苏向向，于爱忠，吕汉强，王玉珑

    (甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室，甘肃兰州 730070)

    化学氮肥对粮食增产起着不可替代的作用，其增产贡献率已达30%～50%[1]。但农业生产为追求高产，长期过量施用氮肥，导致作物产量停滞不前，氮肥利用率仅有30%～35%，高产地区甚至低于25%[2]，一半以上氮肥以氨挥发、硝化反硝化及淋洗径流等途径损失或残留在土壤内未被作物吸收利用[3–4]，引发了土壤肥力退化、肥料损失和环境污染等一系列问题[2,5]。因此，优化施肥制度、提高作物氮肥利用效率，是农学和环境科学领域研究者关注的重点。绿肥替代部分化学氮肥是减少氮肥投入、提高氮肥利用率的重要措施之一。绿肥作为我国传统农业生产中重要的清洁有机肥，在翻压还田后不仅能增加土壤有机质，提高土壤微生物数量及酶活性，改善土壤肥力特性[6–9]，还可通过提高土壤氮素含量、促进作物氮素高效利用进而达到化学氮肥减施的目的[10–11]。研究表明，在作物稳产基础上，依靠绿肥还田矿化提供的养分可减少后茬作物15%～30%的化肥施用量[12–13]。同时绿肥还田配施化肥较单施化肥能促进植株氮素吸收及向籽粒的转运，进而提高作物产量与氮素利用率[12,14]。截止目前，相关研究已证实绿肥还田或绿肥配施化肥具有改善土壤质量、提高作物产量以及氮素利用的作用，充实了绿肥领域相关理论[7–8, 15–16]。但不同区域因种植模式、施肥制度、绿肥种类及气候特征等因素影响，绿肥替代化学氮肥效果存在差异，且针对绿肥替代部分化学氮肥对玉米产量形成的影响机制及氮素积累运转的定量研究相对薄弱。西北绿洲灌区禾本科作物小麦和玉米长期连作，玉米生产过度依赖化学氮肥，氮肥利用率低。春小麦收获后休闲期较长，光热水土等自然资源浪费问题突出。该区域前期研究指出，将绿肥纳入小麦–玉米轮作模式后，绿肥在打破年际间禾本科作物连作，充分利用自然资源的同时，能够补充土壤氮库，促进后茬玉米对氮素的吸收利用[11]。但关于绿肥纳入小麦玉米轮作体系后，能否在保证后茬玉米稳产高产的前提下，实现绿肥有效替代部分化学氮肥，减少玉米季化学氮肥投入，尚不明确。因此，本研究基于春小麦复种绿肥并翻压还田后翌年轮作玉米的种植模式，探讨不同减量施氮条件下玉米产量形成、氮素吸收转运及氮素利用特征对绿肥翻压还田的响应，明确绿肥替代化学氮肥的适宜比例，以期为该种植模式下玉米氮肥减量增效的生产方式探讨提供理论依据。

    1 材料与方法

    1.1 试验区概况

    试验于2019年3月至2021年10月在甘肃省武威市凉州区“甘肃农业大学绿洲农业综合试验站”(103°5′E ......