生态脆弱、地力瘠薄、水资源匮乏且降水时间分布与小麦生长季节错位是西北旱地农业面临的突出问题，限制着旱地农业生产的发展；土壤氮磷钾等营养元素有效性低，进一步限制了旱地作物产量和品质的提高，影响人体健康。绿肥作为一种有机肥料，翻压入土腐解后能释放出氮磷钾钙镁及各种微量元素等有效养分，且其根系分泌的有机酸能使土壤中难溶性养分转化，便于后茬作物吸收。微量元素缺乏症较为普遍的地区，发展绿肥对作物养分含量的提高有一定的积极作用。因此，本项目在陕西渭北旱塬长武县开展了三年夏闲季种植绿肥与冬小麦轮作的田间实验，以夏休闲-冬小麦为对照，研究了绿豆、秋豆、大豆三种豆科绿肥对渭北旱地冬小麦籽粒产量及营养品质、花后干物质及养分转移、土壤肥力等方面的影响，旨在明确绿肥在该地区农业生产中的作用，以期为旱区农业生产发展提供有力的理论依据。结果表明：1、轮作第一年（2008-2009年），种植绿肥降低了小麦籽粒产量和生物量；第二年（2009-2010年），秋豆轮作显著提高了小麦产量，较休闲增加了7.3%；第三年（2010-2011年）绿豆和秋豆翻压还田后小麦产量和生物量均显著提高，较休闲分别增加了23.5%、21.6%和24.9%、23.7%，而大豆还田对小麦产量和生物量的影响不显著。2008-2009及2009-2010年，秋豆轮作提高了小麦籽粒含氮量，较休闲分别增加了6.4%和12.1%；绿豆、秋豆和大豆轮作均提高了小麦籽粒中磷含量，2008-2009及2009-2010年度分别增加了22.2%和27.8%、18.5%和27.8%、11.1%和22.2%；2008-2009年度轮作后籽粒中钾含量分别提高了8.8%、11.8%、5.9%，2009-2010年度却没有显著的变化；轮作后锌含量较休闲处理分别增加了32.1%和29.0%、16.1%和9.3%、26.4%和27.4%。随着种植年限增加，2010-2011年试验期间，轮作对籽粒中氮磷钾含量没有显著的影响，却降低了籽粒中铜锌含量，与休闲相比，绿豆、秋豆和大豆处理小麦籽粒铜含量分别降低了8.6%、2.8%和8.6%，锌含量分别降低了6.0%、13.3%和5.4%。2、秋豆轮作增加了小麦花后干物质及氮、磷养分累积，与对照相比分别增加了35.1%，128.8%和140%，而与大豆和绿豆轮作花后干物质累积分别降低26.7%和17.0%，花后氮累积分别降低44.2%和24.4%，花后磷累积与对照相比无显著差异。与氮、磷不同，小麦茎叶花前累积钾素向籽粒转移的同时，花后植株钾素没有累积，反而明显损失，其中与秋豆轮作的小麦花后植株钾素损失量较小，为3.8kg/hm2，籽粒钾素占转移钾的81.0%；休闲或与大豆、绿豆轮作的小麦花后植株钾素损失较多，分别为10.9，12.6和5.5kg/hm2，籽粒钾素占转移钾的52.9%，52.9%和66.8%。3、秋豆轮作显著增加了小麦花期土壤硝态氮含量，10-20cm及20-30cm土层分别增加112.6%和77.6%；绿豆、秋豆轮作显著增加了小麦灌浆期表层0-10cm土壤速效磷含量，增幅分别为24mg/kg和16mg/kg，大豆轮作各时期20-40cm土层速效磷平均增加5mg/kg；秋豆轮作不利于土壤有效钾累积，绿豆和大豆轮作提高了小麦拔节期和灌浆期土壤有效钾平均含量，拔节期分别增加7.1%和4.0%，灌浆期增加6.4%和12.8%。绿肥轮作提高了拔节期10-40cm土层有效锰含量，变幅为0.4-0.8mg/kg，同时增加了拔节期20-40cm土层有效锌含量，增幅介于0.05-0.09mg/kg之间，对土壤有效铁及铜含量影响不显著。4、0-10cm土层，绿肥轮作处理，土壤硝态氮及速效磷含量随距主茎渐远而降低，远根处低于近根处，形成一定浓度差：硝态氮浓度差以休闲处理最大，为15.9mg/kg，其次为大豆轮作，相差15.1mg/kg，秋豆轮作为11.2mg/kg，绿豆轮作差值最小，仅7.4mg/kg；速效磷含量最高值与最低值之差以秋豆轮作最大，为40mg/kg，绿豆轮作为36mg/kg，大豆轮作为28mg/kg，休闲土壤没有显著变化，介于24-26mg/kg，低于绿肥轮作；有效锰含量因处理不同而有所差异：秋豆轮作与休闲各土层有效锰含量随距主茎渐远变化趋势一致，均在距离主茎9cm位置含量最低；而绿豆轮作呈相反趋势，远根位点有效锰含量高于近根位点；大豆轮作土壤有效锰随距离主茎渐远其含量变幅较小。随距离主茎渐远，各处理距离主茎不同位点有效钾、有效铁、有效铜和有效锌含量变化规律不明显。