不同輪作模式對黃淮平原潮土區(qū)土壤養(yǎng)分及作物產(chǎn)量的影響

李 洋，石 柯，朱長偉，姜桂英，羅 瀾，孟威威，申鳳敏，劉 芳，魏芳芳，劉世亮

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002；2.河南省氣象服務(wù)中心，鄭州 450003)

小麥和玉米是我國主要的糧食作物，但這2種作物均是耗水耗肥的作物，對于資源浪費嚴重，尤其對于水肥的消耗量占比極大。而豆科作物本身可以固氮，可以減少氮肥的投入，另外豆科作物也耐旱，可以減少灌溉水的投入。因此，豆科作物與禾本科作物輪作是一種可以節(jié)本增效的輪作模式。符小文等利用改變輪作方式減少氮肥投入；陳昱利等利用豆科作物的固氮作用與小麥輪作來提高土壤氮素養(yǎng)分，減少化肥的施入，提高小麥產(chǎn)量。因此，研究小麥與豆科作物輪作來提高土壤速效養(yǎng)分以及產(chǎn)量具有重要意義。周春來研究表明，在0—20 cm耕層，豆科作物與麥類作物3年輪作后土壤速效氮和有效磷含量與3年前保持一致，這表明土壤速效氮和有效磷在土壤中有所提高，與豆科作物輪作有一定關(guān)系，豆科作物對于提高土壤肥力有一定作用。Feiziene等研究發(fā)現(xiàn)，0—20 cm土層，通過谷類作物與豆科作物輪作，提高土壤氮素及鉀素的供應(yīng)；李軍賢研究表明，在半干旱地區(qū)，小麥—豆科作物輪作體系中，耕層的速效氮含量會增加，并且豆科作物收獲后，碎屑和腐爛作物的根釋放出有機氮化物，供下一季的植物吸收，也提高耕層土壤速效養(yǎng)分含量；嚴君等研究表明，玉米—大豆—小麥輪作處理的根瘤菌豐度最高，大豆與小麥輪作的種植制度，能提高土壤肥力，起到增產(chǎn)作用；Tamm等和楊寧等研究表明，豆科作物前茬對于后季作物小麥有增產(chǎn)效果。此外，Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，輪作具有較高的產(chǎn)量效益，豆科作物與小麥輪作的增產(chǎn)幅度比無豆科作物與小麥的輪作高14.0%；Ma等試驗表明，與200 kg/hmN的施氮量下禾本科連續(xù)種植體系相比，100 kg/hmN的施氮量禾本科作物與豆類作物輪作也可以保持較高產(chǎn)量；Gan等研究指出，與小麥—免種輪作方式相比，多年的小麥—豆科作物輪作模式下，可以提高小麥籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率。前人對豆科作物輪作體系下，土壤速效養(yǎng)分和后茬小麥產(chǎn)量已有大量研究，但多集中對耕層養(yǎng)分的研究，對不同土層養(yǎng)分變化及該體系下速效養(yǎng)分與產(chǎn)量和品質(zhì)之間關(guān)系，鮮見報道。本研究通過在豫北潮土區(qū)3年的大田試驗，探究小麥與豆科作物輪作模式下不同土層土壤養(yǎng)分變化特征及對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為該區(qū)域合理的農(nóng)業(yè)輪種模式提出理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗地概況見石柯等，2016年10月至2019年10月的逐月氣溫和降水量見圖1。

圖1 2016-2019年月均氣溫和月降水量

1.2 試驗設(shè)計

試驗開展于2016年10月至2020年10月，試驗設(shè)5個輪作處理：(1)連續(xù)小麥—玉米(WM-WM-WM)；(2)1周期小麥—玉米+1周期小麥—大豆(WM-WS-WM)；(3)1周期小麥—玉米+1周期小麥—夏花生(WM-WP-WM)；(4)連續(xù)小麥—夏花生(WP-WP-WP)；(5)連續(xù)小麥—大豆(WS-WS-WS)。試驗采用隨機區(qū)組排列，每個處理設(shè)3個重復(fù)，小區(qū)面積為68.75 m(12.5 m×5.5 m)。小麥季氮素按基追比7∶3施用，每年3月15日左右進行追肥；磷肥與鉀肥作為基肥一次性施用；秋季作物施肥因作物類型不同施用量具體見表1。小麥每年10月13日左右播種，播種前玉米秸稈粉碎后還田，大豆和夏花生秸稈不還田，耕作均采用旋耕，深度為13～15 cm。秋季作物每年6月10日左右播種，玉米采用免耕鐵茬播種，種肥同播；夏花生和大豆采用人工播種和施肥。各小區(qū)田間管理措施，例如除草、防病蟲害、灌水等措施均保持一致。各作物播量及施肥量見表1。

表1 不同作物播種量和施肥量

1.3 樣品采集與測定

在2017年10月至2019年10月，玉米等秋季作物收獲期，利用五點取樣法取土，分別采取0—30 cm土壤樣品，每10 cm取1個樣，去除植物根系和堅硬石塊，風(fēng)干，過0.85，0.25 mm篩，測定土壤速效氮、磷、鉀。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、堿解氮、有效磷和速效鉀測定具體測定方法見鮑士旦的《土壤農(nóng)化分析法》。小麥籽粒蛋白質(zhì)采用近紅外光譜測定。

于2018—2020年小麥?zhǔn)斋@期，各小區(qū)選擇生長一致的小麥個體，分別取3個重復(fù)測產(chǎn)，每個重復(fù)取1 m的小麥，隨機選擇10穗小麥計算畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。

產(chǎn)量(kg/hm)=穗粒數(shù)(粒)×千粒重(g)×公頃穗數(shù)(×10/hm)

小麥成熟期生物量=產(chǎn)量(kg/hm)/收獲指數(shù)(HI)

地上部氮素吸收量(kg/hm)=籽粒生物量(kg/hm)×籽粒全氮含量(g/kg)/1000+秸稈生物量(kg/hm)×秸稈全氮含量(g/kg)/1000

氮收獲指數(shù)(NHI)=籽粒生物量(kg/hm)×籽粒全氮含量(g/kg)/地上部氮素吸收量×100

收獲指數(shù)(HI)=籽粒產(chǎn)量/地上部總干物質(zhì)重

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)的計算和統(tǒng)計分析采用SPSS 25.0、Microsoft Office 2010軟件，數(shù)據(jù)處理和繪圖使用Origin 2018軟件，處理間差異顯著性利用單因素方差分析LSD法檢驗，顯著性差異水平為≤0.05；處理間和土層間的交互效應(yīng)采用雙因素方差分析比較，顯著性差異水平為≤0.05和≤0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同輪作對土壤堿解氮的影響

由圖2可知，0—30 cm土層中，土壤堿解氮含量在0—20 cm耕層土壤中高于20—30 cm土壤，隨試驗周期的增加，在不同土層各處理之間差異增加。2017年10—30 cm土層中，WS-WS-WS處理的堿解氮含量較WM-WM-WM處理顯著高17.6%和26.5%；2018年0—20 cm土層中，均以WS-WS-WS處理堿解氮含量顯著高于WM-WM-WM和WM-WS-WM處理；2019年各處理的堿解氮含量相較前2年略有降低。0—10 cm土層，各處理堿解氮含量顯著高于WM-WS-WM處理；10—30 cm土層，WM-WP-WM土壤堿解氮含量較高，分別為69.94，32.85 mg/kg，WM-WP-WM和WP-WP-WP處理土壤堿解氮含量顯著高于其他處理。整體上看，WP-WP-WP、WS-WS-WS處理明顯提高土壤堿解氮含量。從雙因素分析數(shù)據(jù)可知，2017年和2018年不同輪作方式和土層深度對土壤堿解氮含量有極顯著影響，但交互作用不顯著；2019年不同輪作方式和土層深度都使得堿解氮含量有變化，且有極強的疊加作用。表明隨著種植年限的增加，豆科作物的輪作方式提高0—20 cm土層土壤堿解氮含量，即不同輪作方式和土層深度共同影響土壤堿解氮含量。

注：不同小寫字母表示同一土層不同處理之間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同輪作對土壤硝態(tài)氮的影響

由圖3可知，0—30 cm土層中，土壤硝態(tài)氮含量各處理間差異顯著，且隨試驗周期增加，各處理硝態(tài)氮含量均呈增加趨勢。2017年，0—10 cm土層WP-WP-WP處理硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理；10—20 cm土層，WP-WP-WP和WS-WS-WS處理的硝態(tài)氮含量較高；20—30 cm土層，WS-WS-WS處理硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理。2018年，總體上，相對2017年處理間差異稍有縮小，但處理間硝態(tài)氮含量均大于WM-WM-WM處理。0—10 cm土層，其他各處理顯著高于WM-WM-WM處理；10—20 cm土層，WM-WP-WM、WP-WP-WP和WS-WS-WS處理高于其他處理；20—30 cm土層，WP-WP-WP處理硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理。2019年，各處理的硝態(tài)氮含量均有增加。處理間的趨勢與2018年類似，0—10 cm土層，WM-WS-WM、WM-WP-WM和WS-WS-WS處理硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理；10—20 cm土層，WM-WP-WM和WP-WP-WP處理硝態(tài)氮含量顯著高于其他處理；20—30 cm土層，WP-WP-WP處理的硝態(tài)氮含量最高，為31.28 mg/kg，且顯著高于其他處理。整體上看，WP-WP-WP、WS-WS-WS處理能明顯提高土壤硝態(tài)氮含量。從雙因素分析數(shù)據(jù)可知，2017—2019年，不同輪作方式和土層深度對土壤硝態(tài)氮含量有極顯著影響，并且它們的交互作用極顯著。表明隨著種植年限的增加，豆科作物輪作方式提高0—30 cm土層硝態(tài)氮含量，即不同輪作方式和土層深度共同影響土壤硝態(tài)氮含量。

圖3 不同處理不同土層土壤硝態(tài)氮含量

2.3 不同輪作對土壤銨態(tài)氮的影響

由圖4可知，在不同輪作方式下，0—30 cm土層土壤銨態(tài)氮含量在0—20 cm耕層土壤中高于20—30 cm土壤，且隨著試驗周期增加，各處理在各土層差異較低。2017年，0—10 cm土層WP-WP-WP和WS-WS-WS處理銨態(tài)氮含量最高；10—20 cm土層WM-WS-WM和WM-WP-WM處理銨態(tài)氮含量顯著高于其他處理；20—30 cm土層其他處理都優(yōu)于WM-WM-WM處理。2018年，0—10 cm土層WM-WS-WM、WM-WP-WM和WP-WP-WP處理間銨態(tài)氮含量顯著高于其他處理；10—20 cm土層各處理銨態(tài)氮含量均顯著高于WM-WM-WM處理。2019年，0—10 cm土層與2017年差異相同；10—20 cm土層各處理銨態(tài)氮含量都高于WM-WP-WM處理；20—30 cm土層與2018年各處理差異相似。整體上，WP-WP-WP和WS-WS-WS處理銨態(tài)氮含量較高，說明這2種處理可明顯提高土壤銨態(tài)氮含量。從雙因素分析數(shù)據(jù)可知，2017—2019年，不同輪作方式和土層深度對土壤銨態(tài)氮含量有極顯著影響，且它們的交互作用也極顯著。表明豆科作物輪作模式提高耕層土壤銨態(tài)氮含量，即不同輪作方式和土層深度均可影響土壤銨態(tài)氮含量。

圖4 不同處理不同土層土壤銨態(tài)氮含量

2.4 不同輪作對土壤有效磷的影響

由圖5可知，土壤有效磷含量在0—20 cm耕層土壤中高于20—30 cm土壤，且隨試驗周期增加，差異更加明顯。2017年，0—10 cm土層WM-WS-WM、WP-WP-WP和WS-WS-WS處理間有效磷含量均較高；10—20 cm土層各處理土壤有效磷含量均表現(xiàn)為高于WM-WS-WM處理；20—30 cm土層WM-WP-WM和WS-WS-WS處理有效磷含量顯著高于其他處理。2018年，0—20 cm土層WM-WM-WM、WM-WP-WM和WP-WP-WP處理有效磷含量均高于其他處理。2019年，0—20 cm土層WM-WM-WM、WM-WS-WM和WP-WP-WP處理間有效磷含量均顯著高于其他處理；20—30 cm土層WM-WS-WM處理土壤有效磷含量最高，達到8.02 mg/kg。整體上，WP-WP-WP處理有效磷含量最高，該處理能明顯提高土壤有效磷含量。從雙因素分析數(shù)據(jù)可知，2017年輪作方式對土壤有效磷含量影響不顯著，土層深度及輪作方式和土層深度的交互作用極顯著；2018—2019年，不同輪作方式和土層深度對土壤有效磷含量有極顯著影響，并且它們的交互作用極顯著。表明隨著種植年限增加，豆科作物輪作模式下，表層土微生物較多提高土壤有效磷含量，而深層土則因土壤有機質(zhì)和微生物較少，未提高甚至降低深層土壤有效磷含量，因此土層深度影響土壤有效磷含量。

圖5 不同處理不同土層土壤有效磷含量

2.5 不同輪作對土壤速效鉀的影響

由圖6可知，土壤速效鉀含量在0—10 cm土層中高于10—20 cm土層，且隨試驗周期增加，不同處理在各個土層中差異增加。2017年，0—10 cm土層WS-WS-WS處理土壤速效鉀含量最高，達到170.98 mg/kg；20—30 cm土層WP-WP-WP和WS-WS-WS處理速效鉀含量顯著高于其他處理。2018年，0—10 cm土層WP-WP-WP處理土壤速效鉀含量最高，達到172.80 mg/kg；10—20 cm土層WM-WM-WM、WM-WS-WM和WM-WP-WM處理間速效鉀含量都顯著高于其他處理；20—30 cm土層WM-WS-WM和WP-WP-WP處理速效鉀含量高于其他處理。2019年，0—10 cm土層WM-WS-WM和WM-WP-WM處理間速效鉀含量都顯著高于其他處理；10—20 cm土層WM-WS-WM、WM-WP-WM和WP-WP-WP處理速效鉀含量顯著高于其他處理；20—30 cm土層各處理均顯著高于WM-WM-WM處理。整體上，WM-WP-WM和WP-WP-WP處理速效鉀含量最高，這2種輪作模式下，有助于提高土壤速效鉀含量。從雙因素分析數(shù)據(jù)中可知，2017—2019年中，不同輪作方式和土層深度對土壤速效鉀含量有極顯著影響，而且它們的交互作用也極顯著。表明隨著種植年限增加，不同輪作方式和土層深度共同影響土壤速效鉀含量。

圖6 不同處理不同土層土壤速效鉀含量

2.6 不同輪作對地小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

由圖7可知，整體上小麥籽粒蛋白質(zhì)含量隨種植年限增加，各處理間差異逐漸減小。2018年，WM-WS-WM和WP-WP-WP處理小麥籽粒蛋白質(zhì)含量顯著高于其他處理，分別達到17.0%和17.8%。2019年，WM-WS-WM和WM-WP-WM處理小麥籽粒蛋白質(zhì)含量最高，分別達到14.4%和15.0%。2020年，WP-WP-WP處理小麥籽粒蛋白質(zhì)含量顯著高于其他處理。從3年各處理小麥籽粒蛋白質(zhì)含量平均值來看，表現(xiàn)為WP-WP-WP>WM-WS-WM>WM-WP-WM>WS-WS-WS>WM-WM-WM，說明采用連續(xù)小麥—夏花生輪作模式可以顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量。

圖7 不同年份小麥籽粒蛋白質(zhì)含量

2.7 不同輪作對小麥成熟期生物量的影響

由圖8可知，整體上小麥成熟期生物量隨著種植年限增加各處理生物量逐漸增加，不同處理間差異增加。2018年，WS-WS-WS處理小麥成熟期生物量顯著高于其他處理，最高達到15 543 kg/km，且其他處理間差異不顯著；2019年各處理都顯著高于WM-WP-WM處理；2020年，WM-WS-WM、WP-WP-WP和WS-WS-WS處理小麥成熟期生物量最高。

圖8 不同處理不同年份小麥成熟期生物量

2.8 不同輪作對小麥?zhǔn)斋@指數(shù)和氮收獲指數(shù)的影響

由圖9可知，3年間小麥的氮收獲指數(shù)(nitrogen harvest index, NHI)與收獲指數(shù)(harvest index, HI)呈正相關(guān)關(guān)系，HI隨著小麥NHI增加而升高。

圖9 小麥氮收獲指數(shù)與收獲指數(shù)的關(guān)系

2.9 不同輪作對小麥產(chǎn)量及后續(xù)作物經(jīng)濟效益的影響

由表2可知，2018年，WP-WP-WP處理小麥產(chǎn)量最高，達到6 341 kg/hm，比WM-WS-WM處理提高13.6%。2019年，WM-WS-WM處理小麥產(chǎn)量顯著高于其他處理，達到6 001 kg/hm，比WS-WS-WS處理提高25.8%。2020年，WP-WP-WP和WS-WS-WS處理小麥產(chǎn)量顯著高于其他處理，分別達到6 956 kg/hm和6 777 kg/hm；從產(chǎn)量構(gòu)成因素可知，2018—2019年，各處理的穗粒數(shù)差異較小且畝穗數(shù)和千粒重?zé)o明顯差異。2020年，WS-WS-WS處理的畝穗數(shù)顯著高于其他處理。WP-WP-WP處理的穗粒數(shù)顯著高于其他處理。WM-WS-WM和WM-WP-WM處理間的千粒重顯著高于其他處理。

表2 2018-2020年不同輪作模式下小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

綜上可知，WP-WP-WP處理通過提高穗粒數(shù)來提高產(chǎn)量，WS-WS-WS處理通過提高小麥畝穗數(shù)來提高小麥產(chǎn)量。

從表3～表5可以看出，2018—2020年小麥季，WM-WM-WM、WP-WP-WP和WS-WS-WS處理輪作周期內(nèi)總經(jīng)濟效益最高。2018—2020年秋季作物收獲季，WP-WP-WP處理3年輪作周期內(nèi)收益最高，達到125 400元/hm。2018—2020年總經(jīng)濟效益以WP-WP-WP處理最高，達到167 486元/hm。

表3 2018-2020年不同輪作模式下小麥經(jīng)濟效益

表4 2018-2020年不同輪作模式下秋季作物經(jīng)濟效益

表5 2018-2020年不同輪作模式下輪作周期內(nèi)作物經(jīng)濟效益 單位：元/hm2

從不同處理3年各輪作周期內(nèi)可知，WP-WP-WP處理的各輪作周期內(nèi)經(jīng)濟效益最高。不同處理3年各輪作周期內(nèi)經(jīng)濟效益均表現(xiàn)為WP-WP-WP>WM-WP-WM>WS-WS-WS>WM-WS-WM>WM-WM-WM。

3 討 論

3.1 不同輪作對麥田后季作物土壤養(yǎng)分的影響

小麥與豆科作物輪作模式對于土壤養(yǎng)分含量積累有著重要的作用。前人研究表明，小麥—豆科作物輪作體系下，減少氮肥投入，土壤堿解氮含量仍能保持較高水平，這與本研究的結(jié)果相同。由于豆科作物具有自身固氮的作用，可以將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為作物所需的氮素，所以對于提高土壤堿解氮含量起著重要作用。從雙因素分析可知，輪作模式和土層深度共同影響堿解氮含量。本研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)的小麥—夏花生和大豆輪作模式下比非豆科作物輪作更能提高土壤堿解氮含量，這對于豆科作物提高土壤氮素有一定借鑒意義；同時，與豆科作物輪作的小麥深層的土壤堿解氮含量也高于與玉米輪作的土壤堿解氮含量，這是因為豆科作物根系較長，可以提高深層土壤堿解氮含量，對于培肥土壤具有一定作用。

土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮是供給作物氮素的重要途徑之一。李娟等研究表明，在膠原土壤上種植9種豆科作物對于土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量提高有促進作用，這與本研究結(jié)果類似。本研究中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)小麥—大豆和花生輪作模式下，土壤硝銨態(tài)氮含量明顯高于小麥與玉米輪作模式下土硝銨態(tài)氮含量，但是1個周期小麥—玉米+1個周期小麥—豆科作物輪作模式下土壤硝銨態(tài)氮含量并沒有提高，或者提高較少，這可能是由于豆科作物沒有連年種植，土壤中很難富集空氣中的氮源，進而導(dǎo)致土壤氮素提高不明顯。

土壤有效磷含量提高對于促進作物生長發(fā)育具有重要作用。Feiziene等研究表明，豆科作物在有機輪作模式中，可以有效提高土壤有效磷含量。本試驗中，采用連續(xù)小麥—夏花生輪作模式下土壤有效磷含量最高，這可能是由于花生相對于禾本科植物更能吸收磷素養(yǎng)分，而花生相對于大豆能分泌更多的有機酸，并且吸收鈣能力強，因此吸收磷能力也強。從雙因素分析可知，土層深度可以單獨影響土壤有效磷含量，隨土層深度增加，有效磷含量逐漸降低，不同處理也間接影響土壤有效磷含量，這可能是由于豆科作物根系附著有根瘤菌，根瘤菌以磷固氮作用使得土壤磷素都聚集在豆科作物根系周圍，進而使得深層土壤有效磷含量較低。

土壤速效鉀含量對于作物生長發(fā)育及提高小麥等作物的抗逆性具有重要作用。翁穎等和龐泰春研究表明，豆科作物對于鉀素養(yǎng)分的需求較高；韓曉增等研究表明，豆科作物對于鉀素需求較高，并且從土壤膠體中析出大量的鉀素養(yǎng)分。本研究發(fā)現(xiàn)，與豆科作物輪作的小麥土壤鉀素養(yǎng)分高于與玉米輪作模式下的土壤鉀素養(yǎng)分。由于豆科作物根瘤菌固氮作用，對于鉀素養(yǎng)分需求較高，將土壤中鉀素解離出來，提高土壤速效鉀含量。從雙因素分析可知，輪作方式和土層深度共同影響土壤速效鉀含量，這也說明豆科作物對于鉀素養(yǎng)分的需求較高，使得土壤速效鉀含量較高。由于豆科作物在固定土壤氮素養(yǎng)分時，需要吸收土壤鉀素，可能使得深層土壤速效鉀含量較低。

3.2 不同輪作對小麥生物量及產(chǎn)量與效益的影響

豆科作物與小麥輪作被看做是一種促進小麥生長發(fā)育以及提高產(chǎn)量的重要輪作方式。張積攀研究認為，合理化的小麥—花生輪作模式下可以提高花生和小麥的產(chǎn)量，推動農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展；董士剛研究表明，小麥—夏花生和小麥—大豆處理提高后茬作物小麥的產(chǎn)量，達到增產(chǎn)效果。本研究中也有類似的結(jié)果。Varvel研究發(fā)現(xiàn)，多作物輪作相對于單一作物輪作下更能降低產(chǎn)量波動，有利于農(nóng)民穩(wěn)產(chǎn)穩(wěn)收，這與本研究結(jié)果相同。本研究中發(fā)現(xiàn)，與豆科作物輪作后年季間小麥產(chǎn)量的波動明顯降低。從小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，3年數(shù)據(jù)表明麥季通過畝穗數(shù)和穗粒數(shù)影響最終產(chǎn)量。穗粒數(shù)以WP-WP-WP處理最高，畝穗數(shù)以WS-WS-WS處理達到最高，表明小麥與豆科作物輪作可通過增加畝穗數(shù)和穗粒數(shù)來提高產(chǎn)量。而畝穗數(shù)又取決于分蘗數(shù)的多少，氮素含量直接影響小麥分蘗數(shù)的多少，因為豆科作物能夠提高土壤氮素含量，所以可以使小麥增產(chǎn)。因此，豆科作物與小麥輪作可以通過提高小麥分蘗數(shù)來實現(xiàn)產(chǎn)量提高。

小麥與豆科作物輪作可以通過提高小麥季作物產(chǎn)量的方式提高輪作周期內(nèi)的經(jīng)濟效益。Cheng等研究發(fā)現(xiàn)，小麥連作體系下，增加豆科作物輪作后可以提高小麥產(chǎn)量，進而增加小麥季經(jīng)濟效益。本研究也發(fā)現(xiàn)，豆麥輪作可以提高土壤氮素養(yǎng)分供給小麥吸收，從而提高小麥產(chǎn)量，使得小麥季經(jīng)濟效益提高。從玉米季各處理的經(jīng)濟效益可知，與夏花生輪作條件下的收益最高，分析可知，夏花生的收購價高于其他作物，對于農(nóng)民增加收入具有良好的促進作用。

3.3 不同輪作對小麥蛋白質(zhì)含量的影響

小麥蛋白質(zhì)含量主要受氮素養(yǎng)分供應(yīng)的影響。郭興鳳等研究表明，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量受到各種環(huán)境認為因素的影響，其中栽培管理措施成為改變小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的重要方法之一。采用與豆科作物輪作的方法可以提高土壤氮素養(yǎng)分，這是提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的方法之一。Smith等研究表明，利用豆科作物與小麥的輪作方式下，豆科作物綠肥施入土壤與其他休耕輪作方式相比可顯著提高小麥蛋白質(zhì)含量。蔡艷等研究表明，小麥—豆科作物輪作體系下，通過測定小麥籽粒蛋白質(zhì)品質(zhì)可知，與豆科作物輪作的后茬小麥，蛋白質(zhì)含量較高，且與土壤變化水平趨于一致。本研究中也得到相同的結(jié)果，尤其是連續(xù)小麥—夏花生輪作模式可以顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量，這也是由于豆科作物的固氮作用，使得后茬小麥可以從土壤吸收更多的氮素養(yǎng)分，供給籽粒形成，提高小麥品質(zhì)。

4 結(jié) 論

(1)小麥與豆科作物輪作促進土壤中速效養(yǎng)分的積累，增加土壤氮素的積累，進而提高氮素利用效率，實現(xiàn)小麥季的增產(chǎn)增收。

(2)3年秋季作物成熟期土壤速效養(yǎng)分測定結(jié)果以連續(xù)小麥—夏花生輪作模式最高；小麥季產(chǎn)量以連續(xù)的小麥—夏花生和連續(xù)的小麥—大豆輪作模式最高。

(3)從產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析可知，連續(xù)小麥—夏花生和連續(xù)小麥—大豆輪作模式可以通過提高畝穗數(shù)和穗粒數(shù)來提高小麥產(chǎn)量。

綜上所述，以夏花生、大豆等豆科作物與小麥輪作的模式可以顯著提高土壤速效養(yǎng)分含量，并能實現(xiàn)增產(chǎn)。