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华北平原是以冬小麦-夏玉米一年两熟轮作制为主导的中国粮食生产区之一。该区种植模式单一,无法满足该区域人们日益增长的高蛋白需求和畜禽动物饲料需求;同时,该种植模式资源消耗大,氮素利用率低,对环境危害严重。针对以上问题,本研究基于人类和畜禽动物的营养需求设计了三类“草-粮”轮作种植模式。首先,基于人类营养需求,设置冬小麦-夏玉米一年两熟轮作制（T1）,冬小麦-夏大豆一年两熟轮作制（T2）,冬小麦-夏花生一年两熟轮作制（T3）;其次,基于单胃动物营养需求,设置冬小麦-夏玉米-黑麦草（填闲）-夏玉米轮作两年三熟轮作制（T4）,黑麦草（填闲）-夏玉米一年一熟轮作制（T5）,夏玉米单作一年一熟轮作制（T6）;最后,基于反刍动物营养需求,设置黑麦草-夏玉米一年两熟轮作制（T7）,双季玉米一年两熟轮作制（T8）,黑麦草-高粱一年两熟轮作制（T9）。基于以上新型“草-粮”轮作模式,本研究探讨了各模式下植株地上部生物量或籽粒产量及其粗蛋白产量、土壤硝态氮残留量及其“作物-土壤”系统氮素表观损失量和经济效益的差异,为该地区丰富“草-粮”轮作模式、促进农牧可持续生产提供科学理论依据。主要结果如下:（1）豆科作物与小麦轮作时地上部生物量和籽粒产量较低,作物粗蛋白含量高,粗蛋白产量较低,但能够显著降低氮素表观损失量,提高经济效益。2019年T2和T3的周年地上部生物量较T1分别降低了 42.3%、39.2%;2020年T2和T3的周年地上部生物量较T1分别降低了 44.5%、46.8%;2019、2020年T1的周年籽粒产量均显著高于其他处理。夏季作物粗蛋白含量为:大豆＞花生＞玉米,但2019年和2020年T1的周年粗蛋白产量显著高于其他处理。豆科作物与小麦轮作氮肥偏生产力较低、氮携出量较高,能够显著降低0～60 cm 土层土壤的硝态氮累积量,氮素表观损失量显著降低。2019年T2、T3的氮素表观损失量较T1分别减少了 176.8%、168.8%。2020年T2、T3的氮素表观损失量较T1分别减少了 139.5%、155.0%。T2、T3的净收益显著高于T1,增幅分别为28.2%、37.2%。（2）作物熟制能够影响作物的地上部生物量、籽粒产量、营养价值及经济效益。2019-2020年T4的周年地上部生物量和籽粒产量、氮肥偏生产力均显著高于其它处理。其中,2019年T4的周年地上部生物量较T5、T6分别增加了 1%.9%、183.6%。2020年T4的周年地上部生物量较T5、T6分别增加了 18.3%、30.7%。2019年T4的周年粗蛋白产量也显著高于其他处理,较T5、T6分别增加了 106.3%、99.9%。2020年周年粗蛋白产量即为2020年夏秋季的粗蛋白产量,不同处理粗蛋白产量无显著差异。T4的净收益达到9129元/公顷,显著高于其他处理,增幅分别为103.4%、96.3%。黑麦草填闲覆盖对产量和粗蛋白无显著影响,但能够显著降低氮素表观损失量。2019年和2020年T4处理玉米收获后土壤硝态氮累积量分别为460.1 kg/hm2,349.0 kg/hm2,黑麦草填闲与小麦轮作相比,0-60 cm 土层土壤硝态氮累积量降低了 24.1%,2019年和2020年T4、T5的氮表观损失量较T6分别减少了 30.0%、48.6%。由此可见黑麦草填闲覆盖能够显著降低后茬作物（玉米）收获后土壤的硝态氮含量,进而降低氮素表观损失量。（3）高粱、黑麦草地上部生物量和产量高,营养丰富,经济价值高,能够显著降低氮素表观损失量。2019年和2020年T9的周年地上部生物量（黑麦草收获两茬,高粱收获三茬）显著高于其他处理。2019年T9的地上部生物量较T7和T8分别提高了 83.3%、58.6%;2020年T9的地上部生物量较T7和T8分别提高了 71.3%、86.3%。2019和2020年夏秋季T9的粗蛋白产量分别达到3.5 t/hm2、3.3 t/hm2,均显著高于其他处理,2019-2020年不同轮作方式的周年粗蛋白产量均表现为T9＞T8＞T7。T9的周年净收益显著高于其他处理,平均为19114元/公顷,与T7、T8相比,分别增加了36.2%、89.9%。2019年T9的作物氮携出量与T7、T8相比,分别提高了 64.5%、69.1%,而2020年T9的作物氮携出量分别比T7、T8提高了 45.5%、70.7%。2019年T9的氮素表观损失量较T7、T8分别减少了 146.8 kg/hm2、143.8 kg/hm2;2020年T9的氮素表观损失量较T7、T8分别降低了 140.2 kg/hm2、94.0 kg/hm2。结果表明:冬小麦-夏玉米轮作更能满足人类对粮食作物量的需求,若要获得更高的营养价值和经济效益,更大程度地减少氮素损失,可在满足人类对粮食的需求量的前提下,将部分冬小麦-夏玉米轮作改为冬小麦与豆科作物轮作;冬小麦-夏玉米-夏玉米两年三熟的轮作方式,可更大程度地提高作物的产量和营养价值,满足单胃动物需求,同时选用黑麦草填闲覆盖,可有效降低氮素损失;黑麦草-高粱轮作,不仅能够满足反刍动物对饲草产量和品质的需求,提高经济效益,还能够提高氮肥利用率,减少氮素损失对环境造成的危害。因此,基于人类和畜禽动物不同的营养需求,建立和发展各自适宜的草粮轮作生产模式,具有良好的应用前景。可满足人类生活、生产的需求,促进养殖业的生产,推进华北平原区养殖与农业相结合的农-牧轮作体系的发展。