全 文 ：书小麦／玉米／大豆和小麦／玉米／甘薯套作的
氮素吸收利用及氮肥残效研究
雍太文，向达兵，张静，万燕，刘卫国，杨文钰
（四川农业大学农学院，四川 温江６１１１３０）
摘要：采用１５Ｎ土壤稀释标记法研究了“小麦／玉米／大豆”和“小麦／玉米／甘薯”（以下简称“麦／玉／豆”和“麦／玉／
薯”）在不同根系分隔方式下的氮素吸收利用及氮肥残效。结果表明，不分隔与完全分隔相比，２种体系的小麦植
株１５Ｎ当季吸收量和回收率提高，土壤残留１５Ｎ％丰度及总 Ｎ含量降低；“麦／玉／豆”的玉米植株１５Ｎ当季吸收量和
回收率提高２５．１６％和２５．１６％，玉米土壤残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量提高１３．８９％和１０．１５％，“麦／玉／薯”的则分
别降低１５．９８％，１５．９９％，１７．３７％和５．１９％；大豆植株的１５Ｎ当季吸收量和回收率、土壤残留１５Ｎ％丰度降低，土壤
总Ｎ含量提高３．０３％；甘薯植株的１５Ｎ当季吸收量和回收率提高，土壤残留１５Ｎ％丰度和总 Ｎ含量降低０．９１％和
４．９５％。在利用前茬作物残留在土壤中的１５Ｎ时，“麦／玉／豆”的小麦、玉米对残留１５Ｎ的吸收量与回收率高于“麦／
玉／薯”的小麦、玉米；大豆对前茬小麦、玉米残留１５Ｎ的吸收量与回收率低于甘薯，对前茬大豆残留１５Ｎ的吸收量与
回收率高于甘薯。“麦／玉／豆”较“麦／玉／薯”更有利于作物间氮素的转移、周年氮肥的高效利用和土壤肥力保持。
关键词：小麦／玉米／大豆；套作；氮素吸收；氮肥残效；１５Ｎ稀释法
中图分类号：Ｓ５１０．６２；Ｓ１４３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０６００３４１１
中国南方旱地以间套多熟种植为主，“麦／玉／薯”和“麦／玉／豆”是该地区２种主要的旱地多熟种植模式，尤其
是“麦／玉／豆”模式集禾本科与禾本科、禾本科与豆科套作为一体，能有效实现土地的用养结合和养分互补，有效
解决了农作物间争地、争肥、争劳动力的矛盾，正在成为中国南方多熟制地区推进环境友好、经济可行的农业可持
续发展主体模式［１，２］。
国内外研究表明，豆科与禾本科间作具有明显的间作优势，能显著提高禾本科作物的产量和氮素吸收量［３５］
以及后作的氮素利用效率和对前作的残留氮素利用［６］，其作用机理在于一方面间套作体系中作物在资源利用上
占据不同生态位，豆科作物利用Ｎ２，非豆科作物利用ＮＯ３Ｎ或ＮＨ４Ｎ，在同一套作体系中豆科与非豆科对氮的
需求都能得到满足，竞争作用得到缓解［７］，存在种间互利大于种间竞争的可能性，以达到对氮的高效利用［８］。另
一方面，间套作体系中发生了豆科作物向禾本科作物的氮素转移［９］，Ｅａｇｌｅｓｈａｍ等［４］利用１５Ｎ稀释法研究玉米
（犣犲犪犿犪狔狊）＋豇豆（犞犻犵狀犪狌狀犵狌犻犮狌犾犪狋犪）的氮转移，豇豆固定氮量的２４．９％转运给了玉米。在玉米＋苜蓿
（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）间作中，Ｊｏｒｄａｎ等［１０］用１５Ｎ证明，玉米从苜蓿中获得的氮占其总吸氮量的８％。其他一些研究
也发现豆科体内２％～１７％的氮素发生了转移［１１１４］。
有关“麦／玉／豆”模式的地上部光合作用关系、群体配置技术、氮肥运筹技术等已有研究［１５１９］，但该模式中地
下部根系对养分的竞争关系、作物的养分吸收利用及残效利用特性尚不清楚，限制了该模式中作物对养分的高效
利用。因此，本研究以“麦／玉／豆”与“麦／玉／薯”三熟套作体系为对象，通过盆栽根系不分隔与完全分隔来模拟大
田下的套作与净作根系生长条件，并借助生态位理论和氮素转移理论研究其氮素营养的竞争吸收和残效特性，对
完善多熟制条件下间套作的增产机理及养分循环特性具有重要的理论意义，对完善“麦／玉／豆”种植新模式的施
肥技术具有重要的指导作用。
３４－４４
２０１１年１２月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２０卷 第６期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１１０３２８；改回日期：２０１１０５２４
基金项目：大豆产业技术体系专项（ＣＡＲＳ０４ＰＳ１９）和四川省科技攻关项目（２００８ＮＧ００１４）资助。
作者简介：雍太文（１９７６），男，四川南部人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｙｏｎｇｔａｉｗｅｎ＠ｓｉｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｗｅｎｙｕ．ｙａｎｇ＠２６３．ｎｅｔ
１ 材料与方法
１．１ 供试土壤与作物
供试小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）、玉米、大豆（犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓）、甘薯（犐狆狅犿狅犲犪犫犪狋犪狋犪狊）品种依次为川农１８（四川
农业大学农学院）、川单４１８（四川农业大学玉米所）、贡选１号（自贡市农业科学研究所）、川薯１６４（四川省农业科
学院作物研究所）。试验于２００６年１１月－２００８年１０月在四川农业大学教学农场温室大棚内进行。土壤采自
四川省雅安市多营镇，为０～２０ｃｍ的表层土，土壤有机质含量８．３４ｇ／ｋｇ，全氮１．１６ｇ／ｋｇ，碱解氮６３．４５ｍｇ／ｋｇ，
全磷０．６６ｇ／ｋｇ，速效磷２６．２３ｍｇ／ｋｇ，全钾１１．８２ｇ／ｋｇ，速效钾６６．２ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ６．５８。
１．２ 试验设计
采用根系分隔盆栽试验，Ａ因素为种植模式，Ａ１：冬小麦／春玉米／夏大豆套作，Ａ２：冬小麦／春玉米／夏甘薯套
作；Ｂ因素为根系分隔方式，Ｂ１：塑料膜分隔，Ｂ２：不分隔。随机排列，３次重复。３季作物氮肥施用总量为３００ｋｇ
Ｎ／ｈｍ２，各作物每ｈｍ２ 施用纯氮量分别为：小麦８４ｋｇ、玉米１８０ｋｇ、大豆（或甘薯）３６ｋｇ，每盆折合标记尿素
［ＣＯ（１５ＮＨ２）２］用量为：１．３７，２．７４，０．６９ｇ；氮肥施用时采用１５Ｎ土壤稀释标记法（ＩＤ），所有处理分两部分标记，
第１部分为标记共生的小麦、玉米 （用１５ＮＷ．Ｃ表示），小麦收后的下茬作物大豆（或甘薯）施等量的普通尿素；第
２部分为标记大豆（用１５ＮＳ１ 表示）、甘薯（用１５ＮＳ２ 表示），前茬作物小麦和玉米施等量的普通尿素；施用方法为分
别在播种前和开花期将１／２的ＣＯ（１５ＮＨ２）２ 溶于水，用注射器将此水溶液一次性注入根区土壤中，注射深度为
１０ｃｍ，防止１５Ｎ污染植株叶片；１５Ｎ的丰度为１０．２４％，由上海化工研究院生产。试验中磷、钾肥每ｈｍ２ 用量分
别为小麦６７．５ｋｇＰ２Ｏ５、９０ｋｇＫ２Ｏ，玉米１０５ｋｇＰ２Ｏ５、１１２．５ｋｇＫ２Ｏ，大豆（甘薯）６３ｋｇＰ２Ｏ５、５２．５ｋｇＫ２Ｏ，全
作底肥一次性施入。在整个生长过程中设置防雨蓬，避免雨水的淋洗，并不定期向各处理浇灌自来水，以确保２
个作物区的土壤湿度相同且在作物适宜范围内。
试验用盆钵直径３４ｃｍ，高５５ｃｍ，土壤风干过２ｍｍ筛后每室装土７．５ｋｇ，每盆１５ｋｇ。每盆小麦、玉米套种
时，２种作物种植面积各占盆钵的５０％，小麦每盆播２穴，穴距２０ｃｍ，穴留３株；玉米每盆播１穴，穴留２株，与小
麦行垂直间距２４ｃｍ；小麦收后，在原茬口上播种大豆或甘薯，穴距２０ｃｍ，穴留１株，大豆（或甘薯）行与玉米行垂
直间距２４ｃｍ。２年度试验中各作物的播种时间和收获时间大致相同，小麦１１月４日播种、５月中旬收获，玉米３
月２０日播种、８月上旬收获，大豆或甘薯５月２２日播种（或栽插）、１０月下旬收获。２种模式下各作物的生育时
期如图１。
图１ ２种种植模式下各作物的生育期
犉犻犵．１ 犛狅狑犻狀犵犱犪狋犲狅犳犮狉狅狆狊犻狀狋犺犲狑犺犲犪狋犿犪犻狕犲狊狅狔犫犲犪狀犪狀犱狑犺犲犪狋犿犪犻狕犲狊狑犲犲狋狆狅狋犪狋狅狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿
１．３ 试验样品的采集、分析与计算
１．３．１ 试验样品的采集、分析 于成熟期分别采集各作物的植株样和土样，植株样采集时按地上部秸秆、籽粒和
地下根系分开，在１０５℃下杀青３０ｍｉｎ后继续在７５℃烘至恒重，测定干物质重，样品粉碎后过０．３ｍｍ筛测定总
Ｎ含量和１５Ｎ％丰度；土样采集时用土钻在各作物生长区取０～２０ｃｍ土层２个样点，混匀后，按四分之一法取２０
ｇ土，余下的倒入原盆中，所取土样留一部分作鲜样测 ＮＯ３Ｎ、ＮＨ４Ｎ含量，剩下的土样风干后测定总 Ｎ含量
和１５Ｎ％丰度。植株及土壤总Ｎ含量用半微量凯氏蒸馏定氮法测定，并将凯氏定氮后的馏出液浓缩至１ｍＬ，用
ＺＨＴ０３质谱仪测定１５Ｎ％丰度。氮原子百分超（ａｔｏｍ％１５Ｎｅｘｃｅｓｓ）等于标记样品的１５Ｎ％与未标记样品的１５Ｎ％
５３第２０卷第６期 草业学报２０１１年
（０．３６６５％）之差。
ＮＨ４Ｎ、ＮＯ３Ｎ含量测定：称取５．００ｇ鲜土置于振荡瓶中，加入１ｍｏｌ／ＬＫＣｌ溶液５０ｍＬ，置于恒温气浴摇
床（ｔｈｅｒｍｏｆｏｒｍａｏｒｂｉｔａｌｓｈａｋｅｒ），于１２０ｒ／ｍｉｎ下，振荡６０ｍｉｎ后，过滤。滤液保存在塑料瓶中，置于４℃冰箱冷
藏，１周内用ＡＬＬＩＡＮＣＥＩＮＴＥＧＲＡＬＦｕｔｕｒａ连续流动分析仪（法国 ＡＬＬＩＡＮＣＥＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ公司，ＦＵ
ＴＵＲＡＩＩ）测定浸提液中的ＮＨ４Ｎ、ＮＯ３Ｎ含量。
１．３．２ 种间作用关系及氮素转移的计算方法
植株中来自于１５Ｎ的百分数：％犖犱犳犳＝（植株的１５Ｎ原子百分超／肥料的１５Ｎ原子百分超）×１００
植株吸收１５Ｎ的量 （ｍｇ）：犖犱犳犳＝植株吸氮量（ｍｇ）×％犖犱犳犳／１００
植株对施入１５Ｎ标记肥料的回收率：％犖犝犚＝植株犖犱犳犳／标记１５Ｎ的量（ｍｇ／盆）×１００
氮营养竞争比率［２０］：犖犆犚狑犮＝（犖犻狑／犖狊狑）÷（犖犻犮／犖狊犮）；犖犆犚犮狊＝（犖犻犮／犖狊犮）÷（犖犻狊／犖狊）
犖犆犚狑犮、犖犆犚犮狊：小麦相对于玉米的营养竞争比率、玉米相对于大豆（甘薯）的营养竞争比率；犖犻狑、犖犻犮、犖犻狊：小
麦、玉米、大豆（甘薯）在不分隔的吸氮量；犖狊狑、犖狊犮、犖狊：小麦、玉米、大豆（甘薯）在完全分隔的吸氮量。犖犆犚狑犮＞１
或犖犆犚犮狊＞１，表明小麦比玉米或玉米比大豆（甘薯）氮营养竞争能力强；犖犆犚狑犮＜１或犖犆犚犮狊＜１，表明小麦比玉米
或玉米比大豆（甘薯）氮营养竞争能力弱。
氮素转移的量（ｍｇ）犖狋狉犮狑＝犖犱犳犳犻狑－犖犱犳犳狊狑
犖狋狉狑犮＝犖犱犳犳犻犮－犖犱犳犳狊犮
犖狋狉犮狊＝犖犱犳犳犻狊－犖犱犳犳狊
犖狋狉狊犮＝犖犱犳犳犻犮
犖狋狉犮狑、犖狋狉狑犮、犖狋狉犮狊、犖狋狉狊犮分别表示玉米向小麦、小麦向玉米、玉米向大豆（甘薯）、大豆（甘薯）向玉米的氮素转
移量，犖犱犳犳犻狑、犖犱犳犳犻犮、犖犱犳犳犻狊分别表示不分隔下小麦、玉米、大豆（甘薯）的植株吸收１５Ｎ的量，犖犱犳犳狊狑、犖犱犳犳狊犮、
犖犱犳犳狊分别表示完全分隔下小麦、玉米、大豆（甘薯）的植株吸收１５Ｎ的量。
氮素转移量占受体植物总吸氮量的比例（％）＝［供体植物氮素转移的量／受体植物总吸氮量］×１００
１．４ 统计分析
使用Ｅｘｃｅｌ２００３软件进行试验数据的整理，利用ＳＰＳＳ１６．０软件进行相关数据的统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 根系分隔对不同套作体系下土壤氮含量的影响
２．１．１ 土壤１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量 根系分隔对２种套作体系下各作物残留土壤中的１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量有
显著影响（表１，２）。对小麦，２００７年，２种体系下不分隔处理的当季土壤残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量均低于完全
分隔处理，且两体系间差异不大。２００８年，２种体系表现出不同的１５Ｎ残效利用规律，“麦／玉／豆”体系中对玉米
残留１５Ｎ利用后的土壤１５Ｎ％丰度以不分隔处理最低，而“麦／玉／薯”则以不分隔处理最高，且“麦／玉／豆”体系中
的小麦无论是对玉米残留１５Ｎ还是对大豆残留１５Ｎ利用后的土壤１５Ｎ％丰度均低于“麦／玉／薯”，分别低１３．８１％
和２．５２％；从土壤总Ｎ含量来看，“麦／玉／豆”由于前茬大豆和前茬玉米对土壤的改善及后季玉米对小麦的促进
作用，使其表现为不分隔的土壤总Ｎ含量高于完全分隔，而“麦／玉／薯”则由于前茬甘薯的耗地作用，使其表现为
不分隔低于完全分隔，且各分隔处理下，“麦／玉／薯”的值低于“麦／玉／豆”的值。
玉米的土壤Ｎ含量在２种体系中的变化规律不一致，２００７年，对当季土壤残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量检测
时发现，“麦／玉／豆”以不分隔最高（１５ＮＷ．Ｃ），“麦／玉／薯”以不分隔最低（１５ＮＷ．Ｃ），分隔与不分隔处理下“麦／
玉／薯”比“麦／玉／豆”分别低１５．１９％和３．９５％；对仅标记大豆或甘薯而不标记小麦、玉米（１５ＮＳ１、１５ＮＳ２）的不分
隔的共生玉米土壤残留１５Ｎ％丰度检测时，２种体系中均检测到了１５Ｎ，但标记甘薯的不分隔共生玉米土壤１５Ｎ％
丰度比标记大豆的低９．０５％。２００８年，“麦／玉／豆”体系中无论是对小麦还是对大豆残留１５Ｎ利用后的土壤
１５Ｎ％丰度也以不分隔最高，分别较完全分隔增加５．１１％和２．４５％，而“麦／玉／薯”中玉米对前茬小麦和甘薯残
留１５Ｎ利用后的土壤１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量以不分隔最低。
６３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
对大豆，２００７年，不分隔虽降低了土壤中的残留１５Ｎ％丰度（１５ＮＳ１），但增加了土壤总Ｎ含量；对小麦土壤残
留１５Ｎ的利用分析也发现（１５ＮＷ．Ｃ），不分隔的大豆土壤残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量均高于完全分隔，这一规律与
种植大豆前的小麦土壤氮素含量规律正好相反，说明大豆通过氮素竞争与促进不仅提高了肥料氮的利用效率，还
通过根瘤固氮作用保持了土壤肥力；２００８年，对前茬小麦、玉米残留１５Ｎ利用后的土壤残留１５Ｎ％丰度也以不分隔
最低，土壤总Ｎ含量仍以不分隔最高。甘薯无论是对自身标记１５Ｎ，还是对小麦、玉米土壤残留１５Ｎ的利用，其土
壤的１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量均以不分隔最低，且低于大豆。
表１ 不同套作体系下各作物残留土壤中的１５犖％丰度
犜犪犫犾犲１ 犜犺犲１５犖％犪犫狌狀犱犪狀犮犲犾犲犳狋犻狀狊狅犻犾犻狀狋犺犲狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊 ％
项目
Ｉｔｅｍ
分隔方式
Ｂａｒｒｉｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００７
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
２００８
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
１５ＮＷ．Ｃ Ｂ１ ０．５３ａ ０．７３ｂ ０．５０ ０．５０ａ ０．８６ａ ０．４８ ０．６６ａ ０．４９ｂ ０．６５ａ ０．６２ｂ ０．４７ａ ０．６０ｂ
Ｂ２ ０．５０ａ ０．８４ａ ０．５１ ０．４９ａ ０．７１ｂ ０．４７ ０．５９ｂ ０．５１ａ ０．５７ｂ ０．６９ａ ０．４５ｂ ０．６８ａ
１５ＮＳ１．２ Ｂ１ － － ０．４７ａ － － ０．４４ａ － ０．４１ － － ０．４４ －
Ｂ２ － ０．４１ ０．４５ａ － ０．３７ ０．４４ａ ０．３９ ０．４１ ０．４３ ０．４０ ０．３９ ０．４０
注：表中数据为３次重复的平均值。同列中２种标记方式下不同字母分别表示在２种分隔处理下差异达５％显著水平。“－”表示未测定。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄａｔａｉｓｍｅａｎｏｆｔｈｒｅｅｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｗｉｔｈｉｎｅａｃｈｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ０．０５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖ
ｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．“－”ｉｓｎｏｍｅｎｓｕｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
表２ 不同套作体系下各作物土壤中的总犖含量
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲狊狅犻犾狋狅狋犪犾犖犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊 ｇ／ｋｇ
项目
Ｉｔｅｍ
分隔方式
Ｂａｒｒｉｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００７
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
２００８
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
１５ＮＷ．Ｃ Ｂ１ ０．７９ａ ０．６９ｂ ０．９９ｂ ０．８４ａ ０．７７ａ ０．９８ａ １．２１ａ １．０９ｂ １．０４ｂ １．１７ａ １．０３ａ ０．９８ａ
Ｂ２ ０．６９ｂ ０．７６ａ １．０３ａ ０．７８ａ ０．７３ａ ０．９５ａ １．２３ａ １．１３ａ １．０９ａ １．０５ｂ ０．９８ｂ ０．９４ａ
１５ＮＳ１．２ Ｂ１ ０．７６ａ ０．７１ｂ ０．９９ｂ ０．８２ａ ０．７８ａ １．０１ａ １．０６ｂ ０．９８ｂ １．０４ｂ １．１２ａ ０．９２ａ ０．９６ａ
Ｂ２ ０．６８ｂ ０．７７ａ １．０２ａ ０．０８ａ ０．７３ｂ ０．９６ｂ １．２５ａ １．０４ａ １．１６ａ １．１０ａ ０．９０ａ ０．９２ａ
２．１．２ 土壤中ＮＯ３Ｎ和ＮＨ４Ｎ含量 根系分隔与种植模式对各作物土壤中ＮＯ３Ｎ与ＮＨ４Ｎ含量均有影响
（表３）。对小麦，不分隔与完全分隔相比，２００７年，２种体系的ＮＯ３Ｎ含量增加，ＮＨ４Ｎ含量降低；２００８年，“麦／
玉／豆”的ＮＯ３Ｎ与ＮＨ４Ｎ含量及无机氮总量均降低，“麦／玉／薯”除ＮＨ４Ｎ含量降低外，ＮＯ３Ｎ含量与无机氮
总量均增加。对玉米，２００７年，２种体系的 ＮＯ３Ｎ与 ＮＨ４Ｎ含量均为完全分隔＞不分隔，但对不分隔而言，
“麦／玉／豆”中的ＮＯ３Ｎ含量与无机氮总量比“麦／玉／薯”低３９．９１％和１１．２２％；２００８年，２种体系的土壤ＮＯ３
Ｎ与ＮＨ４Ｎ含量较２００７年均呈下降趋势，“麦／玉／豆”的ＮＯ３Ｎ与ＮＨ４Ｎ含量以不分隔最低，而“麦／玉／薯”
的ＮＯ３Ｎ含量以不分隔最高，ＮＨ４Ｎ含量则以不分隔最低，且不同分隔方式下，“麦／玉／豆”的ＮＯ３Ｎ与ＮＨ４
Ｎ含量均低于“麦／玉／薯”。不分隔与完全分隔相比，大豆土壤的ＮＯ３Ｎ含量增加，ＮＨ４Ｎ含量降低，而甘薯土
壤的ＮＯ３Ｎ与ＮＨ４Ｎ含量均增加，但大豆在不分隔的ＮＯ３Ｎ含量与无机氮总量均高于甘薯。
２．２ 根系分隔对不同套作体系下各作物氮素吸收利用的影响
对植株中１５Ｎ％丰度测定表明，根系分隔与种植模式对各作物秸秆、籽粒和根中的１５Ｎ吸收量有显著影响（表
４）。对小麦，相对完全分隔，２种体系中不分隔处理的植株对１５Ｎ的总吸收量和总回收率显著增加，其中，不分隔
处理的籽粒１５Ｎ吸收量比完全分隔处理高６７．１９％和５３．８６％。
７３第２０卷第６期 草业学报２０１１年
表３ 不同套作体系下各作物土壤中的犖犗３犖、犖犎４犖含量
犜犪犫犾犲３ 犜犺犲狊狅犻犾犖犗３犖犪狀犱犖犎４犖犮狅狀狋犲狀狋犻狀狋犺犲狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊 ｍｇ／ｋｇ
项目
Ｉｔｅｍ
分隔方式
Ｂａｒｒｉｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００７
Ａ１
ＮＯ３Ｎ ＮＨ４Ｎ
Ａ２
ＮＯ３Ｎ ＮＨ４Ｎ
２００８
Ａ１
ＮＯ３Ｎ ＮＨ４Ｎ
Ａ２
ＮＯ３Ｎ ＮＨ４Ｎ
小麦 Ｗｈｅａｔ Ｂ１ ９．７５ｂ １７．４０ａ ７．０７ｂ １６．４４ａ １５．７５ａ １１８．５１ａ １７．３７ｂ １３４．２１ａ
Ｂ２ １８．３４ａ ５．１４ｂ ２２．７９ａ ９．５６ｂ １０．２５ｂ １０８．６５ｂ ３８．３９ａ １１６．９５ｂ
玉米 Ｍａｉｚｅ Ｂ１ １６．３８ａ １４．８４ａ ２１．１３ａ １４．６６ａ ５．４１ａ ９．３０ａ ５．７１ａ １１．７８ａ
Ｂ２ ７．８６ｂ １３．６７ａ １３．０８ｂ １１．１７ｂ ５．３２ａ ６．８３ａ ７．０３ａ １０．６１ａ
大豆（甘薯）Ｓｏｙｂｅａｎ Ｂ１ １０．０４ｂ １１．０６ａ ５．５４ｂ ９．３９ｂ ７．９０ｂ ９．５５ａ ７．５０ａ ７．８５ｂ
（Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ） Ｂ２ １４．５８ａ ９．８９ａ ９．８３ａ １２．１８ａ １１．９０ａ ８．１０ａ ８．９０ａ １１．３０ａ
对玉米，２种体系对植株的１５Ｎ吸收规律不相同。在“麦／玉／豆”中，不分隔的秸秆、籽粒和根的１５Ｎ吸收量和
回收率均高于完全分隔（１５ＮＷ．Ｃ），其中籽粒１５Ｎ吸收量增加３７．８５％，植株对１５Ｎ的总回收率增加２５．１６％。结
合不分隔土壤中残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量增加的结论可知，玉米氮素吸收量的增加不完全是依靠对自身氮肥
吸收量的提高，更多的是来自自身土壤及共生作物中的氮源，极有可能发生了共生作物大豆向玉米的氮素转移，
为了验证该推论，试验中进一步通过标记大豆土壤来检测玉米植株和土壤中是否含有１５Ｎ，结果发现（１５ＮＳ１），玉
米土壤（表１）和植株均检测到了来自大豆的１５Ｎ，其中秸秆、籽粒和根对大豆１５Ｎ的总吸收量占玉米总吸氮量的
１３．２１％，对大豆１５Ｎ的回收率达２７．４５％。在“麦／玉／薯”中，不分隔的玉米秸秆、籽粒和根的１５Ｎ吸收量均低于
完全分隔，其中籽粒降低２５．３７％，１５Ｎ总吸收量降低１５．９９％。结合不分隔土壤中残留１５Ｎ％丰度及总Ｎ含量均
降低的结论可知，此体系中玉米的氮素吸收量主要来源于自身肥料和土壤氮的吸收，从甘薯氮肥中吸收利用较
少。对甘薯进行标记的结果也表明（１５ＮＳ２），玉米秸秆、籽粒和根中虽检测出了１５Ｎ％丰度，玉米也从甘薯土壤中
吸收了１５Ｎ，但总吸收量较低，仅占玉米总吸氮量的１０．３２％。与“麦／玉／豆”相比，“麦／玉／薯”中的玉米无论是对
自身１５Ｎ的总吸收量，还是从甘薯中吸收的１５Ｎ量分别降低２８．１７％和３４．３０％。
对大豆，不分隔的秸秆和籽粒的１５Ｎ吸收量降低（１５ＮＳ１），其中籽粒降低５１．８１％，植株对１５Ｎ的总吸收量和
回收率均降低４６．４４％。进一步分析完全分隔下小麦１５Ｎ的残效，大豆对小麦残留１５Ｎ的总吸收量占大豆总吸氮
量的０．６３％，占小麦１５Ｎ回收率的１．０５％；为了说明玉米是否向大豆转移氮，试验中测定了不分隔中小麦玉米均
标记后的大豆１５Ｎ％丰度（１５ＮＷ．Ｃ），结果表明，大豆对小麦、玉米残留１５Ｎ的总吸收量高于大豆对小麦１５Ｎ的残留
吸收量，说明大豆在向玉米转移氮的同时，玉米也向大豆转移了少量氮。甘薯对１５Ｎ的吸收规律正好与大豆相
反，与完全分隔相比（１５ＮＳ２），不分隔提高了秸秆和块根的１５Ｎ吸收量，１５Ｎ的总吸收量和植株对１５Ｎ的总回收率均
提高４７．９６％。与大豆一样，甘薯也对小麦残留１５Ｎ进行了吸收（１５ＮＷ．Ｃ），总吸收量占甘薯总吸氮量的６．０９５％，
是大豆对小麦残留１５Ｎ吸收量的５．２１倍；甘薯对不分隔的小麦、玉米残留１５Ｎ的总吸收量高于对小麦残留１５Ｎ的
吸收量，说明玉米向甘薯也发生了氮的少量转移。
２．３ 根系分隔对不同套作体系下各作物对前茬作物土壤氮肥残效的影响
为了反应出换茬轮作后２种套作体系下各作物对前茬作物残留在土壤中的１５Ｎ的利用情况，２００８年进一步
检测了各作物对前茬作物残留１５Ｎ的吸收量（表５）。对小麦，２种体系均利用了前茬小麦、玉米及大豆（甘薯）残
留在土壤中的１５Ｎ，但利用特点不同。在利用前茬小麦、玉米残留１５Ｎ时（１５ＮＷ．Ｃ），２种体系的秸秆和籽粒对１５Ｎ
的吸收量均为不分隔＞完全分隔，说明小麦不仅直接利用了前茬玉米的残留１５Ｎ，还通过竞争作用利用了前茬小
麦的残留１５Ｎ；并且“麦／玉／豆”对前茬作物的１５Ｎ吸收量和回收率高于“麦／玉／薯”，其中植株对１５Ｎ的总吸收量在
完全分隔和不分隔时分别高２０．０６％和２１．９４％。在利用前茬大豆（或甘薯）残留１５Ｎ时（１５ＮＳ１．２），对大豆残留
１５Ｎ的吸收量和回收率均比甘薯高１０．６６％。
对玉米，在利用前茬小麦、玉米残留在土壤中的１５Ｎ时（１５ＮＷ．Ｃ），２种体系对１５Ｎ的吸收量和回收率均为不
分隔＞完全分隔，且２种分隔方式下，“麦／玉／豆”对１５Ｎ的吸收量和回收率高于“麦／玉／薯”，其中植株对１５Ｎ的总
８３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
吸收量分别高２９．６７％和５３．０２％。在利用前茬作物大豆（或甘薯）残留１５Ｎ时（１５ＮＳ１．２），不分隔与完全分隔相
比，“麦／玉／豆”中对大豆１５Ｎ的吸收量和回收率均增加，而“麦／玉／薯”则降低，且低于“麦／玉／豆”，其中植株对
１５Ｎ的总吸收量在完全分隔与不分隔时分别低２８．０３％和５１．１２％。
对大豆和甘薯，除２００７年对小麦玉米残留１５Ｎ的回收利用外，２００８年进一步检测了对玉米、小麦残留１５Ｎ的
再回收利用（１５ＮＷ．Ｃ），结果表明，不分隔与完全分隔相比，大豆除茎叶和根的１５Ｎ吸收量略有增加外，籽粒的１５Ｎ
吸收量降低，而甘薯茎叶和根的１５Ｎ吸收量增加，并且大豆对１５Ｎ的总吸收量在完全分隔与不分隔时比甘薯低
８．７３％和３９．２４％，其回收率也降低８．５０％和３９．２１％。在利用前茬作物大豆（甘薯）残留１５Ｎ时（１５ＮＳ１．２），大豆
的１５Ｎ的吸收量及回收率比甘薯分别高７．２７％和７．３７％。
２．４ 小麦／玉米／大豆和小麦／玉米／甘薯套作对氮素竞争与转移的影响
２．４．１ 对氮的竞争能力的影响 ２种体系对氮的竞争能力强弱不相同（表６）。小麦相对玉米表现出较强的竞争
优势（ＮＣＲｗｃ＞１），虽然“麦／玉／豆”中２００７年的ＮＣＲｗｃ＜１，但值已接近于１，且不分隔处理的氮素吸收量明显提
高；玉米相对于大豆表现出极强的竞争优势（ＮＣＲｃｓ＞１），玉米相对甘薯，则处于较弱的竞争优势（ＮＣＲｃｓ＞１，但接
近１）；大豆和甘薯均处于竞争劣势。
表４ 不同套作体系下各作物对１５犖的当季吸收量和回收效率（２００７年）
犜犪犫犾犲４ 犜犺犲犻狀狊犲犪狊狅狀１５犖狌狆狋犪犽犲犪狀犱狉犲犮狅狏犲狉狔犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔狅犳犮狉狅狆犻狀狋犺犲狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊（２００７犢犲犪狉）
种植模式
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｐａｔｔｅｒｎ
作物
Ｃｒｏｐｓ
项目
Ｉｔｅｍ
分隔方式
Ｂａｒｒｉｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１５Ｎ吸收量１５Ｎｕｐｔａｋｅ（ｍｇ／盆Ｐｏｔ）
秸秆
Ｓｔｒａｗ
籽粒
Ｇｒａｉｎ
根
Ｒｏｏｔ
总计
Ｔｏｔａｌ
１５Ｎ回收率１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（％）
秸秆
Ｓｔｒａｗ
籽粒
Ｇｒａｉｎ
根
Ｒｏｏｔ
总计
Ｔｏｔａｌ
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ １８９．１２ｂ ２０８．６０ｂ ８．５８ａ ４０６．２９ｂ １３．８０ａ １５．２３ｂ ０．６７ａ ２９．６６ｂ
Ｂ２ ２０６．２２ａ ３４８．７７ａ ５．９９ｂ ５６０．９８ａ １５．０５ａ ２５．４６ａ ０．４４ａ ４０．９５ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ － － － － － － － －
玉米
Ｍａｉｚｅ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ １８６．５５ｂ ３６２．８３ｂ １１．７９ａ ６８１．９２ｂ ６．８１ａ １３．２４ａ ０．４３ａ ２４．８９ｂ
Ｂ２ ２０１．７４ａ ５００．１６ａ １２．４６ａ ８５３．４８ａ ７．３６ａ １８．２５ａ ０．４６ａ ３１．１５ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ ６３．６９ ９０．４９ ０．６５ １８８．０２ ９．２９ １３．２１ ０．０９ ２７．４５
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ３．６４ｂ １０．３６ｂ ０．３９ａ １４．３８ｂ ０．２６ｂ ０．７６ｂ ０．０３ａ １．０５ｂ
Ｂ２ ７．６２ａ １８．９５ａ ０．４２ａ ２６．９９ａ ０．５６ａ １．３８ａ ０．０３ａ １．９７ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ ３２．３５ａ １５０．１２ａ ０．６６ｂ １８３．１２ａ ４．７２ａ ２１．９２ａ ０．０９ａ ２６．７３ａ
Ｂ２ ２４．８０ｂ ７２．３４ｂ ０．９４ａ ９８．０８ｂ ３．６２ｂ １０．５６ｂ ０．１４ａ １４．３２ｂ
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ １９６．５８ｂ ２２６．０９ｂ ５．９４ａ ４２８．６２ｂ １４．３５ｂ １６．５０ｂ ０．４３ａ ３１．２９ｂ
Ｂ２ ２４１．６１ａ ３４７．８７ａ ５．０９ａ ５９４．５８ａ １７．６６ａ ２５．３９ａ ０．３７ａ ４３．４０ａ
１５ＮＳ２
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ － － － － － － － －
玉米
Ｍａｉｚｅ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ １７８．６２ａ ４４４．２１ａ １２．８０ａ ７２９．７５ａ ６．５２ａ １６．２１ａ ０．４７ａ ２６．６３ａ
Ｂ２ １７１．０６ａ ３３１．５３ｂ １１．１２ａ ６１３．０７ｂ ６．２４ａ １２．１０ｂ ０．４１ａ ２２．３８ｂ
１５ＮＳ２
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ ３１．６３ ６９．９０ ０．９８ １２３．５４ ４．６２ ２．５５ ０．１４ １８．０３
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ４３．５５ｂ － ３１．３５ａ ７４．９０ｂ ３．１８ａ － ２．２９ａ ５．４７ａ
Ｂ２ ６１．１２ａ － ２４．４９ｂ ８５．６１ａ ４．４６ａ － １．７９ｂ ６．２５ａ
１５ＮＳ２
Ｂ１ １７０．９７ｂ － ３６．７８ｂ ２０７．７５ｂ ２４．９６ｂ － ５．３７ｂ ３０．３３ｂ
Ｂ２ ２３６．５８ａ － ７０．８１ａ ３０７．３９ａ ３４．５４ａ － １０．３４ａ ４４．８７ａ
９３第２０卷第６期 草业学报２０１１年
表５ 不同套作体系下各作物对前茬残留１５犖的吸收量与回收率（２００８年）
犜犪犫犾犲５ 犜犺犲狉犲狊犻犱狌犪犾１５犖狌狆狋犪犽犲犪狀犱狉犲犮狅狏犲狉狔犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔犳狅狉狆狉犲狏犻狅狌狊犮狉狅狆狊犻狀狋犺犲
狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊（２００８犢犲犪狉）
种植模式
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｐａｔｔｅｒｎ
作物
Ｃｒｏｐｓ
项目
Ｉｔｅｍ
分隔方式
Ｂａｒｒｉｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１５Ｎ吸收量 １５Ｎｕｐｔａｋｅ（ｍｇ／盆Ｐｏｔ）
秸秆
Ｓｔｒａｗ
籽粒
Ｇｒａｉｎ
根
Ｒｏｏｔ
总计
Ｔｏｔａｌ
１５Ｎ回收率１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（％）
秸秆
Ｓｔｒａｗ
籽粒
Ｇｒａｉｎ
根
Ｒｏｏｔ
总计
Ｔｏｔａｌ
Ａ１
小麦
Ｗｈｅａｔ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ２．８６ａ ８．８３ｂ ０．４３ａ １２．１２ｂ ０．１１ａ ０．３２ａ ０．０２ａ ０．４４ａ
Ｂ２ ３．５１ａ １０．４４ａ ０．５１ａ １４．４５ａ ０．１３ａ ０．３８ａ ０．０２ａ ０．５３ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ １．１５ ３．６６ ０．１０ ４．９１ ０．１７ ０．５３ ０．０２ ０．７２
玉米
Ｍａｉｚｅ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ３．０９ａ ５．０７ｂ ０．１５ａ ８．３２ｂ ０．２３ａ ０．３７ｂ ０．０１ａ ０．６１ｂ
Ｂ２ ３．５２ａ ７．１２ａ ０．１９ａ １０．８３ａ ０．２６ａ ０．５２ａ ０．０１ａ ０．７９ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ １．４８ａ ２．１７ａ ０．０８ａ ３．７３ａ ０．２２ａ ０．３２ａ ０．０１ａ ０．５４ａ
Ｂ２ １．５５ａ ２．１４ａ ０．０８ａ ３．７６ａ ０．２３ａ ０．３１ａ ０．０１ａ ０．５５ａ
大豆
Ｓｏｙｂｅａｎ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ０．９８ｂ ６．０２ａ ０．３６ａ ７．３６ａ ０．０４ｂ ０．２２ａ ０．０１ａ ０．２７ａ
Ｂ２ １．９８ａ ３．９３ｂ ０．４２ａ ６．３２ｂ ０．０７ａ ０．１４ｂ ０．０２ａ ０．２３ａ
１５ＮＳ１
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ ０．８６ ０．９５ ０．２９ ２．０９ ０．１２ ０．１４ ０．０４ ０．３１
Ａ２
小麦
Ｗｈｅａｔ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ２．１３ｂ ７．１８ｂ ０．７９ａ １０．０９ｂ ０．０８ａ ０．２６ａ ０．０３ａ ０．３７ａ
Ｂ２ ２．７８ａ ８．６５ａ ０．４２ｂ １１．８５ａ ０．１０ａ ０．３２ａ ０．０２ａ ０．４３ａ
１５ＮＳ２
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ １．０５ ３．２２ ０．１８ ４．４４ ０．１５ ０．４７ ０．０３ ０．６５
玉米
Ｍａｉｚｅ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ２．５１ａ ３．７７ａ ０．１３ａ ６．４２ａ ０．１８ａ ０．２８ａ ０．０１ａ ０．４７ｂ
Ｂ２ ３．０３ａ ３．９１ａ ０．１３ａ ７．０８ａ ０．２２ａ ０．２９ａ ０．０１ａ ０．５２ａ
１５ＮＳ２
Ｂ１ １．００ａ １．６３ａ ０．０５ａ ２．６８ａ ０．１５ａ ０．２４ａ ０．０１ａ ０．３９ａ
Ｂ２ ０．７１ａ １．０７ａ ０．０５ａ １．８４ｂ ０．１０ａ ０．１６ｂ ０．０１ａ ０．２７ｂ
甘薯
Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ
１５ＮＷ．Ｃ
Ｂ１ ４．３６ｂ － ３．７０ｂ ８．０６ｂ ０．１６ａ － ０．１４ａ ０．２９ｂ
Ｂ２ ５．３３ａ － ５．０８ａ １０．４１ａ ０．１９ａ － ０．１８ａ ０．３８ａ
１５ＮＳ２
Ｂ１ － － － － － － － －
Ｂ２ １．０４ － ０．９２ １．９５ ０．１５ － ０．１３ ０．２８
２．４．２ 对氮素转移的影响 ２种体系下作物间均发
生了氮素的转移，但转移路径和转移强度不相同（表
７）。从２００７年的直接转移作用来看，２种体系中玉米
向小麦的转移量差异不大，分别占小麦总吸氮量的
１３．１３％和１３．２４％。２种体系中向玉米的转移量差异
较大，在“麦／玉／豆”体系中存在小麦与大豆向玉米的
双重转移，转移总量占玉米总吸氮量的２３．４６％；而
“麦／玉／薯”仅有甘薯向玉米的转移，转移量占玉米总
吸氮量的１０．３２％。２种体系中的玉米均向大豆和甘
薯发生了少量氮素转移，向大豆转移量比向甘薯高
表６ 各套作体系下氮的营养竞争比率
犜犪犫犾犲６ 犖狌狋狉犻狋犻狅狀犮狅犿狆犲狋犻狋犻狅狀狉犪狋犻狅狅犳狋犺犲狋狑狅
狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊
年度
Ｙｅａｒ
Ａ１
ＮＣＲｗｃ ＮＣＲｃｓ
Ａ２
ＮＣＲｗｃ ＮＣＲｃｓ
２００７ ０．９２ １．４７ １．２９ １．１０
２００８ １．２２ １．４３ １．４６ １．０１
ＮＣＲｗｃ：小麦对玉米的营养竞争比率 Ｔｈｅｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｒａ
ｔｉｏｏｆｗｈｅａｔｔｏｃｏｒｎ；ＮＣＲｃｓ：玉米对大豆（甘薯）的营养竞争比率 Ｔｈｅ
ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｃｏｒｎｔｏｓｏｙｂｅａｎ（ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ）．
１７．７０％。２００８年进一步分析了各作物对前茬作物残留１５Ｎ的转移，结果表明，小麦既直接回收利用了玉米茬口
的残留１５Ｎ，还发生了前茬小麦和大豆（甘薯）残留１５Ｎ的转移，“麦／玉／豆”中的转移量高于“麦／玉／薯”；玉米既直
０４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
接利用了前茬大豆（或甘薯）残留的１５Ｎ，还发生了前茬玉米残留１５Ｎ 的转移，“麦／玉／豆”的转移量比“麦／玉／薯”
高２．８０倍；大豆、甘薯利用了前茬玉米、小麦、大豆（甘薯）的残留１５Ｎ，但对前茬小麦、大豆（甘薯）残留１５Ｎ的转移
路径不相同，大豆仅发生了前茬大豆残留１５Ｎ的转移，而甘薯存在前茬甘薯和前茬小麦残留１５Ｎ的双重转移，其转
移氮量占吸氮量的比重比大豆高３．２２倍。
表７ 各套作体系下作物间的氮素转移
犜犪犫犾犲７ 犜犺犲狀犻狋狉狅犵犲狀狋狉犪狀狊犳犲狉犫犲狋狑犲犲狀犮狉狅狆狊犻狀狋犺犲狋狑狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊
年度
Ｙｅａｒ
种植模式
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｐａｔｔｅｒｎ
１５Ｎ供体植物
１５Ｎｄｏｎｏｒｐｌａｎｔ
氮素转移的量
ＡｍｏｕｎｔｏｆＮｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ（ｍｇ／盆Ｐｏｔ）
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆（甘薯）
Ｓｏｙｂｅａｎ（Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ）
氮转移占受体植物总吸氮量的比例
ＮｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｒａｔｉｏｔｏｔｏｔａｌＮｕｐｔａｋｅ（％）
小麦
Ｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
大豆（甘薯）
Ｓｏｙｂｅａｎ（Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ）
２００７
Ａ１ 小麦 Ｗｈｅａｔ － １７１．５６ － － １０．２４
玉米 Ｍａｉｚｅ １５４．６８ － １２．６０ １３．１３ － ０．６０
大豆Ｓｏｙｂｅａｎ － １８８．０２ － － １３．２１ －
Ａ２ 小麦 Ｗｈｅａｔ － － － － － －
玉米 Ｍａｉｚｅ １６５．９６ － １０．７１ １３．２４ － ０．８４
甘薯Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ － １２３．５４ － － １０．３２ －
２００８
Ａ１ 小麦 Ｗｈｅａｔ ２．３３ － － ０．２８ － －
玉米 Ｍａｉｚｅ － ２．５１ － － ０．２４ －
大豆Ｓｏｙｂｅａｎ ４．９１ － ２．０９ ０．６８ － ０．０９
Ａ２ 小麦 Ｗｈｅａｔ １．７６ － ２．３５ ０．２３ － ０．４６
玉米 Ｍａｉｚｅ － ０．６６ － － ０．０９ －
甘薯Ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ ４．４４ － １．９５ ０．５７ － ０．３７
３ 结论与讨论
３．１ 氮素转移对麦／玉／豆和麦／玉／薯套作体系中氮素吸收利用的影响
本研究表明，“麦／玉／豆”和“麦／玉／薯”套作体系内均发生了氮素转移，且为双向，但各体系下作物对氮素的
转移方向和转移强度不一致。对小麦，２种体系均有玉米向小麦氮的转入，但“麦／玉／豆”还发生了小麦向玉米的
转出，且转出高于转入，净转移量为－１６．８８ｍｇ／盆，转移方向为小麦向玉米；而“麦／玉／薯”未发生小麦向玉米氮
的转出，净转移量为１６５．９６ｍｇ／盆，转移方向为玉米向小麦。对玉米，“麦／玉／豆”发生了玉米与小麦、大豆间氮
的双重转入与转出，且转入高于转出，净转移量为１９２．３０ｍｇ／盆，转移方向为大豆向玉米；而“麦／玉／薯”仅有来
自甘薯氮的转入，且转入量低于向小麦与甘薯的转出，净转移量为－５３．１３ｍｇ／盆。对大豆和甘薯，以向玉米的
转出为主，转入很少，净转移量分别为－１７５．４２和－１１２．８３ｍｇ／盆。这一结果与Ｓｈｅｎ和Ｚｈｕ［１３］对水稻（犗狉狔狕犪
狊犪狋犻狏犪）与花生（犃狉犪犮犺犻狊犺狔狆狅犵犪犲犪）间作系统中存在氮的双向转移的结论一致。关于豆科与禾本科间套作系统中
是否存在氮素的转移，一直存在分歧和争论。多数的研究结果认为间作中存在豆科向禾本科的氮素转
移［８，１１，２１，２２］，也有一部分研究结果表明氮素转移很少或没有发生转移［２３２５］。
已有研究表明，豆科作物在根瘤固氮作用下能向禾本科作物发生氮的转移，以改善禾本科作物的氮素营养，
是豆科／禾本科间套作体系中氮素高效利用的一大机制。本研究中，“麦／玉／豆”体系下小麦、玉米的氮素吸收量
和回收率提高，大豆则降低，而“麦／玉／薯”中小麦和甘薯的氮素吸收量和回收率提高，玉米降低。这一规律与作
物间氮素转移规律类似，说明２种体系氮素吸收利用效率的改善，尤其是“麦／玉／豆”体系中氮素利用效率的提高
与氮素的大量转移密切相关。其机理可能在于通过氮素转移作用，打破了体系中土壤原有的氮素形态，在提高玉
米、大豆土壤总氮含量，降低小麦土壤总氮含量的同时，通过略微增加大豆土壤ＮＯ３Ｎ含量及无机氮总量，更大
１４第２０卷第６期 草业学报２０１１年
程度上降低了小麦、玉米土壤中 ＮＯ３Ｎ 含量及无机氮总量，确保了土壤中有效氮的增加；另一方面，土壤中
ＮＯ３Ｎ含量的降低，有利于减少土壤因ＮＯ３Ｎ的流失而造成的氮素损失，“麦／玉／豆”体系下不分隔的周年１５Ｎ
回收率和土壤残留１５Ｎ总量比完全分隔高１９．０４％和２．５８％，说明不分隔的周年１５Ｎ损失率比完全分隔低，而
“麦／玉／薯”体系中虽然不分隔的周年１５Ｎ回收率相对完全分隔提高１０．９％，但周年土壤残留１５Ｎ总量比完全分
隔降低８．６３％，导致该体系的周年１５Ｎ损失量比“麦／玉／豆”高。由此说明，“麦／玉／豆”较“麦／玉／薯”更有利于周
年Ｎ肥的高效利用和土壤氮素的保持，此结论与Ｌｉ等［２６］、叶优良等［２７］研究得出的间套作因降低ＮＯ３Ｎ累积而
达到控制氮素损失的结论相一致。
３．２ 作物间的生态位差异对麦／玉／豆和麦／玉／薯套作体系中氮素吸收利用的影响
在间套作系统中，研究者们常常利用生态位理论来解释间套作系统中氮素吸收的促进机制，根据生态位理
论［２８］，只要间套作体系存在对同一竞争资源利用时间上错位和吸收利用不同的资源限制因子，就会降低种间对
资源的竞争作用，而表现出“恢复作用”或“促进作用”。本研究中，“麦／玉／豆”通过固氮作物大豆的引入，改变了
套作体系中各作物的生态位和氮素吸收特性，作物间对氮素的竞争与互利作用并存，小麦、玉米为优势作物，大豆
为劣势作物；而“麦／玉／薯”因共生作物对氮素吸收形态的生态位相近，作物间对氮素吸收以竞争为主，小麦、甘薯
为优势作物，玉米为劣势作物。
在“麦／玉／豆”套作体系中，氮素吸收特性改变最大的是玉米。玉米、大豆共生时，玉米和大豆在氮素吸收形
态上占据不同生态位，玉米以吸收ＮＯ３Ｎ和ＮＨ４Ｎ为主，而大豆则更多通过自身根瘤固定Ｎ２，此种组合缓解了
套作体系对氮素的竞争，并促进玉米对氮素的吸收；肖焱波等［２９］在研究小麦＋蚕豆（犞犻犮犻犪犳犪犫犪）系统时也发现，
小麦＋蚕豆体系中小麦有较强的竞争优势，可以吸收较大比例的土壤无机氮，使自身吸氮量增加，并降低了土壤
中肥料氮的残留，而蚕豆则因为小麦对氮素的竞争吸收，降低了蚕豆根区土壤有效氮浓度，使蚕豆更多地固定空
气氮。小麦、玉米共生时，又因小麦、玉米的生育期不同，对养分需求的高峰期错开，而表现出玉米对小麦的促进
作用；Ｌｉ等［３］研究小麦＋玉米间作系统时也发现，小麦播种较早，玉米播种较晚，小麦竞争力强与其播期早有关，
玉米最终也能高产与其小麦收获后的“恢复作用”有关。而“麦／玉／薯”中的玉米和甘薯套作共生时，由于生态位
相近，均以吸收ＮＯ３Ｎ和ＮＨ４Ｎ为主，不利于玉米对氮素的竞争吸收。正因为大豆对玉米的促进作用，使得玉
米在与小麦共生时因小麦竞争吸收而损失的氮及时得到补偿。因此，“麦／玉／豆”在对养分利用上表现出竞争与
互利作用并存，且种间互利作用十分突出，即通过牺牲大豆对氮肥的吸收促进了小麦、玉米２种作物对氮肥的吸
收，使整个体系中小麦、玉米表现出套作优势，大豆为套作劣势（ＮＣＲｗｃ＞１，ＮＣＲｃｓ＞１）；而“麦／玉／薯”则以竞争
作用为主、互利作用为辅，除小麦表现为套作优势外，玉米和甘薯都表现出套作劣势（ＮＣＲｗｃ＞１；ＮＣＲｃｓ＞１），尤
其是玉米的劣势十分明显，生长前期被小麦吸收利用部分氮素，生长后期与甘薯共生时，无法像大豆那样通过较
多的氮素转移与种间互利作用来补偿损失的氮，导致氮素净转移量、１５Ｎ当季吸收量和残效利用率均低于“麦／
玉／豆”。
参考文献：
［１］ 杨文钰，雍太文，任万军，等．发展套作大豆，振兴大豆产业［Ｊ］．大豆科学，２００８，２７（１）：１７．
［２］ 雍太文，任万军，杨文钰，等．旱地新三熟“麦／玉／豆”模式的内涵、特点及栽培技术［Ｊ］．耕作与栽培，２００６，（６）：４８５０．
［３］ ＬｉＬ，ＳｕｎＪＨ，ＺｈａｎｇＦＳ，犲狋犪犾．Ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅｏｒｗｈｅａｔ／ｓｏｙｂｅａｎｓｔｒｉｐｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇＩ．Ｙｉｅｌｄａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｒ
ａｃｔｉｏｎｓｏｎｎｕｔｒｉｅｎｔｓ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００１，７１：１２３１３７．
［４］ ＥａｇｌｅｓｈａｍＡＲＪ，ＡｙａｎａｂａＡ，ＲａｏＶＲ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｎｕｔｒｉｔｉｏｎｏｆｍａｉｚｅｂｙｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｗｉｔｈｃｏｗｐｅａ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉ
ｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８１，１３：１６９１７１．
［５］ 张桂国，董树亭，杨在宾．苜蓿＋玉米间作系统产量表现及其种间竞争力的评定［Ｊ］．草业学报，２０１１，２０（１）：２２３０．
［６］ ＳｅａｒｌｅＰＧＥ，ＣｏｍｕｄｏｍＹ，ＳｈｅｄｄｅｎＤＣ，犲狋犪犾．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｉｚｅ＋ｌｅｇｕｍｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｏｎｃｒｏｐ
ｙｉｅｌｄｓａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐＲｅｓｅａｒｃｈ，１９８１，４：１３３１４５．
［７］ ＶａｎｄｅｎｅｅｒＪＨ．ＴｈｅＥｃｏｎｏｍｙｏｆＩｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ［Ｍ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：ＣａｂｒｉｄｇｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ：１９８９．
２４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
［８］ ＸｉａｏＹＢ，ＬｉＬ，ＺｈａｎｇＦＳ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｏｏｔｃｏｎｔａｃｔｏｎｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎａｎｄＮｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎｗｈｅａｔａｎｄｆａｂａｂｅａｎｕ
ｓｉｎｇｄｉｒｅｃｔａｎｄｉｎｄｉｒｅｃｔ１５Ｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔａｎｄＳｏｉｌ，２００４，２６２（１）：４５５４．
［９］ ＳｔｅｒｎＷＲ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｏｒｐＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９３，３４：３３５３５６．
［１０］ ＪｏｒｄａｎＶ，ＲｉｃｅＣＷ，ＴｉｅｄｉｅＪＭ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｕｐｔａｋｅｏｆ１５Ｎｂｙｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄｍａｉｚｅｆｒｏｍｌａ
ｂｅｌｅｄａｌｆａｌｆａ［Ｊ］．ＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｔｙｏｆＳｏｉｌｓ，１９９３，１６（３）：２１１２２６．
［１１］ ＨａｍｅｌＣ，ＳｍｉｔｈＤＬ．ＩｎｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃＮｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｐｌａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎａｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌｆｉｅｌｄｇｒｏｗｎｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆
Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９１，２３：６６１６６５．
［１２］ 华珞，韦东普，白玲玉，等．氮锌硒肥配合施用对白三叶草的固氮作用与氮素转移的影响［Ｊ］．生态学报，２００１，２１（４）：
５８８５９２．
［１３］ ＳｈｅｎＱＲ，ＺｈｕＧＸ．Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｉｎａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｅａｎｕｔｗｉｔｈｒｉｃｅｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｉｎａｅｒｏｂｉｃｓｏｉｌ［Ｊ］．Ｂｉｏｌ
ＦｅｒｔｉｌＳｏｉｌｓ，２００４，４０：８１８７．
［１４］ 王平，周道玮，姜世成．半干旱地区禾－豆混播草地生物固氮作用研究［Ｊ］．草业学报，２０１０，１９（６）：２７６２８０．
［１５］ 王竹，杨文钰，伍晓燕，等．玉米株型和幅宽对套作大豆初花期形态建成及产量的影响［Ｊ］．应用生态学报，２００８，１９（２）：
３２３３２９．
［１６］ 张含彬，任万军，杨文钰．不同施氮量对套作大豆根系形态与生理特性的影响［Ｊ］．作物学报，２００７，３３（１）：１０７１１２．
［１７］ 王竹，杨文钰，吴其林．玉／豆套作荫蔽对大豆光合特性与产量的影响［Ｊ］．作物学报，２００７，３３（９）：１５０２１５０７．
［１８］ 雍太文，杨文钰，樊高琼．“麦／玉／豆”套作种植模式氮肥周年平衡施用初步研究［Ｊ］．中国土壤与肥料，２００９，２１１（３）：３１
３５．
［１９］ 闫艳红，杨文钰，张静，等．叶面喷施烯效唑对大豆产量及品质的影响［Ｊ］．草业学报，２０１０，１９（４）：２５１２５４．
［２０］ ＭｏｒｒｉｓＲＡ，ＧａｒｒｉｔｙＤＰ．Ｒｅｓｏｕｒｃｅｃａｐｔｕｒｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ：ｎｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｎｕｔｒｉｅｎｔｓ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅ
ｓｅａｒｃｈ，１９９３，３４：３１９３３４．
［２１］ ＯｆｏｓｕＢｕｄｕＫＧ，ＦｕｊｉｔａＫ，ＧａｍｏＫ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｌｅａｓｅｆｒｏｍｒｏｏｔｓｏｆｓｏｙｂｅａｎｃｕｌｔｉｖａｒｂｒａｇａｎｄｉｔｓｍｕ
ｔａｎｔｓＮｔｓ１１１６ａｎｄＮｔｓ１００７［Ｊ］．ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，１９９３，３９：４９７５０６．
［２２］ ＪｏｈａｎｓｏｎＡ，ＪｅｎｓｏｎＥＳ．ＴｒａｎｓｆｅｒｏｆＮａｎｄＰｆｒｏｍｉｎｔａｃｔｏｒｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇｒｏｏｔｓｏｆｐｅａｔｏｂａｒｌｅｙｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙａｎａｒｂｕｓｃｕ
ｌａｒｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌｆｕｎｇｕｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９６，２８：７３８１．
［２３］ ＤａｎｓｏＳＫＡ，ＰａｌｍａｓｏｎＦ，ＨａｒｄａｒｓｏｎＧ．Ｉｓｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎｆｉｅｌｄｃｒｏｐｓ？Ｅｘａｍｉｎｉｎｇｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈａｓｗｅｅｔ
ｂｌｕｅｌｕｐｉｎ（犔狌狆犻狀狌狊犪狀犵狌狊狋犳狅犾犻狌狊Ｌ．）ｏａｔｓ（犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪）ｉｎｔｅｒｃｒｏｐ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９３，２５：１１３５
１１３７．
［２４］ ＴｒａｎｎｉｎＷＳ，ＵｒｑｕｉａｇａＳ，ＩｂｉｊｂｉｊｅｎＪ．ＩｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎａｎｄＮｔｒａｎｓｆｅｒｉｎａｔｒｏｐｉｃａｌｇｒａｓｓｌｅｇｕｍｅｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｌｏｇｙ
ａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｔｙｏｆＳｏｉｌｓ，２０００，３２：４４１４４８．
［２５］ Ｐａｐａｓｔｙｌｉａｎｏｕ，ＤａｎｓｏＳＫＡ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｖｅｔｇｈａｎｄｖｅｔｇｈｏａｔｓｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓ
ｔｒｙ，１９９１，２３：４４７４５２．
［２６］ ＬｉＷＸ，ＬｉＬ，ＳｕｎＪＨ，犲狋犪犾．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｎｉｔｒａｔｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆａｎＯｒｔｈｉｃ
ＡｎｔｈｒｏｓｏｌｉｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ［Ｊ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００５，１０５：４８３４９１．
［２７］ 叶优良，李隆，索东让．小麦／玉米和蚕豆／玉米间作对土壤硝态氮累积和氮素利用效率的影响［Ｊ］．生态环境，２００８，
１７（１）：３７７３８３．
［２８］ ＷｉｌｅｙＲＷ．Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｉｔｓｉｍｐｏｔｅｎｃｅａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｎｅｅｄｓ．Ｐａｒｔ１．Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄａｄｖａｎｔａｇｅｓ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐＡｂ
ｓｔｒａｃｔ，１９７９，３２：１１０．
［２９］ 肖焱波，李隆，张福锁．小麦／蚕豆间作体系中的种间相互作用及氮转移研究［Ｊ］．中国农业科学，２００５，３８（５）：９６５９７３．
３４第２０卷第６期 草业学报２０１１年
犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲狀犻狋狉狅犵犲狀狌狆狋犪犽犲犪狀犱狌狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔犪狀犱犖犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狉犲狊犻犱狌犪犾犲犳犳犲犮狋犻狀
狋犺犲狑犺犲犪狋－犿犪犻狕犲－狊狅狔犫犲犪狀犪狀犱狑犺犲犪狋－犿犪犻狕犲－狊狑犲犲狋狆狅狋犪狋狅狉犲犾犪狔狊狋狉犻狆犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犻狀犵
ＹＯＮＧＴａｉｗｅｎ，ＸＩＡＮＧＤａｂｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇ，ＷＡＮＹａｎ，ＬＩＵ Ｗｅｉｇｕｏ，ＹＡＮＧＷｅｎｙｕ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｅｎｊｉａｎｇ６１１１３０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅａｉｍｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｗａｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｆａｃｉｌｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒｉｎ
ｔｈｅｒｅｌａｙｓｔｒｉｐｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｏｆ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎ”ａｎｄ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ”．Ｔｈｅｍｅｔｈ
ｏｄｓｏｆｒｏｏｔｂａｒｒｉｅｒａｎｄ１５Ｎｉｓｏｔｏｐｅｄｉｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒａｎｓｆｅｒ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｎｄ
ｒｅｓｉｄｕａｌｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｔｗｏｒｅｌａｙｓｔｒｉｐｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｎｏｂａｒｒｉｅｒｗｉｔｈｓｏｌｉｄｂａｒｒｉｅｒ，ｔｈｅｒｅ
ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎｓｅａｓｏｎ１５Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗｈｅａｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｒｅｍａｒｋａｂｌｙ，ａｎｄ１５Ｎ％ａ
ｂｕｎｄａｎｃｅｌｅｆｔｉｎｓｏｉｌａｎｄｔｏｔａｌＮｃｏｎｔｅｎｔｒｅｄｕｃｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｉｎｔｈｅ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎ”ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｎｓｅａ
ｓｏｎ１５Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，１５Ｎ％ａｂｕｎｄａｎｃｅｌｅｆｔｉｎｓｏｉｌａｎｄｔｏｔａｌＮｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｉｚｅｗｉｔｈｎｏ
ｂａｒｒｉｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２５．１６％，２５．１６％，１３．８９％ａｎｄ１０．１５％．Ｂｕｔｉｎｔｈｅ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ”ｓｙｓｔｅｍ，
ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆａｂｏｖｅｉｎｄｉｃｅｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ１５．９８％，１５．９９％，１７．３７％ａｎｄ５．１９％．Ｆｏｒｓｏｙｂｅａｎ，ｔｈｅｉｎｓｅａｓｏｎ１５Ｎ
ｕｐｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，１５Ｎ％ａｂｕｎｄａｎｃｅｌｅｆｔｉｎｓｏｉｌｒｅｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｓｏｉｌｔｏｔａｌＮｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ
３．０３％．Ｆｏｒｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ，ｔｈｅｉｎｓｅａｓｏｎ１５Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，１５Ｎ％ａｂｕｎｄａｎｃｅｌｅｆｔ
ｉｎｓｏｉｌａｎｄｔｏｔａｌＮｃｏｎｔｅｎｔｒｅｄｕｃｅｄｂｙ０．９１％ａｎｄ４．９５％．Ｉｎｔｈｅ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎ”ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ１５Ｎｕｐ
ｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗｈｅａｔａｎｄｍａｉｚｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｗｈｅａｔ，ｍａｉｚｅａｎｄｓｏｙｂｅａｎｗｅｒｅ
ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ”ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ１５Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｏｙ
ｂｅａｎｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｗｈｅａｔｏｒｍａｉｚｅｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ，ｂｕｔｔｈａｔｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｓｏｙ
ｂｅａｎｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏ．Ｔｈｅ“ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎ”ｓｙｓｔｅｍｗａｓｍｏｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ
ｔｏｉｎｃｒｅａｓｅａｎｎｕａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｓｉｄｕａｌｅｆｆｅｃｔａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｗｈｅａｔ／ｍａｉｚｅ／ｓｏｙｂｅａｎ；ｒｅｐｌａｙｓｔｒｉｐｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅ；Ｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒｅｓｉｄｕａｌｅｆｆｅｃｔ；１５Ｎ
ｉｓｏｔｏｐｅｄｉｌｕｔｉｏｎ
４４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６