陇东旱塬区以冬小麦单作为主的传统种植模式系统组分单一、产量不稳,且麦收后休闲时期较长、水热资源浪费严重。在该区采用粮-草结合的轮作复种模式,可在保证粮食生产的基础上兼顾优质饲草生产,充分利用农业资源,是实现谷物种植型农业向粮草兼顾型农业转变的措施之一。为探讨不同粮草轮作系统的生产力及水氮利用效率,本研究于2014~2015年在兰州大学庆阳黄土高原试验站通过定位试验,研究春小麦陇春31号(Triticum aestivum L.Longchun No.31)在陇东旱塬区的生长适应性,并设置其与八种一年生饲用作物燕麦(Avena sativa L.)、大豆(Glycine max L.)、豌豆(Pisum sativum L.)、糜子(Panicum miliaceum L.)、谷子(Setaria italic L.)、苏丹草(Sorghum sudanense L.)、箭筈豌豆(Vicia sativa L.)、春小麦轮作,比较了各轮作系统的产量、饲用品质及系统水分、氮素利用效率等,研究结果对于改进传统作物种植模式,挖掘饲草生产潜力,提高资源利用效率具有一定的指导意义。研究获得如下主要结论:1.通过两年大田试验研究发现,春小麦陇春31号在陇东旱塬区春季播种可以完成全生育周期,该地区的气温变化可以满足其生长发育所需的水热条件。春小麦的生长速率在营养生长期最高,达8.66 g/m2·d,生殖生长期有所放缓,为1.52 g/m2·d。冬闲时期保持的土壤墒情对早期春小麦的营养生长具有积极的促进作用,2014年和2015年收获籽粒分别为1.52 t/hm2和1.78 t/hm2,收获指数分别为0.27和0.29。2.春小麦陇春31号收获后,复种八种一年生饲用作物,构成春小麦-饲用作物复种轮作系统。随着一年生饲用作物生育期的推进,八种一年生饲用作物的株高、地上生物量均呈现增加的趋势,而叶面积指数呈先增加后降低的趋势,其中禾本科作物的干物质产量和叶面积指数均大于豆科作物。禾本科作物-苏丹草的的株高、叶面积指数和地上部分生物量均达到最大值,生长第60 d(花期),苏丹草的干物质产量达到6.40 t/hm2。3.随着一年生饲用作物生育期的推进,八种一年生饲用作物生长至第60 d和第90 d时,豌豆的粗蛋白含量均达到最大值,平均为29.05%;谷子的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)均达到最大值,分别为62.28和50.54;苏丹草的可消化干物质(DDM)、干物质采食量(DMI)、总可消化养分(TDN)、相对饲用价值(RFV)和相对饲用价值产量(RFVY)均达到最大值。4.较夏季休闲和春小麦连作而言,春小麦与一年生饲用作物轮作促进了系统的产量、水分利用效率及氮素吸收效率。九种不同的轮作模式下系统的干物质产量、粗蛋白产量、干物质水分利用效率和粗蛋白水分利用效率均在春小麦与苏丹草的轮作模式下达到最大值。综上所述,通过转变传统作物种植模式,将春小麦陇东31号引入陇东旱塬区的粮草轮作系统,初步明确了春小麦和一年生饲用作物在轮作系统的生产力、营养品质及水氮资源的利用情况,具有一定的特色和创新,为春小麦引入陇东旱塬区的轮作系统提供了实践依据和理论依据。