赵凯男，吴金芝，李俊红，田文仲，张 洁，李 芳，侯园泉，张振旺，姚宇卿，吕军杰，黄 明*，李友军*

（1 河南科技大学农学院，河南洛阳 471023；2 洛阳农林科学院，河南洛阳 471023；3 中国农业科学院洛阳旱农试验基地，河南洛阳 471023）

我国粮食产量连续7年保持在65000万t以上，实现了粮食生产18年连续丰收[1]，同时我国也是世界上化肥用量最大的国家，2020年高达5251万t (折纯量)，远高于欧美等国家[1]。冬小麦-夏玉米(简称麦玉)一年两熟制是我国北方重要的种植制度之一，在保障国家粮食安全中具有重要地位，但该种植体系下过量施肥现象非常普遍[2]。当前，化肥的过量使用不仅造成了资源浪费，肥料利用效率低下，而且导致了土壤养分失衡，水体富营养化，土壤硝态氮高量累积等问题，严重制约着我国农业的可持续发展[3]，尤其在因水分短缺使肥料养分难以被作物充分利用的北方旱作区更为突出[4]。因此，探索协同实现化肥减量、培肥土壤、高产高效和环境友好的施肥措施对旱作麦玉两熟农田可持续生产具有重要意义。

有机肥替代化肥作为农业减肥增效绿色生产的重要措施，在改善农田土壤理化性质，促进土壤蓄水保墒，提高作物生产力，减轻环境污染等方面具有积极影响[5-12]。与单施化肥相比，在西北旱作区，有机肥替代部分化肥能够优化作物生育后期土壤速效养分含量[5]，小麦产量和水分利用效率分别提高6.6%～41.8%和23.2%～36.6%[6]，玉米产量和水分利用效率分别提高15.6%～18.2%和15.7%～22.3%[7]，同时能够有效降低0—100 cm土层土壤硝态氮残留量[8]。在东北黑钙土地区，有机肥替代化肥可使0—20 cm土层有机碳、速效磷、速效钾含量显著提高，玉米产量提高10.1%～13.6%[9]。在黄土旱塬地区，有机肥替代化肥使玉米产量显著提高20.7%～30.9%[10]，小麦产量显著提高17.2%～21.4%，土壤硝态氮残留显著减少9.6%～23.0%[11]。在华北麦玉轮作体系中，有机肥替代部分化肥可使0—20 cm土层土壤有机质和全氮含量分别显著提高19.5%和12.3%，且小麦、玉米产量维持稳定[12]。

秸秆还田作为农业生产中替代化肥的主要实现方式，在我国有较大的化肥替代潜力[13-14]。现阶段我国三大粮食作物秸秆还田化肥可替代量分别为294万t (N)、194万t (P2O5)和1084万t (K2O)，总量超过我国化肥使用量的1/4[13]。然而，目前关于秸秆替代化肥调控作物生产的研究相对较少。已有的研究表明，与单施化肥相比，秸秆替代30%和60%钾肥，玉米产量无显著差异[14]；腐熟秸秆替代氮肥超过50%时，小麦产量会显著降低[15]。麦玉轮作区长期定位试验表明，秸秆配合有机肥提高土壤有机质含量以及有机质稳定性的效果优于化肥[16]；稻秸和有机肥配合替代氮肥能够改善土壤肥力，使水稻产量提高8.4%～13.9%[17]。这些结果在一定程度上说明，单独使用秸秆替代化肥提高作物产量的效果并不理想，而采用秸秆和有机肥配合代替化肥可实现改土增产的目标。

综上，前人围绕有机肥替代化肥如何调控小麦、玉米生产系统方面已经开展了大量研究，但主要是针对小麦或玉米单季作物或一年一熟体系进行，而关于秸秆和有机肥配合替代部分化肥对不同降水年型下旱作麦玉两熟农田作物生产力，以及长期培肥对土壤养分含量和土壤硝态氮分布的影响鲜有报道。因此，本研究依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的田间定位试验，研究不施肥、常规氮磷钾肥、秸秆和有机肥配合替代部分氮磷钾肥对旱作麦玉两熟农田作物生产力，0—60 cm土层土壤养分含量和0—380 cm土层土壤硝态氮剖面分布的影响，为实现旱作麦玉两熟农田高产高效和可持续生产提供理论和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于中国农业科学院洛阳旱农试验基地(34.62°N，112.46°E)，海拔130 m，属典型温带半湿润偏旱季风气候，年均气温14.6℃，平均干旱频率＞40%，干燥度＞1.3，无霜期200～219天。年降水量为400～800 mm，年均蒸发量1870 mm。供试土壤为黄棕色褐土，耕层土壤田间持水量、饱和水含量、容重和pH分别为27%、33%、1.53 g/cm3和7.30；0—20 cm土层中粒径＞0.2 mm的沙粒为302 g/kg，粒径0.2～0.002 mm的粉粒为416 g/kg，粒径＜0.002 mm的粘粒为282 g/kg。麦玉两熟为当地主要的种植制度。2007年6月试验开始时0—20 cm土层中土壤有机质15.8 g/kg，全氮0.9 g/kg，速效磷10.4 mg/kg，速效钾166 mg/kg，阳离子交换量为19.9 cmol/kg。本研究中逐月降水量如图1。

图1 2015年6月—2020年5月降水量Fig.1 Monthly precipitation from June 2015 to May 2020

1.2 试验区降水年型

采用干燥指数DI为依据划分降水年型[18]，DI=(P-M)/σ，式中，P为当季或当年降水量(mm)，M为当季或当年平均降水量(mm)，σ为当季或当年平均降水量均方差。DI＞0.35 为丰水年，-0.35≤DI≤0.35为平水年，DI＜-0.35 为干旱年。

当地2000—2020年夏玉米季降水量均值为(347±123) mm，冬小麦季降水量均值为(199±63)mm，周年(夏玉米季+冬小麦季)降水量均值为(542±157) mm。2015—2020年夏玉米、冬小麦和周年降水年型划分结果如表1所示：1) 若按夏玉米生育期降水量划分，2015和2017年为干旱年；2016年为平水年；2018和2019年为丰水年。2) 若按冬小麦生育期降水量划分，2018—2019年为干旱年；2015—2016、2016—2017和2019—2020年为平水年；2017—2018年为丰水年。3) 若按周年(夏玉米季+冬小麦季)降水总量划分，2015—2016年为干旱年；2016—2017和2018—2019年为平水年；2017—2018和2019—2020年为丰水年。各降水年型下产量、耗水量和水分利用效率的数据分析均为该年型下全部年份的均值。

表1 2015—2020年试验区降水年型Table 1 Precipitation type in experiment area from 2015 to 2020

1.3 试验设计

试验共设3个处理：1) 不施肥 (CK，对照)；2)常规氮磷钾肥 (NPK)；3) 秸秆和有机肥配合替代部分化肥(SOR)。采用随机区组设计，小区面积16 m2，3次重复。CK处理，全年不施入任何肥料，秸秆不还田。NPK处理，根据当地农户习惯，分别于夏玉米拔节期施纯N 207 kg/hm2，冬小麦播前施纯N 150 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2和 K2O 90 kg/hm2，秸秆不还田。SOR处理，夏玉米季将前茬冬小麦秸秆全部覆盖还田，并于拔节期施纯N 207 kg/hm2；冬小麦季将前茬50%的夏玉米秸秆粉碎 (5.0 cm左右)后均匀还田于原小区，并施有机肥1250 kg/hm2以及NPK处理的2/3化肥用量 (表2)。

表2 化肥和有机肥替代处理年肥料用量和秸秆还田量 (kg/hm2)Table 2 Annual application amount of fertilizer and straw incorporation in NPK and SOR treatments

秸秆、有机肥和化肥均在当季作物播前整地时施入。供试有机肥 (河南豫宝肥业有限公司)中养分含量分别为N≥2.03%、P2O5≥2.79%、K2O≥2.26%，有机质≥30%，有机肥供试量相当于冬小麦季NPK处理的17% N、34% P2O5和28% K2O。供试化肥分别为尿素 (含N 46%)、过磷酸钙 (含P2O512%) 和氯化钾 (含K2O 60%)。夏玉米品种为洛玉114，于6月上旬免耕播种，9月下旬收获，种植密度45000株/hm2；冬小麦品种为洛旱7号，于10月上中旬秸秆还田、施肥并人工翻耕整地后播种，行距20 cm，播量为120～135 kg/hm2，5月下旬或6月初收获。整个试验期间无灌溉，病虫草害防治等田间管理措施按照当地农民生产习惯进行。

1.4 测定方法

1.4.1 土壤肥力 于2020年小麦收获后2天，利用直径40 mm土钻，分别从各小区取0—60 cm土层土样，每20 cm为一层，风干后分别过1.00 mm和0.15 mm筛待测。土壤肥力各指标参照鲍士旦[19]的方法测定：有机质含量采用重铬酸钾外加热法，全氮含量采用凯氏定氮法，速效磷含量采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法，速效钾含量采用乙酸铵浸提—火焰光度计法，土壤pH采用 pH计(INDIA仪电科学仪器，m(水)∶m(土)=2.5∶1混合摇匀)测定。

1.4.2 作物产量、生育期耗水量及水分利用效率在每季作物成熟期，各小区均全部收获，脱粒、风干后测定产量。

在每季作物播种前和收获后3～5天，利用直径40 mm土钻，从各小区采集0—200 cm土层土样，每20 cm 为一土层，称取50 g±5 g鲜土，于105℃烘至恒重，并计算土壤含水量，作物生长期耗水量和水分利用效率[18]。

土壤含水量W (%) = (湿土质量-烘干土质量)/烘干土质量×100

土壤贮水量SWS (mm)=D×H×W×10

式中，SWS为0—200 cm土层土壤贮水量 (mm)；D为土壤容重 (g/cm3)；H为土层厚度 (20 cm/层)；W为土壤含水量 (%)。

生育期耗水量ET (mm)=P+U-R-F-ΔW

式中，ET为作物生育期耗水量 (mm)；P为作物生长期总降水量 (mm)；R为径流量 (mm)；U为地下水补给量 (mm)；F为深层渗漏量 (mm)；ΔW为作物播种时0—200 cm土层土壤贮水量与作物收获时0—200 cm土层土壤贮水量之差 (mm)。当地下水埋深大于2.5 m时，U值可以忽略不计，本试验地下水埋深3.5 m，试验期间无灌水，故U、F和R值均为0。

水分利用效率 WUE (kg/(hm2·mm) ＝Y/ET

式中，Y为籽粒产量 (kg/hm2)，ET为生育期耗水量(mm)。

1.4.3 土壤硝态氮 取样时期及方法同1.4.1，分别从各小区采集0—380 cm土样，其中0—200 cm每20 cm为一层，200—380 cm每30 cm为一层。带回实验室后迅速测定土壤水分，然后将剩余土样存于4℃冰箱冷藏保存待测。采用1 mol/L KCl溶液，在28℃下震荡浸提1 h并过滤，使用AA3高通量连续流动分析仪 (SEAL公司，德国)测定浸提液中硝态氮浓度 (mg/L)，硝态氮含量以干重计(mg/kg)。按照Dai等[20]描述的方法计算硝态氮积累量 (NA，kg/hm2)：NA=Hi×Di×Ci×0.1，式中，Hi为i土层厚度(cm)，Di为该土层土壤容重 (g/cm3)，Ci为该土层土壤硝态氮含量 (mg/kg)，0.1为转换系数。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2019软件计算各处理的平均值、标准差，利用SPSS 23软件进行处理间差异显著性分析 (LSD)，P＜0.05为差异显著。图表分别采用Origin 2018和Microsoft Excel 2019制作。

2 结果与分析

2.1 不同处理对旱作麦玉两熟农田土壤肥力的影响

由表3可知，与试验起始时(2007年6月)相比，CK处理导致0—20 cm土层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量分别降低19.0%、22.2%、62.5%、1.2%，除速效钾外均达到显著差异水平；而NPK和SOR处理各养分含量均表现为显著提高，增幅依次为36.7%～55.7%、11.1%～33.3%、11.5%～26.0%和99.4%～130.1%。进一步分析可知，与NPK处理相比，在0—20 cm土层，SOR处理土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别显著提高13.9%、20.0%、12.9%和15.4%；20—40和40—60 cm土层，土壤有机质分别显著提高10.4%和16.4%，20—40 cm土层土壤全氮含量显著提高16.7%。与供试前土壤相比，3种施肥处理0—20 cm土层土壤pH均显著增加，分别提高0.69、0.44、0.66个单位，且SOR处理土壤pH在0—60 cm 土层保持在7.95～7.96，其稳定不同土层pH的能力优于CK (7.98～8.07)和 NPK (7.66～7.91)。

表3 2020年冬小麦收获期各处理不同深度土层土壤肥力Table 3 Soil fertility in different soil layers of each treatment at harvest of winter wheat in 2020

2.2 不同处理对旱作麦玉两熟农田作物产量的影响

降水年型、施肥处理及其互作对作物产量具有明显的调控作用 (图2)。丰水年夏玉米产量 (6090 kg/hm2) 显著高于干旱年和平水年，分别提高了163.0%和42.5%；冬小麦产量在丰水年与平水年间差异不显著，但分别较干旱年显著提高了68.0%和58.5%；周年产量在3种年型间差异不显著。

图2 不同降水年型下各处理夏玉米、冬小麦及周年产量Fig.2 Yields of summer maize, winter wheat and total in each treatment during different precipitation years

不同降水年型下，夏玉米产量均以SOR处理最高，其中在干旱年、平水年以及丰水年较NPK处理分别提高 35.3% (P＜0.05)、2.0% (P＞0.05)、5.3%(P＞0.05)，5 年平均提高 10.1% (P＜0.05)。NPK 处理夏玉米产量仅在丰水年较CK处理增产显著(47.1%)。与NPK处理相比，3种降水年型下，SOR处理冬小麦产量均无显著差异。对周年产量而言，SOR处理仅在干旱年较NPK处理显著提高20.5%，但在平水年和丰水年NPK、SOR处理均显著高于CK处理，增幅分别为35.9%、31.7%和39.4%、45.3%。

2.3 不同处理对旱作麦玉两熟农田作物耗水量及水分利用效率的影响

降水年型对作物耗水量及降水年型与施肥处理互作对作物耗水量与水分利用效率均有显著调控作用(表4)。丰水年夏玉米生育期耗水量和水分利用效率分别为298 mm和20.6 kg/(hm2·mm)，较干旱年、平水年分别显著提高24.2%、20.6%和123.9%、18.4%。丰水年冬小麦生育期耗水量为369 mm，较干旱和平水年分别显著提高30.4%和34.2%，但丰水年水分利用效率较平水年显著降低20.4%。丰水年周年耗水量为606 mm，较干旱年和平水年分别显著提高22.9%和10.6%，但3种降水年型间周年水分利用效率无显著差异。

表4 不同降水年型下各处理夏玉米、冬小麦及周年耗水量及水分利用效率Table 4 Water consumption during growth period (ET) and water use efficiency (WUE) of summer maize, winter wheat and total under different treatments in different precipitation years

不同施肥处理对作物生育期耗水量和水分利用效率的影响因降水年型和作物种类而异。对夏玉米而言，与NPK处理相比，SOR处理显著降低了平水年耗水量(8.9%)，显著提高了干旱年、平水年及5年平均水分利用效率(42.7%、12.3%和18.5%)。对冬小麦而言，SOR较NPK处理显著增加了干旱年生育期耗水量(7.5%)，但水分利用效率在平水年显著降低9.8%，5年平均显著降低7.9%。对周年而言，3种降水年型下，SOR处理较NPK处理并未显著改变作物耗水量，但在干旱年可使水分利用效率显著提高23.5%。

2.4 不同处理对旱作麦玉两熟农田土壤硝态氮分布的影响

由图3可知，连续13年不施肥 (CK) 导致0—380 cm 土层土壤硝态氮积累量处于较低水平 (98 kg/hm2)，而NPK和SOR处理土壤硝态氮积累量分别达到732 和833 kg/hm2。在0—80 cm土层中，NPK和SOR处理土壤硝态氮积累量均呈现下降趋势，且SOR处理较NPK显著降低23.3%。随着土层深度增加，NPK和SOR处理土壤硝态氮分别在100—230和80—200 cm土层大量积累，分别达到499和623 kg/hm2，分别占0—380 cm 土层总量的68.2%和74.8%，虽然该土层中硝态氮积累量SOR处理较NPK提高24.8%，但其富集区域上移30 cm。在200—380 cm土层中，SOR处理较NPK处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量(33.3%)，其中在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低54.9%、21.1%、25.0%和57.9%，表明SOR处理可降低土壤硝态氮在200 cm以下土层中的积累，有利于旱地麦玉两熟农田环境友好生产。

图3 2020年冬小麦收获期各处理0—380 cm土层土壤硝态氮分布Fig.3 Nitrate-N distribution in 0-380 cm soil layer under different treatments at harvest of winter wheat in 2020

3 讨论

3.1 秸秆和有机肥配合替代部分化肥对旱作麦玉两熟农田土壤肥力的影响

土壤肥力是耕地质量的基础，能否提高土壤肥力是评价施肥措施合理与否的重要指标。CK处理由于长年无肥料投入，导致0—20 cm土层土壤养分含量显著下降(除速效钾外)。长期不施肥条件下，由于作物根系的连年吸收导致土壤养分逐渐下降，与此同时，作物生长量低，通过根系及地上部残茬归还到土壤中的有机物相对较少，也是旱作麦玉两熟农田土壤养分含量降低的重要原因[21]。当前研究普遍表明，秸秆与有机肥配合能够优化0—20 cm土层土壤养分供给能力，维持养分平稳释放，从而为作物生长创造良好的养分条件，最终提高作物产量[12,16]。本试验结果表明，SOR处理改善0—20 cm土层土壤养分含量的能力优于NPK处理，其中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量较NPK处理分别显著提高13.9%、20.0%、12.9%和15.4%。温延臣等[12]研究表明，与单施化肥相比，有机肥替代部分化肥，可使华北平原麦玉轮作区0—20 cm土层土壤有机质和全氮含量分别显著提高19.5%和12.3%；吴其聪等[16]研究也表明，长期秸秆还田与有机肥替代化肥，能够优化潮土有机质含量，较试验起始时提高45.3%，且培肥效果优于单施化肥。本研究结果与这些研究结果[12，16]较为一致，然而，秸秆或有机肥对20 cm以下土层养分含量的影响效应尚存在争议[22-24]。Liu等[22]研究表明，与秸秆移除相比，秸秆还田使0—20、20—40和40—60 cm土层土壤有机质分别显著提高9.1%、10.9%和12.5%；Wankhede等[23]研究表明，与单施化肥相比，有机无机肥配施可使0—15、15—30 cm土层土壤有机质和全氮含量分别显著提高32.6%和14.8%、26.5%和8.3%。而宋佳杰等[24]研究表明，秸秆还田配施化肥显著提高了0—20 cm土层土壤有机质及全氮含量，但对20—40 cm土层养分含量无显著影响。本研究发现，SOR处理优化20—40和40—60 cm土层土壤养分含量的能力亦高于NPK处理，其中有机质含量在20—40和40—60 cm土层较NPK处理分别显著提高10.4%和16.4%，全氮含量在20—40 cm土层显著提高16.7%；此外，SOR处理还可以稳定土壤pH (7.95～7.96)，保证作物根系生长具有良好的酸碱环境[9]。因此，相较于常规氮磷钾肥处理，秸秆和有机肥配合替代部分化肥优化旱地农田表层(0—20 cm)和深层 (40—60 cm)土壤养分含量的能力较强，且能够缓解土壤酸化，利于旱作麦玉两熟农田持续生产。

3.2 秸秆和有机肥配合替代部分化肥对旱作麦玉两熟农田作物产量、生育期耗水量和水分利用效率的影响

秸秆还田或有机肥替代化肥是提高旱地作物产量和水分利用效率的重要措施之一[22-23]。在黄土高原旱区，与秸秆移除相比，秸秆还田条件下作物产量提高10.9%，且明显提高蓄水保墒能力，提升环境效益[25]。华北平原麦玉轮作区，有机肥替代30%化肥即可保障作物稳产[26]；本研究结果表明，与NPK处理相比，SOR处理下夏玉米产量和水分利用效率在3种降水年型下均表现为增加，且干旱年产量，干旱年和平水年水分利用效率增幅显著，5年均值分别显著提高10.1%和18.5%；同时SOR处理下周年产量和水分利用效率在干旱年也分别显著增加20.5%和23.5%；但是3种降水年型下，NPK和SOR处理冬小麦产量无显著差异，且SOR处理显著降低了冬小麦季平水年和5年平均水分利用效率。说明秸秆和有机肥配合替代化肥提高麦玉两熟区作物生产力的作用主要表现在夏玉米季，且在干旱年的作用最为突出。究其原因，夏玉米生长季(6～9月)气温、蒸发量均处于较高水平，由于NPK处理无秸秆覆盖，水分易蒸发损失，在降水少的干旱年，导致夏玉米出苗不齐，生育后期水分供给不足[27]，最终导致产量大幅下降；而SOR处理由于秸秆覆盖和有机肥的双重作用，能够抑制水分无效蒸发，增加土壤蓄水保墒能力，从而使生育期耗水量降低(平水年显著降低) 12～24 mm，有利于提高产量和水分利用效率。此外，夏玉米季秸秆覆盖，有效降低地表温度[28]，可为有机肥改善土壤结构，提高土壤微生物数量和质量，活化土壤养分提供良好的条件，从而为提高夏玉米产量和水分利用效率奠定基础[28-29]。本研究中，虽然SOR处理的有机肥是在冬小麦季施用，但其并不能使冬小麦增产，甚至降低了水分利用效率，可能是由于冬小麦季采用秸秆翻埋还田，虽然整地后仍有少量秸秆覆盖于地表，但其蓄水保墒能力较秸秆覆盖大幅降低，因此在降雨量较少的旱作地区无法发挥其增产效果。Zribi等[30]的研究也得到了类似结果。

此外，由于本研究地处黄土高原与黄淮海平原西部交汇处，属于典型的旱作麦玉两熟区，作物生产能力受降雨多寡的影响较大，因此未来的研究应针对产量降水年型差异较大的问题，探索其内在机理，为进一步优化秸秆和有机肥替代措施以提高应对减产风险的能力提供依据。

3.3 秸秆和有机肥配合替代化肥对旱作麦玉两熟农田土壤硝态氮的影响

土壤硝态氮是作物摄入氮素的主要形式，其在土壤剖面的迁移受施肥措施的影响较大[31]。当前关于秸秆还田和有机肥对土壤硝态氮的影响尚无定论[31-33]。盖霞普等[31]研究表明，施有机肥增加了土壤硝态氮深层的淋溶，而秸秆还田则提高了土壤对硝态氮的固持作用，减少深层淋溶的风险。而Zhao等[32]研究表明，秸秆作为土壤氮素的重要来源，长期秸秆还田会增加0—200 cm土层硝态氮残留量。还有研究表明，小麦生产中施氮量小于150 kg/hm2时，有无秸秆还田对土壤硝态氮残留均无显著影响，若施氮量高于150 kg/hm2，二者土壤硝态氮均在0—200 cm土层出现峰值，且秸秆还田峰值下移40 cm[33]。本研究中，由于CK处理连续13年未进行任何肥料投入，经过夏玉米和冬小麦对土壤中氮素的连年吸收，导致0—380 cm各土层土壤硝态氮始终处于较低水平，积累量仅为98 kg/hm2，表明长期不施肥会造成土壤中氮素的严重枯竭，这与张慧霞等[34]报道的不施肥使0—300 cm土层硝态氮含量为0.2～14.6 mg/kg结果一致。本研究中，NPK和SOR处理土壤硝态氮分别在100—230和80—200 cm土层大量积累，分别占总量的68.2%和74.8%，表明SOR处理较NPK土壤硝态氮富集区域上移30 cm，减缓了硝态氮的深层淋溶，研究结果与盖霞普等[31]的研究结果类似。同时，在200—380 cm土层，SOR处理土壤硝态氮积累量(110 kg/hm2)较NPK处理显著降低33.3%，进一步证明SOR处理降低了硝态氮向更深层土壤的淋溶风险。这与盖霞普等[31]和张丹等[35]报道的秸秆还田增加了土壤对硝态氮的固持作用，从而抑制了NO3--N向更深层淋溶的结果一致。此外，本研究中SOR处理0—380 cm土层土壤硝态氮总积累量高于NPK (主要在100—180 cm土层增加190 kg/hm2)，可能是由于周年还田的秸秆在作物生长过程中逐步分解，从而增加了土壤氮素来源引起的。Zhao等[32]的研究也表明秸秆作为潜在的氮素来源，长期还田会增加0—200 cm土层硝态氮残留量。因此，缓解秸秆配合有机肥替代部分化肥所引起的100—180 cm土层土壤硝态氮积累问题应值得关注。

4 结论

秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾肥比单施化肥显著提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量，0—20 cm土层速效磷、速效钾含量；在不同降雨年型下均未降低冬小麦产量，但是显著提高了干旱年夏玉米产量及水分利用效率，因而提高了旱作麦玉两熟农田周年产量和水分利用效率。此外，相比于常规氮磷钾处理，秸秆与有机肥替代1/3氮磷钾肥还显著降低了200—380 cm土层硝态氮积累量，减少了土壤硝态氮的淋溶损失风险。