间套作是集约化农业生产普遍采用的一种种植方式,可以利用有限的时间和土地面积来获得两种或两种以上作物产量,对解决当前人口与资源之间的矛盾具有重要的现实意义。农业生产中氮是最大的土壤养分资源,影响间作体系的生产力优势,然而,氮对作为北方旱作农业的新型间作模式——胡麻/大豆间作体系的影响机理并不清楚。针对目前氮肥过量施用和豆科作物生物固氮重视不够的生产实际,本研究于2014年和2015年在甘肃省榆中县开展了胡麻/大豆间作田间试验,设置了N₀（0 kg/hm2）、N₁（75 kg/hm2）和N₂（150 kg/hm2）三个施氮水平以及单作胡麻、单作大豆和胡麻大豆间作三种种植模式,研究了胡麻/大豆间作体系中的种间关系、氮素吸收利用特性以及根际微生态效应,同时探讨了不同施氮水平和种间相互作用对大豆作物的结瘤固氮以及氮营养的影响机制。主要研究结果如下:1、胡麻/大豆间作具有明显的产量优势,以籽粒产量和生物量为变量计算所得的土地当量比（LER）均大于1,且表现为随施氮量的增加先增加后降低,两年试验结果均以N₁的LER最大。在胡麻/大豆间作体系下,胡麻土地当量比（LO）均大于大豆土地当量比（Ls）,起增产作用的作物主要是胡麻。胡麻的种间竞争能力在N₀和N₁处理下强于大豆（Ao>0,CRo>1）,在N₂处理下弱于大豆（Ao<0,CRo<1）。2、间作提高了胡麻地上部干物质累积量、胡麻和大豆产量及收获指数。在单作处理下,以上各指标均随施氮量的增加而增加;在间作处理下,与N₀相比,施氮肥提高了胡麻地上部干物质累积量、胡麻产量、胡麻和大豆的收获指数,在N₁处理下最高;与单作相比,间作降低了大豆各生育期地上部干物质积累量。氮素同样能提高大豆地上部干物质积累量,在单作和间作处理下,大豆地上部干物质积累量均随施氮量的增加而增加。3、成熟期胡麻干物质在籽粒中的分配比例,间作比单作平均增加了8.36%,开花前贮藏同化物的转运量、花后干物质积累量和花后干物质同化量对籽粒的贡献率间作分别显著高于单作28.59%、47.48%和4.16%。在单作处理下,胡麻成熟期干物质在籽粒中的分配比例,花前贮藏物质转运量和花后贮藏物质积累量随施氮量的增加而增加,而间作处理下,则随施氮量的增加呈先增大后降低的趋势,以N₁处理最高。在间作处理下,N₁处理降低了干物质在主茎+分枝+果壳的分配比例,提高了籽粒的干物质分配量和分配比例。4、单作大豆的单株根瘤数量和根瘤干重随生育时期的推进表现为先增大再降低的趋势,以盛花期最高,间作大豆则随生育时期的推进持续增加,以鼓粒期最高。在相同施氮水平下,在花芽分化期和盛花期大豆单株根瘤数量和根瘤干重均表现为单作大于间作,在鼓粒期则为间作大于单作,单作和间作种植模式下,大豆根瘤数量和根瘤干重均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,表现为以施氮量为75kg/hm2的n1最大。5、在胡麻各生育时期间作胡麻的氮素累积量和氮素吸收强度均高于单作,其中,成熟期胡麻和大豆的地上部氮素累积量和籽粒的氮素吸收量,在单作处理下,均以n2最大,在间作处理下,则表现为随施氮量的增加呈先增大后降低的趋势,以n1最大;胡麻氮素吸收强度高峰在营养生长阶段。6、各器官氮素积累量的分配规律均显示为籽粒氮素积累量所占比率最大,其次是茎,非籽粒所占比率最小;在单作处理下,籽粒的氮素分配比率随施氮量的增加而增加,在间作处理下,籽粒的氮素分配率随施氮量的增加先增大后减小,以n1最大。说明适量施氮能促进籽粒氮素的累积;与单作相比,间作下花后营养器官的氮素转移量、转移率以及对籽粒的贡献率均大于单作;在单作处理下,花后营养器官的氮素转移率和对籽粒的贡献率,以n2最高,间作处理下,花后营养器官的氮素转移量、转移率以及对籽粒的贡献率n1比n0和n2分别高38.98%和8.16%、4.46%和10.12%、2.44%和1.33%。7、间作胡麻和大豆的氮素收获指数分别比单作高1.39%和2.86%,间作处理下,胡麻和大豆的氮素收获指数均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,以n1最大,施氮降低了单作大豆的氮素收获指数,提高了间作大豆的氮素收获指数。间作胡麻的氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率以及氮肥偏生产力均高于单作,间作大豆的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力比单作显著高26.22%和16.33%;在间作处理下,胡麻氮肥农学利用率n1比n2高8.28%,氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力n1比n2分别显著高61.31%和48.22%,大豆氮肥农学利用率、大豆氮肥吸收利用率以及氮肥偏生产力均为n1显著大于n2,且大豆氮肥农学利用率、大豆氮肥吸收利用率以及氮肥偏生产力n1比n2分别高19.85%、52.06%和48.22%,在n1处理下时,氮素的当季吸收利用率最高。8、在胡麻和大豆全生育期0¹00cm土层的土壤硝态氮含量平均为8.69mg/kg,与n0相比,n1和n2处理的土壤硝态氮含量分别增加了9.53%和53.35%,施氮能显著增加土壤硝态氮含量;大豆收获后,间作胡麻和间作大豆分别比对应的单作降低20.32%和11.62%;土壤硝态氮的累积量在胡麻盛花期最高,胡麻/大豆间作体系土壤硝态氮累积量在不同施氮量和不同生育时期都是表层（0²0 cm）最高,与N₀相比,N₁和N₂分别增加了34.25%和41.38%。9、胡麻收获后,在0⁶0cm土层中,间作胡麻比单作降低了7.70%。在单作处理下,N₂比N₀和N₁分别高51.42%和21.58%;在间作处理下,N₂比N₀和N₁分别高56.19%和21.96%。在60¹00cm土层中,单作比间作降低9.36%,在单作处理下,硝态氮的残留量N₂比N₀和N₁分别高45.88%和21.82%;在间作处理下,硝态氮的残留量N₂比N₀和N₁分别高55.73%和20.4%。大豆收获后,0⁶0cm平均土层,间作大豆比单作大豆降低了16.11%。在单作处理下,N₂比N₀和N₁分别高50.87%和1.53%,在间作处理下,N₂比N₀和N₁分别高50.06%和1.69%。在60¹00cm土层中的大豆土壤硝态氮残留量表现为:单作大豆比间作大豆高21.26%,在单作处理下,N₂比N₀和N₁分别高54.53%和14.68%,在间作处理下,N₂比N₀和N₁分别高53.19%和10.94%。