｃａｌ
Ｃｒｏｐｓ，２００２，２２（２）：５５５９
［２６］　ＷａｎｇＨＺ，ＺｈａｎｇＪ，ＷｕＪＺ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｏｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｌａｇｌｅａｖｅｓａｎｄｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｏｆｗｈｅａｔ．
ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１３，２２（４）：６９７５．
［２７］　ＣｈｅｎＹＸ，ＣｈｅｎＸＨ，ＴａｎｇＹＱ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｄｒｙｍａｔｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｉｎｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐ
ｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１４，２３（１）：７３８３．
［２８］　ＨｕａｎｇＧＢ，ＧｕｏＱＹ，ＺｈａｎｇＲＺ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｌａｇｅｏｎｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄｉｎａｐｈａｓｅｄｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｓｐｒｉｎｇ
ｗｈｅａｔａｎｄｆｉｅｌｄｐｅａｉｎｄｒｙｌａｎｄ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００６，２６（４）：１１７６１１８５．
［２９］　ＷｕＸＭ，ＸｕｅＪＨ，ＧｕａｎＳＣ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｒｏｐｉｎｃｒｅａｓｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｍｕｌｃｈｅｄｆａｒｍｌａｎｄｓ．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈ
ｉｎｔｈｅＡｒｉｄＡｒｅａｓ，１９９０，４：９２９７．
［３０］　ＰａｎｇＨＣ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｉｎｇｔｏｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｙｉｅｌｄｓ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，１９９９，３０（４）：１７４１７５．
参考文献：
［１］　黄绍敏，宝德俊，皇甫湘荣，等．长期定位施肥小麦的肥料利用率研究．麦类作物学报，２００６，２６（２）：１２１１２６．
［２］　郭清毅，黄高宝，ＧｕａｎｇｄｉＬｉ，等．保护性耕作对旱地麦－豆双序列轮作农田土壤水分及利用效率的影响．水土保持学报，２００５，１９（３）：１６５１６９．
［３］　王健，吴发启，孟秦倩．农业耕作措施蓄水保土效益试验研究．水土保持通报，２００４，２４（５）：３９４１．
［４］　李友军，黄明，吴金芝，等．不同耕作方式对豫西旱区坡耕地水肥利用与流失的影响．水土保持学报，２００６，２０（２）：４２４５．
［５］　李玲玲，黄高宝，张仁陟，等．不同保护性耕作措施对旱作农田土壤水分的影响．生态学报，２００５，２５（９）：２３２６２３３２．
［６］　薛昌颖，杨晓光，邓伟，等．应用 ＯＲＹＺＡ２０００模型制定北京地区旱稻优化灌溉制度．农业工程学报，２００８，２４（４）：７６８１．
［７］　李艳，薛昌颖，杨晓光，等．基于 ＡＰＳＩＭ 模型的灌溉降低冬小麦产量风险研究．农业工程学报，２００９，２５（１０）：３５４４．
［８］　孙宁，冯利平．利用冬小麦作物生长模型对产量气候风险的评估．农业工程学报，２００５，２１（２）：１０６１１０．
［９］　李广，黄高宝，ＷｉｌｉａｍＢｅｌｏｔｔｉ，等．ＡＰＳＩＭ模型在黄土丘陵沟壑区不同耕作措施中的适用性．生态学报，２００９，２９（５）：２６５５２６６３．
［１０］　李广，黄高宝．基于ＡＰＳＩＭ模型的降水量分配对旱地小麦和豌豆产量影响的研究．中国生态农业学报，２０１０，１８（２）：３４２３４７．
［１１］　李广，黄高宝，王琦，等．基于ＡＰＳＩＭ模型的旱地小麦和豌豆水肥协同效应分析．草业学报，２０１１，２０（５）：１５１１５９
［１２］　李广，李癑，黄高宝，等．基于ＡＰＳＩＭ模型旱地春小麦产量对温度和ＣＯ２浓度升高的响应．中国生态农业学报，２０１２，２０（８）：１０８８１０９５．
［１３］　李广，李癑，黄高宝，等．不同耕作措施旱地小麦生产应对气候变化的效应分析．草业学报，２０１２，２０（５）：１６０１６８．
［１４］　沈禹颖，南志标，ＢｉｌＢｅｌｏｔｔｉ，等．ＡＰＳＩＭ模型的发展与应用．应用生态学报，２００２，１３（８）：１０２７１０３２．
［２０］　孙文涛，孙占祥，王聪翔，等．滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效应的研究．中国农业科学，２００６，３９（３）：５６３５６８．
［２１］　孙彦坤，梁荣欣，杨爱民，等．不同时期水分对春小麦产量的影响．中国农业气象，１９９８，１９（２）：１７１９．
［２２］　党廷辉，高长青．渭北旱塬影响小麦产量的关键降水因子分析．水土保持研究，２００３，１０（１）：９１１．
［２３］　徐学选，穆兴民，王文龙．黄土高原（陕西部分）雨水资源化潜力初步分析．资源科学，２０００，２２（１）：３１３４．
［２４］　刘忠民，山仑．宁南旱地春豌豆水分生产潜力及开发对策．水土保持通报，１９９８，１８（７）：７１０．
［２５］　王月福，于振文，李尚霞，等．氮素营养水平对小麦开花后碳素同化、运转和产量的影响．麦类作物学报，２００２，２２（２）：５５５９．
［２６］　王贺正，张均，吴金芝，等．不同氮素水平对小麦旗叶生理特性和产量的影响．草业学报，２０１３，２２（４）：６９７５．
［２７］　陈远学，陈晓辉，唐义琴，等．不同氮用量下小麦／玉米／大豆周年体系的干物质积累和产量变化．草业学报，２０１４，２３（１）：７３８３．
［２８］　黄高宝，郭清毅，张仁陟，等．保护性耕作条件下旱地农田麦－豆双序列轮作体系的水分动态及产量效应．生态学报，２００６，２６（４）：１１７６１１８５．
［２９］　巫新民，薛军红，管恕才．农田覆盖的土壤水分状况及其增产作用的探讨．干旱地区农业研究，１９９０，４：９２９７．
［３０］　逄焕成．秸秆覆盖对土壤环境及冬小麦产量状况的影响．土壤通报，１９９９，３０（４）：１７４１７５．
７４第４期 闫丽娟　等：黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应