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小麦／玉米／大豆周年套作是四川地区主要旱地作物体系,研究该体系生产力及土壤养分变化,对麦压／豆套作体系的高产高效及养分科学管理具有重要意义。本研究通过2011-2013连续3年田间定点定位试验,以小麦／玉米/大豆套作及相应单作为研究对象,设5个磷(P)用量水平(小麦：0、20、40、60、80 kgP ha-19记为WP0、WP1、WP2、WP3、WP4;玉米：0、16、32、48、64 kgP ha-1,记为MP0、MP1、MP2、MP3、mp4;大豆不施肥以当季土壤耕层速效磷含量为准记为：SP0、SP1、SP2、SP3、SP4),对小麦／玉米/大豆套作、小麦-大豆轮作体系的产量、干物质积累分配转移、养分吸收利用效率及土壤氮磷养分变化进行分析,比较了套作、轮作体系的生产力、资源效率、土壤养分变化、及农业可持续性间的差异。主要研究结果如下：(1)套作小麦3年平均产量WP0- WP4处理分别比相应单作增加23.9%、24.2%、26.1%、23.9%和36.8%,施磷促进套作小麦产量比单作小麦增加。边行贡献了整个套作小麦60%的产量,套作边行产量平均比单作增产46.3%。套作小麦花前营养器官同化物向籽粒转运量显著高于单作,但随着施磷量的增加并不能增加花前干物质积累量对籽粒的贡献率。套作小麦地上部氮、磷、钾养分积累量高于单作,养分积累量随施磷量的增加先增加后降低。套、单作小麦的施磷量与产量的临界值分别为53 kgP ha-1、46 kg P ha-1,施磷量与地上部磷积累量的临界值分别为50 kgP ha-1、40 kg P ha-1。(2)玉米3年产量用线性平台函数拟合(R2=0.76**)发现当施磷量高于32kg P ha-1时,玉米产量不再随施磷量的增加而增加,最高产量为6.19 Mg ha-1。施磷显著增加玉米苗期地上部生物量,但是随着生育期推进直到成熟期,玉米地上部生物量随施磷量的增加呈先增加后降低的趋势。施磷促进花前营养器官同化物向籽粒转运,以施磷32 kgP ha-1、48 kg P ha-1效果最佳。当施磷量为48 kgP ha-1时玉米氮磷钾投入量与地上部带走量的比值分别为1.76、1.91、1.09,而施磷量为32 kgP ha-1时比值分别为1.83、1.31、1.10。该体系玉米氮素投入量高于吸收量,钾投入量比较合适,磷可以根据产量需求调整用量。(3)套、单作大豆产量均随土壤磷含量的增加先增加后降低,套作平均比单作增产34.8%。当土壤磷含量高于10mg kg-1套作大豆产量将不再增加,而单作大豆产量在土壤磷含量在0-27 mg kg-1范围内随土壤磷含量的增加而增加,超出这一范围大豆产量随之下降。套作大豆与玉米共生期生长率为12.10 kg ha-1 d-1比单作大豆低13.5%,玉米收获后到成熟期套作大豆的生长率为55.99 kg ha-1 d-1比单作大豆高34.7%。套作大豆后期生长率增加主要是套作籽粒干重大于单作,套作大豆的收获指数高于单作,单作大豆的收获指数随土壤磷含量的增加显著下降。套、单作大豆地上部养分积累规律和生物量积累规律相似,但单作大豆茎、叶的磷积累量随土壤磷含量增加而增加,且高于套作大豆,单作大豆对磷存在奢侈吸收现象。(4)小麦／玉米／大豆套作体系平均比小麦-大豆轮作增产2.84 kg ha-1。套作体系最佳施磷量为71.5 kg P ha-1(小麦-大豆带40 kg P ha-1,玉米带32 kg P ha-1),轮作体系为43.0 kg P ha-1.在最佳施肥量下套作体系的磷肥表观利用效率为28.0%,磷表观平衡为-0.5 kg P ha-1;轮作体系磷表观利用效率为25.5%,磷表观平衡为-34.7kg Pha-1；种植方式并不能显著改变小麦、玉米、大豆磷生理利用效率,随着施磷量的增加作物的PHI呈下降趋势,套作作物的PHI/HI值低于单作。(5)套作体系土壤磷含量变化幅度低于单作,单作、套作P0、P1处理耕层土壤速效磷含量逐年降低,P3、P4处理逐年增加,套作P2处理耕层土壤速效磷含量维持在20 mg kg-1左右,年际间变化不明显。施入土壤磷主要集中在0-20 cm土层,P3、P4处理土壤全磷含量以0.11和0.15 g kg-1 yr-1的速度增加。套作体系的土壤硝态氮含量低于单作,同时随着施磷量的增加土壤耕层硝态氮呈降低趋势。土壤全磷与速效磷的临界值为0.55 g kg-1,速效磷与水溶性磷含量的临界值为40 mg kg-1。土壤速效磷含量与小麦、玉米、大豆产量的临界值分别为12.6、16.5和 8.8 mg kg-1。综上,通过合理的磷肥调控可以提高麦/玉/豆套作体系的生产力,提高磷素资源利用效率,维持土壤磷含量在合理水平,降低由于磷流失产生的环境污染威胁。可以为高强度农业区的粮食生产和养分管理提高参考。