豆科綠肥還田與氮肥配施對旱地冬小麥產量和水分利用特征的影響

楊學珍 張世新 李利利

摘要：探討夏綠肥還田與氮肥配施對冬小麥產量和土壤水分利用特征的影響，為旱地麥田休閑期綠肥種植及合理施氮提供理論支撐。本研究于2018—2019年和2019—2020年在平涼市農業(yè)科學院高平試驗站開展裂區(qū)試驗，以“普冰151”為對象，主區(qū)為麥后夏休閑（W-A）、麥后復種麥黑豆［Glycinemax （L.） Merr，W-B］、麥后復種毛葉苕（Vicia villosa Roth，W-C） 和麥后復種箭筈豌豆（Vicia sativa L.，W-D）4種綠肥還田種植模式；副區(qū)設置3個氮肥用量（0、140、280 kg/hm2），分析了不同種類的綠肥還田與氮肥配施對后茬冬小麥產量與土壤水分利用產生的影響。結果表明，2個試驗年度內，在W-C-N1處理條件下，冬小麥收獲后的土壤含水量提升幅度最大；種綠肥可顯著提高冬小麥干物質量和產量，在綠肥復種模式中，施氮140 kg/hm2（N1）處理的干物質量和籽粒產量與施氮280 kg/hm2（N2）處理差異性不顯著，以W-C-N1處理提高幅度最大，較W-A-N0處理干物質量平均增加18.18%，平均增產25.53%。綠肥刈割期在綠肥還田結合施氮140 kg/hm2處理的條件下得到了明顯的提高；作物全生育期的耗水量在復種綠肥結合施氮140 kg/hm2處理的條件下得到有效降低，其中W-C-N1處理條件下作物耗水量的降低幅度最大，較W-A-N0處理分別降低6～10、11～33、21～39 mm；復種豆科綠肥，尤其W-C處理，能夠有效提高冬小麥水分利用率（WUE），比W-A處理WUE平均高26.26%；N1與N2 相比，W-A處理WUE降低2.16%～2.47%，W-B、W-C和W-D處理WUE分別提高6.82%～10.87%、6.28%～6.69%、2.01%～9.44%，以 W-C-N1處理WUE最大，較W-A-N0處理高 30.69%～38.50%。因此，從滿足冬小麥獲得高產和保證水分高效利用的雙重角度考慮，W-C-N1 處理可顯著促進冬小麥干物質的積累和產量的形成，并且能創(chuàng)造適宜的水分環(huán)境，是隴東黃土旱塬冬麥區(qū)較好的種植模式。

關鍵詞：綠肥復種；施氮量；冬小麥；產量；水分利用效率

中圖分類號：S512.1+10.6 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）08-0232-08

基金項目：甘肅省自然科學基金（編號：20JR10RA277）；甘肅省重點研發(fā)計劃（編號：18YF1GA065）。

作者簡介：楊學珍（1973—），女，甘肅靈臺縣人，高級農藝師，從事農作物栽培與育種研究。E-mail：yangxuezhen8266@163.com。

綠肥作為重要的有機肥源，在農業(yè)健康綠色可持續(xù)發(fā)展中潛力極大［1］。研究表明，豆科綠肥具有固碳減氮、增強旱作農田蓄水保墑能力的效果，其翻壓還田后可改善土壤理化性質和微生物酶活性，提高土壤養(yǎng)分含量，降低病蟲害的發(fā)生［2-5］。據估算，我國每年施入農田的化肥用量遠遠超過了土地承載能力，已嚴重影響農田生態(tài)環(huán)境［6］。黃土旱塬區(qū)是典型的雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)，通過構建區(qū)域作物環(huán)保、綠色、高產的生產模式迫在眉睫，對于提升農產品質量、旱地土壤水分貯蓄與高效利用，實現蓄水節(jié)肥增收具有重要參考價值。

冬小麥作為黃土旱塬上最主要的糧食類作物，其穩(wěn)產保供對該地區(qū)的民生保障具有重要意義。因為氮肥用量的合理性決定其產量，因此，氮肥實施與冬小麥產量之間的關系研究對于指導冬小麥種植、提高產量具有重大的現實意義。呂漢強等在甘肅河西綠洲灌區(qū)麥后復種綠肥，發(fā)現全量混勻翻壓或綠肥覆蓋麥田可提高土壤含氮量，同時有利于玉米高效吸收利用氮素［7］。趙娜等研究表明，有機化肥和無機施肥相結合的方式，可以有效降低氮肥的施用量［4］。張松茂等研究表明，施氮180 kg/hm2 配合綠肥還田3 000 kg/hm2的措施，可以有效提高河西灌區(qū)小麥產量，同時減少成本消耗［8］。李含婷等對河西干旱的綠洲灌區(qū)如何提高玉米產量進行了相關研究，證明了在玉米間作套種綠肥可有效維持玉米產量，同時提高土壤水分供給能力［9］。其中，玉米間作套種的箭筈豌豆減量25%，是最有效的保產措施。王國璀等研究表明，在綠洲灌區(qū)提高春小麥產量與氮肥利用率的有效措施為：綠肥還田 30 000 kg/hm2 結合施氮180 kg/hm2［10］。茍志文等進行甘肅綠洲灌區(qū)提高小麥產量的相關研究，結果表明小麥種植后繼續(xù)復種豆類綠肥的方式，對小麥的生產速率有促進作用［11］。其中，可在復種綠肥后減少氮肥15%，是提高小麥生長速率與產量的最佳措施。李可懿等在分析黃土高原旱地種植時發(fā)現，小麥與綠肥輪作后施氮108 kg/hm2時，可以有效提高小麥生物量和產量［12］?？梢姡诰G洲灌區(qū)，構建與實施綠肥配施化肥作物高效養(yǎng)分的種植管理制度可以為該地區(qū)糧食穩(wěn)產保供提供保障。黃土旱塬冬麥區(qū)普遍存在化肥過量施用和土壤肥力不足的雙重現象，因不同農業(yè)生態(tài)氣候條件和土壤類型存在顯著差異，而有關定位試驗下豆科綠肥還田與氮肥配施對冬小麥產量和水分利用特征影響的報道相對較少。為此，本研究通過2年定位試驗，研究不同豆科綠肥（麥黑豆、毛苕子、箭筈豌豆）還田下與氮肥配施對冬小麥產量及土壤水分的影響，以期為黃土旱塬區(qū)豆科綠肥翻壓還田后科學施用氮肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年7月至2020年7月在甘肅省平涼市涇川縣高平鎮(zhèn)（平涼市農業(yè)科學院試驗站）開展，土壤類型為黑壚土。采用冬小麥→夏綠肥—冬小麥的輪作方式，前茬小麥收獲后，夏季休閑期復種不同綠肥，小麥播前1周翻壓于土壤中，再種植冬小麥。試驗地初始土壤理化性質詳見表1，月平均溫度及降水量見圖1。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)試驗設計，主處理為4個夏綠肥品種，分別為無綠肥（W-A）、麥黑豆（Glycinemax）、毛苕子（Vicia villosa，W-C）和箭筈豌豆（Vicia sativa，W-D）；副處理為不同氮肥用量，分別為 0 kg/hm2（N0）、140 kg/hm2（N1）和 280 kg/hm2（N2）3個施氮量，共12個處理，具體為：（1）無綠肥+不施氮（W-A-N0）；（2）無綠肥+施氮 140 kg/hm2（W-A-N1）；（3）無綠肥+施氮 280 kg/hm2（W-A-N2）；（4）麥黑豆+不施氮（W-B-N0）；（5）麥黑豆+施氮140 kg/hm2（W-B-N1）；（6）麥黑豆+施氮280 kg/hm2（W-B-N2）；（7）毛苕子+不施氮（W-C-N0）；（8）毛苕子+施氮140 kg/hm2（W-C-N1）；（9）毛苕子+施氮280 kg/hm2（W-C-N2）；（10）箭筈豌豆+不施氮（W-D-N0）；（11）箭筈豌豆+施氮140 kg/hm2（W-D-N1）；（12）箭筈豌豆+施氮280 kg/hm2（W-D-N2）。主處理面積約為138 m2（長 14.5 m×寬9.5 m），副處理面積約為43 m2（長 4.5 m×9.5 m）。

每季小麥收獲后7月上旬搶墑播種綠肥，至9月上旬翻壓；冬小麥播種時間為9月底至10月上旬，收獲期為翌年7月上旬。麥黑豆、毛苕子和箭筈豌豆播種量均為120 kg/hm2，種植行距為20 cm。綠肥還田時用鍘草機鍘碎至3 cm左右小段后，用小型旋耕機均勻混合翻壓至20 cm左右。實施的氮肥與磷肥為尿素和16%過磷酸鈣，磷肥用量（P2O5）120 kg/hm2，冬小麥播前所有肥料作為基肥全部施入。小麥播種按行稱質量，每行36 g，行距20 cm，供試品種為普冰151，人工開溝播種。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 冬小麥地上部干物質量

在冬小麥拔節(jié)期、灌漿期和成熟期，每試驗小區(qū)隨機選取10株小麥帶回實驗室，分離成莖、葉、穗3部分，然后裝在牛皮紙袋中，依次進行殺青、烘干至恒質量、測定各器官干物質量，然后折算為單位面積干物質量。

1.3.2 土壤水分

在夏綠肥播種前、綠肥刈割期和冬小麥收獲后，每小區(qū)除過邊際效應隨機選取3個樣點，利用土鉆提取0～100 cm土壤，然后以20 cm為隔斷對土壤進行分層取樣，將樣本分別裝在容器中，利用烘干法對各層樣本的含水量進行測定，一般對同一個樣本測定3次，并選取平均值作為最終的土壤含水量。而對土壤容重的測定一般選擇環(huán)刀法，由于選取的試驗地為旱地，且地下水埋藏較深，其他試驗地特征因素均忽略不計。土壤含水量、作物生育期耗水量以及水分利用效率等相關指標計算方法參照Wang等提出的計算方法［13］。

1.3.3 產量

在小麥成熟期，取3 m×1m的樣方面積，統計單位面積成穗數，并通過隨機原則，選擇30株小麥樣本，對其穗粒數、千粒質量等數據進行檢測，其中小麥的籽粒產量按照14%含水量測定。

1.4 數據分析

借助Office軟件對收集的數據整理并作圖，并采用SPSS 23.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 綠肥還田模式與氮肥配施對冬小麥產量及構成因子的影響

2.2.1 冬小麥產量

由表2可知，2個試驗年份對冬小麥產量無顯著影響，豆科綠肥還田模式與配施氮肥分別顯著提高冬小麥產量，但二者交互作用對產量沒有明顯影響。與麥后休閑期（W-A）相比，麥后復種綠肥麥黑豆（W-B）、復種綠肥毛苕子（W-C）和復種綠肥箭筈豌豆（W-D）分別平均增產9.87%、13.23%、9.16%，其不同種植模式還田效果對產量的影響從大到小依次為W-C>W-B>W-D>W-A。施氮肥可顯著提高冬小麥產量，與不施氮肥（N0）相比，施氮處理N1和N2的小麥產量分別平均增加12.33%和 10.42%，其中，2018—2019年施氮量增加至140 kg/hm2時，產量不再隨氮肥用量的投入而明顯增加，N1和N2處理之間大多無顯著性差異，以N1處理的產量最高，2019—2020年度也表現出類似的趨勢?？傮w來看，W-C-N1處理在產量方面的效果最為突出，較 W-A-N0處理平均增產25.54%。

2.2.2 產量構成三因子

通過豆類作物綠肥還田的方式，種植區(qū)域內小麥單位面積穗數和千粒質量等數據會有明顯變化，但小麥單位面積穗粒數并沒有產生顯著變化；施氮量可顯著促進產量構成三因素；豆科綠肥還田模式+配比施用氮肥的種植模式，對小麥千粒質量指標有明顯的影響，但小麥穗數和穗粒數在此模式下并沒有發(fā)生顯著變化（表2）。與W-A相比，W-B、W-C和W-D處理的單位面積穗數分別增加5.54%、10.92%、6.20%，千粒質量分別提高5.63%、9.78%、8.81%。施氮可顯著促進產量三因素，總體來看，2年試驗N1、N2處理較N0處理穗數分別提高了13.64%、11.84%，穗粒數分別增加了27.99%、17.54%，千粒質量分別增加了28.21%、23.52%，而不同種植模式下N1和N2處理之間的穗數、穗粒數和千粒質量無顯著差異。結合綠肥還田模式和施氮量來看，W-C-N1處理可顯著提高小麥穗數、穗粒數和千粒質量，從而促進產量的形成。

2.2 綠肥還田模式與氮肥配施對冬小麥干物質積累的影響

由表3可見，2個試驗年份對冬小麥干物質量無顯著影響，麥后復種不同豆科綠肥較休閑期能顯著提高小麥關鍵生育時期干物質量，施氮顯著促進小麥干物質的積累。與麥后休閑期（W-A）模式相比，麥后復種綠肥麥黑豆（W-B）、復種綠肥毛苕子（W-C）和復種綠肥箭筈豌豆（W-D）的平均干物質量在成熟期分別提高7.63%、9.72%、7.91%，其不同種植模式還田效果對干物質積累的影響從大到小依次為W-C>W-D>W-B>W-A處理。 施氮肥可顯著提高冬小麥干物質量，與不施氮肥（N0）相比，施氮處理N1和N2的小麥干物質量分別增加10.03%、9.25%，其中，2018—2019年施氮量增加至140 kg/hm2時，干物質量不再隨氮肥用量的投入而明顯增加，并表現出N1和N2處理之間無顯著性差異，以N1處理的干物質量最高，2019—2020 年度也表現出類似的趨勢。在小麥成熟期，W-C-N1處理干物質積累量較其他處理高，其提高幅度在0.74%～18.18%之間。通過顯著性分析發(fā)現，綠肥品種還田模式與施氮量交互作用對小麥灌漿前干物質量無顯著影響，但顯著影響灌漿后干物質量，特別是成熟期干物質量。

2.3 綠肥還田模式與氮肥配施對農田耗水特征的影響

2.3.1 土壤含水量

由圖2、圖3可知，在綠肥刈割期，與麥后休閑期（W-A）模式相比，麥后復種綠肥麥黑豆（W-B）、復種綠肥毛苕子（W-C）和復種綠肥箭筈豌豆（W-D）的平均土壤含水量分別提高3.16%、9.88%、7.09%，不同種植模式還田效果對土壤含水量影響從大到小依次為W-C>W-D>W-B>W-A。施氮肥可顯著提高冬小麥干物質量，與N0相比，N1和N2處理可顯著提高土壤含水量，但N1與N2處理無明顯差異，以N1處理較高。在W-A、W-B、W-C和 W-D這3種復種綠肥模式下，N1處理較N0處理分別提高24.03%、25.49%、25.07%?？梢?，復種翻壓豆科綠肥條件下配施氮肥140 kg/hm2可顯著提高土壤水分含量，以W-C-N1提高幅度較大，提高幅度在2.62%～36.15%之間。

在冬小麥收獲期，W-B、W-C和W-D處理的平均土壤含水量較W-A處理分別提高39.42%、42.41%、37.43%，W-B處理在2個試驗年度內一直保持較高的土壤含水量。通過N1處理的方式，土壤中的含水量明顯增加，而選擇W-A、W-B、W-C和 W-D模式時，土壤中的含水量分別較N0提高了22.46%、25.03%、28.08%和27.70%。而通過麥后復種綠肥和N1處理相結合的方式對土壤進行處理，土壤中的含水量也會得到大幅度提升，其中W-C-N1模式下土壤含水量提升較高，較其他處理高2.36%～83.49%。因此，可以得出，麥后復種綠肥毛苕子和配比施用氮肥（140 kg/hm2）相結合的種植模式，可使土壤擁有較高的持水量，為冬小麥生長創(chuàng)造適宜的土壤水分環(huán)境。

2.3.2 階段耗水量和耗水總量

由表3可知，綠肥復種期至刈割期，在N1水平下，麥后復種綠肥麥黑豆（W-B）、復種綠肥毛苕子（W-C）和復種綠肥箭筈豌豆（W-D）的耗水量較麥后休閑期（W-A）分別降低5.19%～7.59%、12.59%～19.62%、2.96%～6.96%，W-C較W-B、W-D分別降低7.81%～13.01%、9.92%～13.61%；N2水平下，W-B、W-C和W-D處理的耗水量較W-A處理分別降低1.42%～4.35%、9.22%～14.29%、2.13%～4.35%。與N2處理相比，N1處理耗水量降低3～11 mm，其中在W-A、W-B、W-C和 W-D 模式下耗水量分別降低1.86%～4.26%、5.19%～7.91%、7.81%～7.97%、4.55%～5.07%，以 W-C-N1 降幅最大。

綠肥刈割至小麥收獲期，N1水平下，W-B、W-C和W-D處理的耗水量較W-A處理分別降低3.88%～10.79%、8.36%～15.45%、2.04%～7.16%，W-C較W-B、W-D分別降低4.66%～5.23%、1.29%～1.37%。N2水平下，W-B、W-C和W-D處理的耗水量較W-A處理分別降低0.87%～7.87%、9.25%～14.33%、2.31%～8.99%。與N2處理相比，N1處理耗水量降低7～27 mm，其中在W-A、 W-B、W-C和W-D模式下耗水量分別降低3.18%～3.65%、6.12%～6.71%、2.23%～4.92%和 3.70%～7.99%，以 W-C-N1降幅最大。

綠肥播種至小麥收獲期，N1水平下，W-B、W-C和W-D處理的耗水量較W-A處理分別降低5.07%～9.21%、11.97%～14.64%、2.30%～7.09%。W-C處理較W-B和W-D處理分別降低5.99%～7.26%、5.24%～12.63%。N2水平下，W-B、W-C和W-D處理的耗水量較W-A處理分別降低1.97%～6.04%、10.85%～12.88%、3.96%～7.04%。與 N2 相比，N1 耗水量降低14～34 mm，其中在W-A、 W-B、W-C和W-D模式下耗水量分別降低2.76%～3.82%、5.84%～7.07%、3.98%～5.77%和1.08%～6.91%，以 W-C-N1降幅最大?？傮w而言，復種綠肥條件下N1處理均可降低作物耗水量，以冬小麥復種毛苕子配施氮肥140 kg/hm2效果最為顯著。

2.4 綠肥還田模式與氮肥配施對水分利用效率的影響

由圖4可見，綠肥復種模式與氮肥配施二者交互作用對冬小麥水分利用效率（WUE）產生顯著的影響。2個試驗年份，在N1處理下，W-B、W-C和W-D處理的 WUE 較W-A處理分別提高 16.06%～23.10%、32.15%～32.96%、10.56%～22.23%，W-C較W-B和W-D處理分別提高 8.01%～13.86%、8.11%～20.26%；在N2處理下，W-B、W-C和W-D處理的 WUE 較W-A處理分別提高9.86%～20.25%、25.72%～34.99%、12.93%～17.40%，W-C較W-B和W-D處理分別提高12.25%～14.44%、11.32%～14.98%。N1與N2 相比，W-A處理WUE降低2.16%～2.47%，W-B、W-C和W-D處理WUE分別提高6.82%～10.87%、6.28%～6.69%、2.01%～9.44%，以 W-C-N1處理WUE最大?？梢?，復種豆科綠肥可明顯提高冬小麥WUE，進一步配施 140 kg/hm2 的氮肥對WUE的提升更具優(yōu)勢。以復種毛苕子配施氮肥140 kg/hm2的效果最好。

3 討論與結論

適宜的氮肥用量投入以及優(yōu)化培肥措施可顯著促進作物提質增產［14-16］。本研究結果表明，與麥后不復種綠肥模式相比，麥后復種豆科綠肥能夠使冬小麥中的干物質量得到充分積累，且冬小麥中的干物質量會隨土壤中氮肥量的增加而增加，但并非無界限，以施氮140 kg/hm2下的干物質量在成熟期達到最高（表3），表明麥后復種綠肥并合理配施氮肥能顯著提高冬小麥干物質量，造成這種現象的原因可能是：第一，綠肥作物可以有效增加土壤中氮元素的儲存量，提高作物對土壤中氮素的吸收效率，而僅依靠基施化學氮肥的方式，只能在小麥生長前期提供短期的氮素供應，在小麥后期生長成熟階段，土壤中存在的氮素明顯供應不足［17-18］；第二，合理施氮肥能促進小麥根系生長及活力，延長葉片光合作用時間和功能期，提高光合效率，進而促進地上部光合作用增加和光合同化產物的產生［19-20］。因此，通過綠肥翻壓還田的方式，豆科綠肥還田可以充分供應作物所需要的土壤養(yǎng)分，若外界氮肥適量施用，加上作物綠肥提供的氮素供應，則冬小麥干物質量能夠得到充分的累積，優(yōu)化了各階段干物質積累的比例，為獲得高產奠定了基礎。從產量方面來看，麥后復種豆科綠肥較休閑期增產9.16%～13.23%，其中，麥后復種毛苕子配施140 kg/hm2氮肥較其他種植模式增產效果顯著，造成這一差異的原因是：一方面，豆科作物具有很強的固氮作用，可使土壤有效氮含量顯著提高［4，21］；另一方面，豆科綠肥可激活土壤有效酶含量及酶活性［22-23］，對土壤生物活性和有機物質間互轉均有積極的促進作用，有效改善了土壤肥力［24］。因此，有機綠肥和無機氮合理配施，對冬小麥養(yǎng)分產生錯期供應，小麥對養(yǎng)分需求和土壤內部養(yǎng)分的供給相互對應，形成了一種有機的互補關系，一定程度上促進了小麥產量的提升［25］。適宜的綠肥品種還田和適量的化肥氮肥配施可顯著提高冬小麥產量，而施氮量高于 140 kg/hm2，過量施加氮肥用量籽粒產量反而降低，這一研究結果與前人的研究結論［12］基本一致，主要是因為，土壤中氮素含量適度的情況下，若繼續(xù)施用含氮素的肥料，會導致作物本身氮素交換頻繁，部分營養(yǎng)器官的物質轉換量降低，破壞作物灌漿，嚴重影響籽粒產量［26］。本研究通過作物還田施肥和化學氮肥混合配置的方式，研究旱農作物的種植技術，得出復種毛苕子和140 kg/hm2的施氮密度可以使種植區(qū)域的冬小麥有較高的產量。

合理種植綠肥可增強田間土壤蓄水保墑能力，從而影響土壤內水分的存在環(huán)境，并為地上栽培作物提供更好地水吸收條件，最終可以提高作物的生產能力，同時保障了水分的循環(huán)生產效率［27-28］。本研究結果表明，麥后復種豆科綠肥較休閑期可使土壤含水量顯著提高，且相比于其他復種模式，麥后復種毛苕子時土壤中的含水量較高。主要是由于用作綠肥的作物在刈割之前，通常情況下，作物密集的枝條會覆蓋地表，此時土壤中生物量高，可以明顯減少土壤中水分的散失，加強外界水分的滲透率，因此，土壤中的水含量相對較高［29］；而當作物綠肥刈割之后，土壤孔隙度、持水量等指標都得到大幅提升，并且一定程度降低了土壤容重，從而提高了土壤的含水量，同時使作物耗水減少［30］；刈割之后，通過綠肥還田的方式，進一步降低了土壤中水分的流失，提高了土壤的含水量和外部滲透率，可以為冬小麥生長供給充足的水分，有效解決了冬小麥需水量大的問題［29-30］。對休閑期而言，這可能是由于不種植任何作物造成地面沒有任何遮擋，增加了休閑期的無效蒸發(fā)耗水；后來，通過種植后茬小麥，裸露的土壤被枝葉緊緊覆蓋，土壤的水分散發(fā)減少，以地面作物葉片的水分散失為主要方式。鄭雪嬌等學者的研究結果表明，隨施氮量增加，不同作物在每個生長期的耗水量也在逐漸提高［31］，特別是在干旱的種植區(qū)域，過度施肥將會引起土壤中水量的快速消耗［32］。本研究在小麥后種植豆類植物的方式，能夠有效提高土壤的持水量，降低水分散發(fā)，在此基礎上，若種植區(qū)域內繼續(xù)施用氮肥 140 kg/hm2，則可以更好地實現復種綠肥下的水分吸收。總體而言，小麥復種綠肥毛苕子結合 140 kg/hm2 氮肥可使土壤含水量明顯改善，降低系統耗水，促進小麥水分利用效率提高。

本研究中，在黃土旱塬區(qū)優(yōu)先選擇復種的綠肥品種為毛苕子，相比其他2種綠肥作物可在一定程度上促進干物質量積累，增加產量，具有較適宜的土壤水分環(huán)境，顯著提高水分利用效率。當然，不同綠肥品種因地上、地下部生物量的不同，根系在土壤存在的位置分布、厚度和腐蝕分解的程度也存在一定差異［33-34］，本研究只是針對產量和土壤水分特征方面進行了研究，而對于綠肥品種作物的生理生化及生物學分子機制還需進一步研究以解釋其機理。

黃土旱塬區(qū)2年定位試驗顯示，綠肥還田配施氮肥可顯著提高小麥關鍵時期干物質積累量，從而推動小麥高產量形成。綠肥還田模式的冬小麥產量較休閑期增加21%～23%，當施氮量超過 140 kg/hm2 時，小麥產量在施氮處理間無顯著差異。與夏季休閑期相比，麥后復種豆科綠肥可顯著提高土壤水分含量，降低作物生育期耗水量；麥后復種豆科綠肥毛苕子和配比化學氮肥140 kg/hm2的情形下，土壤耗水量相對較少，若施用較高氮肥，則夏休閑種植小麥耗水量將降低80.9～92.7 mm。豆科綠肥復種還田的栽培模式，對于冬小麥產量的提升有促進作用，但在該模式下配比施用氮量140 kg/hm2，對冬小麥的產量變化將無明顯作用，并且可顯著提高水分利用效率。因此，在資源性缺水的黃土旱塬區(qū)，復種綠肥毛苕子結合施氮肥140 kg/hm2可使冬小麥獲得高產，也可保證水分高效利用。

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