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内蒙古自治区阴山南麓地区地处北方农牧交错带，是农牧业生产的重要基地之一，也是我国优质燕麦的主产区之一[1]。该地区土壤相对贫瘠，易受风蚀影响。近年来，随着内蒙古畜牧业的快速发展，阴山南麓地区饲草主要以种植燕麦和青贮玉米为主，类型较单一且饲草缺口日益增大；该地区降水主要集中在 7—9 月，季节分配不均，如何提高当地水分利用和土壤肥力并为当地提供优质饲草是亟待解决的问题[2-3]。前人研究表明，饲用燕麦于抽穗期到灌浆期刈割可以获得优质高产的优良饲草，此时燕麦的产量和品质均较高，在 7 月刈割后复种饲草能充分利用该地区的自然降水，减少灌水量并提高饲草量[4-5]。
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间作以其生物产量高以及可以增加生物多样性和土地可持续利用等特点已引起了高度的重视[6]。禾豆间作被认为是解决家畜饲料供给危机的一个可行的栽培方式[7]。有研究表明，燕麦间作紫花苜蓿显著提高了燕麦产量和粗蛋白产量[8]。间作豆科作物也可有效提高土壤速效养分含量和土壤肥力。前人研究表明，燕麦间作黑豆提高土壤有机质含量，燕麦间作黑豆与燕麦间作苜蓿可以提高土壤全氮、土壤碱解氮、土壤全钾、土壤速效钾含量，燕麦间作马铃薯模式增加了对土壤氮素的吸收，减少了土壤中的氮素残留量[9-10]。在阴山南麓地区燕麦种植中引入豆科绿肥箭筈豌豆可为当地提供优质饲草，固定氮素并促进氮素利用，提高土壤肥力。
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合理施用氮肥不仅可以提高作物产量、品质，还能够提高土壤肥力[11-12]。但是过量施氮可能会导致土壤营养失衡，肥料利用效率降低，而且长期大量施用氮肥能导致硝态氮积累，造成一系列污染，影响生态环境[13]。豆科作物可以利用自身的生物固氮作用向其他作物提供氮素，减少作物对化学氮肥的需求，增加土壤速效氮含量[14]。因此，如何在间作系统合理施用氮肥一直是研究者的研究热点和绿色可持续发展的关键。
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前人关于燕麦与箭筈豌豆间作的间作比例、产量品质、土壤特性、氮素利用[15-17]等方面已有深入研究，但目前对阴山南麓地区麦后复种间作合理施氮的研究较少。基于此，本研究针对内蒙古阴山南麓地区饲草种类单一、麦后复种燕麦箭筈豌豆间作施氮量不明确的问题，通过燕麦灌浆期刈割后复种燕麦间作箭筈豌豆的种植模式，并设置 3 个施氮水平，探究施氮与间作对土壤养分含量和饲草干草产量的影响，探讨减量施氮是否能培肥土壤，稳定作物产量。旨在为进一步完善饲草间作合理施氮的研究，丰富饲草多样性并为阴山南麓地区饲草间作模式的氮素管理技术提供理论支持。
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1 材料与方法
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1.1 试验地概况
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试验于 2020—2021 年在内蒙古自治区乌兰察布市农林科学研究所（113°11′96″E，40°92′32″ N）试验基地进行。该地年均气温 4.5℃，最高气温 39℃，最低气温-34.4℃；年降水量 376.1 mm，且多集中在 7 月至 8 月上旬；年均无霜期 131 d，土壤类型为栗钙土。试验地播前基础养分状况：有机质含量 11.69 g/kg，全氮含量 1.26 g/kg，碱解氮含量 97.1 mg/kg，有效磷含量 14.12 mg/kg，速效钾含量 129 mg/kg，pH 7.79。
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1.2 试验材料
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供试作物：燕麦（蒙饲燕 1 号）由内蒙古自治区乌兰察布市农林科学研究所提供，箭筈豌豆种子购于北京克劳沃生态科技有限公司。
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1.3 试验设计
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试验前茬作物为燕麦，刈割收获饲草后旋耕、耙耱平整土地。试验于 2020 年 7 月 16 日和 2021 年 7 月 9 日播种。采用随机区组设计，设 3 种种植模式，分别为燕麦间作箭筈豌豆（OV）以及相应的单作燕麦（MO）、单作箭筈豌豆（MV），其中燕麦与箭筈豌豆间作种植燕麦 2 行，箭筈豌豆 4 行（图1）。3 个施氮水平分别是 N150（常规施氮，150 kg/hm2）、N75 （减氮 50%，75 kg/hm2）和 N0（不施氮，0 kg/hm2），共 9 个处理，重复 3 次，27 个小区，小区面积 4 m×6 m=24 m2。单作和间作种植模式均采用机械开沟，人工条播，播种深度 3 cm，行距 25 cm；燕麦播种量为 150 kg/hm2，箭筈豌豆播种量为 120 kg/hm2，采用人工定制种盒播种，单作和间作播种密度一致。肥料为尿素（N 46.4%），于燕麦拔节期（箭筈豌豆分枝期）一次性撒施并及时灌水，灌溉方式为喷灌，灌水量 33.75 mm，其他田间管理与一般大田一致。
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图1 燕麦间作箭筈豌豆田间种植示意图
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1.4 测定指标与方法
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植株样品：于收获时各小区取 1 m2 样方称重，记录鲜草产量，同时取 10 株鲜草样品置于烘箱中， 105℃烘干杀青 30 min，然后 65℃烘 48 h 至恒重，称重，计算干草产量。
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土壤养分样品：土壤样品采集使用土钻钻取饲草根周围 0～20 cm 土层土壤，单作燕麦和单作箭筈豌豆处理在小区行内随机取 3 点并等量混合，间作处理的小区于燕麦条带和箭筈豌豆条带上各取一点，并在其行间取 1 点后 3 点等量混合。混合均匀后取鲜土分为两份装入自封袋带回实验室，一份放于 4℃冰箱中保存用于土壤硝态氮和微生物量碳、氮的测定；另一份待自然风干后过筛并去除杂质用于其它土壤指标的测定。土壤 pH 采用 pHTestr30 测定； 土壤有机质采用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定；土壤有效磷采用 0.5 mol/L NaHCO3 浸提-钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量采用火焰光度法测定；土壤全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤硝态氮和铵态氮含量采用 KCl 浸提，紫外分光光度法和靛酚蓝比色法测定。具体操作方法参见《土壤农业化学分析方法》[18]。
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1.5 数据处理方法
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采用 Excel 2019 整理数据并绘制图表；采用 SPSS 26.0 进行方差分析；采用 Origin 2022 进行相关性分析和作图。
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2 结果与分析
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2.1 施氮对燕麦间作箭筈豌豆土壤特性的影响
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2.1.1 施氮对燕麦间作箭筈豌豆土壤氮素含量的影响
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方差分析表明，施氮对土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮含量均有极显著影响（P<0.01） （表1），其中土壤全氮含量 3 种种植模式表现为 OV>MV>MO（表2），随施氮量增加土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮含量呈增加趋势，所有处理土壤以 OV-N75 处理土壤全氮含量最高，2020 和 2021 年较 N0 分别提高 50.89% 和 4.76%； 土壤碱解氮含量 3 种种植模式表现为 OV>MV>MO，随施氮量增加土壤碱解氮含量呈增加趋势，均在 N150 水平达最高，所有处理以 OV-N150 处理碱解氮含量最高，2020 年较 N0 和 N75 处理分别提高 9.54% 和 4.14%，2021 年较 N0 和 N75 分别提高 29.95% 和 12.52%；所有处理土壤硝态氮含量以 OV-N150 处理最高，2020 年较 N0 和 N75 处理分别提高 113.60% 和 17.85%。2021 年较 N0 和 N75 分别提高 119.64% 和 5.43%；各种植模式土壤铵态氮含量均在 N150 水平达最高，所有处理以 MV-N150 处理最高，2020 年较 N0 和 N75 处理分别提高 18.13% 和 7.69%。2021 年较 N0 和 N75 分别提高 69.37% 和 16.17%。可见，间作较单作有利于土壤氮素的提高，施氮能显著提高土壤氮素含量，但在 N75 水平下与 N150 处理无显著性差异 （P>0.05）。
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注：* 表示 P<0.05，** 表示 P<0.01，ns 表示 P>0.05。
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注：表中数据均为平均值 ± 标准差。不同小写字母代表相同年份不同处理间存在显著性差异（P<0.05）。下同。
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2.1.2 施氮对燕麦间作箭筈豌豆土壤有机质、pH、速效养分含量的影响
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方差分析结果表明，施氮对土壤 pH、土壤有机质、有效磷和速效钾含量均有极显著影响（P<0.01） （表1）。由表3 可知，2020 和 2021 年施氮处理较不施氮处理降低了土壤 pH，在不同施氮水平下，3 种种植模式土壤 pH 均表现为 MO>MV>OV，随施氮量增加土壤 pH、有机质、有效磷和速效钾呈增加趋势，所有处理以 2020 年 OV-N75 处理土壤 pH 最低，较其他处理降低 0.38%～3.40%；土壤有机质含量 3 种种植模式随施氮量增加呈增加趋势，所有处理以 MV-N150 处理土壤有机质含量最高，2020 年较 N0 和 N75 分别提高 14.45% 和 9.70%，2021 年较 N0 和 N75 分别提高 32.54% 和 6.23%；各种植模式土壤有效磷含量均在 N150 水平下最高，OV 模式土壤有效磷含量 2020 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 11.31% 和 35.59%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 29.73% 和 38.55%；各种植模式土壤速效钾含量均在 N150 水平下最高，OV 模式土壤速效钾含量 2020 年 N75 和 N150 处理较 N0 分别提高 7.57% 和 6.21%，2021 年 N75 和 N150 处理较 N0 分别提高 24.12% 和 28.94%。可见，间作较单作降低了土壤 pH，提高了土壤有机质、有效磷和速效钾含量，施氮对土壤速效养分含量提高具有促进作用，但在 N75 水平下与 N150 处理无显著性差异 （P>0.05）。
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2.1.3 施氮对燕麦间作箭筈豌豆土壤微生物量碳的影响
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由图2 可知，2020 和 2021 年施氮水平对土壤微生物量碳含量的影响极显著（P<0.01）。随施氮量增加土壤微生物量碳含量呈增加趋势，各种植模式均在 N150 水平下土壤微生物量碳含量最高，MO 模式 2020 年在 N75 和 N150 施氮水平下土壤微生物量碳含量较 N0 处理分别提高 109.99% 和 154.26%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 100.00% 和 167.13%；MV 模式 2020 年在 N75 和 N150 施氮水平土壤微生物量碳含量较 N0 分别提高 105.20% 和 165.18%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 97.84% 和 162.13%；OV 模式 2020 年 N75 和 N150 施氮水平土壤微生物量碳含量较 N0 分别提高 76.16% 和 109.25%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 71.72% 和 116.66%。
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图2 不同施氮水平对间作饲草土壤微生物量碳的影响
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注：不同小写字母代表处理间存在显著性差异（P<0.05）；*代表 P<0.05，差异显著；**代表 P<0.01，差异极显著；ns代表 P>0.05，差异不显著。下同。
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2.1.4 施氮对燕麦间作箭筈豌豆土壤微生物量氮的影响
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由图3 可知，2020 和 2021 年施氮水平对土壤微生物量氮含量的影响极显著（P<0.01）。随施氮量增加土壤微生物量氮含量呈增加趋势，各种植模式均在 N150 水平下土壤微生物量氮含量最高，MO 模式 2020 年在 N75 和 N150 施氮水平下土壤微生物量氮含量较 N0 处理分别提高 42.89%和 146.13%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 187.01% 和 370.13%；MV 模式 2020 年在 N75 和 N150 施氮水平土壤微生物量氮含量较 N0 分别提高 217.56% 和 341.33%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 184.28% 和 289.95%；OV 模式 2020 年 N75 和 N150 施氮水平土壤微生物量氮含量较 N0 分别提高 212.91% 和 393.22%，2021 年 N75 和 N150 较 N0 分别提高 184.28% 和 289.95%。
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图3 不同施氮水平对间作饲草土壤微生物量氮的影响
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2.2 施氮对燕麦间作箭筈豌豆饲草产量的影响
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由图4 可知，2020 和 2021 年种植模式、施氮水平对干草产量影响极显著（P<0.01）。总体来看，2021 年干草产量高于 2020 年，随施氮量的增加，3 种种植模式的饲草干草产量呈增加趋势。MO 种植模式 2020 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 30.67% 和 41.72%，2021 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 20.74% 和 43.74%；MV 种植模式 2020 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 22.04% 和 52.15%，2021 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 15.45% 和 36.73%；OV 种植模式 2020 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 29.41% 和 50.59%，2021 年 N75 和 N150 处理较 N0 处理分别提高 27.54% 和 51.21%。
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图4 不同施氮水平对间作饲草干草产量的影响
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2.3 相关性分析
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通过对燕麦和箭筈豌豆产量、土壤性质各指标进行相关性分析，结果（图5）表明，饲草干草产量与 pH 呈极显著负相关关系（P<0.01），与土壤碱解氮、速效钾、硝态氮、铵态氮、微生物量碳和微生物量氮呈极显著正相关关系（P<0.01），由此可见，土壤中各养分共同促进饲草产量的提高。
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图5 燕麦间作箭筈豌豆指标间的相关性分析
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注：* 表示 P<0.05，** 表示 P<0.01。
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3 讨论
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3.1 燕麦箭筈豌豆间作和施氮对土壤特性的影响
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合理的间作可以促进作物对氮、磷、钾的吸收，有效提高土壤综合肥力[19]。土壤氮素是植物吸收氮素的主要氮源。禾本科与豆科间作系统中禾本科作物对土壤氮素的竞争能力较强，而豆科作物在氮素浓度降低时固氮能力增强，有效固定氮素，提高土壤氮素含量[20]。在禾本科和豆科饲草间作中通过增加豆科饲草的比例可以减少豆科自身对土壤氮素的消耗，同时残留较多的土壤氮素供给禾本科饲草利用[21]。本研究结果表明，单作燕麦的土壤全氮和碱解氮含量均低于单作箭筈豌豆，间作模式较单作提高了土壤全氮和碱解氮含量，一方面，这可能是由于燕麦与箭筈豌豆根系互补性增强，使得土壤中的氮素得到更好的利用；另一方面，本研究设置燕麦箭筈豌豆 1∶2 的间作比例，箭筈豌豆固定了较多氮素供给燕麦，从而提高了土壤全氮、碱解氮含量[22]。施氮可以增加土壤养分含量，提高土壤肥力[23]。本研究中施氮提高了土壤全氮和碱解氮含量，在 N150 处理下，2021 年土壤全氮和碱解氮含量最高，3 种种植模式土壤全氮含量分别为 1.78、1.77、1.71 mg/kg，但 N150 与 N75 施氮水平无显著性差异，说明过量施氮并不会增加土壤氮素含量。土壤硝态氮和铵态氮是植物吸收的主要氮素形态。本研究结果表明，间作模式土壤硝态氮和铵态氮含量高于燕麦单作，较箭筈豌豆单作低，说明间作较箭筈豌豆单作降低了氮损失，减少了氮素在土壤中的残留；施氮可以显著增加土壤硝态氮和铵态氮含量，这与前人研究结果一致[24-25]。
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土壤的酸碱环境可以改变根际土壤磷的有效性，影响作物对土壤磷素的吸收，不同的种植模式可以改变作物根际的土壤 pH[26]。本研究结果表明，随施氮量增加 3 种种植模式土壤 pH 均呈降低趋势，且间作模式较单作下降较快，这可能是由于燕麦箭筈豌豆间作系统可以通过提高根系分泌物解离 H+ 和生物固氮释放 H+ 降低根际土壤 pH，且施氮后土壤中未被吸收利用的铵离子在硝化和亚硝化作用下形成酸根离子，降低了土壤酸度值[27]。土壤有机质是作物高产稳产的基础，土壤有机质含量越高说明土壤质量越好。王庆宇[10]研究表明，燕麦黑豆间作模式土壤有机质含量与单作处理差异不显著。本研究结果表明，间作模式较单作提高了土壤有机质含量，但差异不显著，这与前人研究结果一致，原因可能是本研究为复种，生长后期温度低，有机质分解较慢，因此增加了土壤有机质[28]。施氮可以促进土壤中腐殖质的腐解，从而增加土壤有机质的含量[29]。本研究中施氮增加了 3 种种植模式的土壤有机质含量，2020 年未达显著水平，但在 2021 年施氮处理显著高于 N0，可见，施氮增加土壤有机质需要多年连续进行，本研究中施氮 75 与 150 kg/hm2 土壤有机质含量无显著性差异，说明过量施氮并不会提高土壤有机质含量。
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磷是限制植物生长的第二大主要营养元素，在植物生长发育中起着至关重要的作用[30]。由于磷素在土壤中的移动比较缓慢，绝大多数磷都会被土壤固定，间作通过根系间的相互作用可以活化磷，促进植株对磷的吸收[31]。禾本科与豆科间作可以提高土壤磷的有效性并促进磷的高效吸收利用[32]。本研究结果表明，燕麦箭筈豌豆间作模式较单作燕麦提高了土壤有效磷含量，但与单作箭筈豌豆相比，间作降低了土壤有效磷含量，原因可能是禾豆间作体系中土壤有效磷含量与土壤 pH 呈负相关关系，由于间作模式较单作显著降低了土壤 pH，这种酸化作用进一步促进了土壤有效磷的增加[33]。施氮也会对磷素有一定的提高作用。本研究中 3 种种植模式均表现为施氮处理有效磷含量高于不施氮，N75 与 N150 施氮水平无显著性差异，原因可能是施氮使土壤对 PO4 3- 吸附性能降低，可移动性的 PO4 3- 含量增加，从而提高了土壤中的有效磷含量[34]。
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钾是植物在光合作用中碳水化合物的形成和转移以及蛋白质合成所必需的元素[35]。有些研究者认为，禾豆间作能够提高土壤速效钾含量，而有些研究者认为间作土壤速效钾含量低于单作[36]。本研究结果表明，间作模式较单作提高了土壤速效钾含量但差异不显著，这可能与不同作物对钾素的吸收不同有关，箭筈豌豆对钾素的需求量较大，但其对钾素的吸收利用效率不如燕麦，间作后燕麦吸收钾素较箭筈豌豆多，且本研究复种生育期较短，吸收的钾素少，遗留土壤中的钾素较多[37]。施氮对不同种植模式的影响作用不同，党科[12]研究糜子和绿豆间作体系表明，间作模式下土壤速效钾含量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势，而施氮会降低单作模式的土壤速效钾含量。本研究中，2021 年施氮较不施氮显著增加了土壤速效钾含量，N75 与 N150 施氮水平无显著性差异，说明速效钾的改变需要多年进行。
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3.2 燕麦箭筈豌豆间作和施氮对土壤微生物量碳、氮的影响
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土壤微生物量碳、氮可以作为反映土壤有机质变化和土壤肥力好坏的重要生物学指标[38]。有研究表明，禾豆间作可以通过共生固氮作用使根际有机质增加，进而显著增加了微生物量碳、氮含量[39]。本研究中间作较 2 种单作模式增加了微生物量碳、氮含量，但差异不显著，这与王庆宇[10]研究结果一致。施氮也会提高微生物量碳、氮含量。符鲜等[40]研究表明，土壤微生物量碳、氮含量随施氮量增加均呈先增加后降低的趋势。本研究中土壤微生物量碳、氮随施氮量增加呈增加趋势，这与其研究结果不一致，原因可能是施氮促进了土壤碱解氮、硝态氮含量和铵态氮含量增加，土壤 pH 显著降低，使土壤条件得到了改善，因此，增加了土壤微生物量[41]。
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综合来看，燕麦和箭筈豌豆间作较单作降低了土壤 pH，提高了土壤有机质、土壤氮素、有效磷、速效钾和微生物量碳、氮的含量，提高了土壤肥力，且施氮 75 kg/hm2 对土壤养分的增加具有促进作用，而 150 kg/hm2 对土壤的改善作用不显著。
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3.3 燕麦箭筈豌豆间作和施氮对饲草产量的影响
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禾豆间作有利于提高氮素吸收和作物产量[30]。张小明等[17]研究表明，燕麦箭筈豌豆间作 1∶2 和 0∶1 间作比例的固氮量显著高于其他间作比例，但产量低于其他间作比例。本研究结果显示，间作产量高于箭筈豌豆产量但低于单作燕麦产量，这与其研究结果相似。主要原因是箭筈豌豆产量较低，而在本研究中为提高混合饲草产量品质设置燕麦箭筈豌豆 1∶2 的间作比例，箭筈豌豆在间作中占比大，使得混合草产量低于燕麦单作。施氮显著提高了 2 种饲草的干草产量，且在施氮 150 kg/hm2 时可以获得最高的产量，但本研究只对比了一种间作比例，具有局限性，今后将从不同间作比例、施氮量进行长期研究。
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4 结论
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（1）随施氮量增加土壤全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮含量变化较明显，施氮处理显著高于不施氮处理，在施氮 150 和 75 kg/hm2 水平下差异不显著。
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（2）间作较单作降低了土壤 pH，提高了土壤有机质含量、土壤氮、有效磷、速效钾和土壤微生物量碳、氮含量，间作结合施氮 75 kg/hm2 处理对土壤养分的改善作用明显。
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（3）燕麦箭筈豌豆间作的干草产量显著高于箭筈豌豆单作但低于燕麦单作，施氮显著增加了燕麦和箭筈豌豆的干草产量，间作模式结合施氮 75 kg/ hm2 显著高于不施氮处理。
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综上可以认为，燕麦箭筈豌豆间作结合施氮 75 kg/hm2 有利于增加土壤氮素含量，减少氮素浪费，提高饲草产量，适于阴山南麓地区推广种植。
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摘要
为探究内蒙古阴山南麓地区饲草间作和施氮对土壤特性和饲草产量的影响，以饲用燕麦和普通箭筈豌豆为材料，于 2020—2021 年开展田间小区试验，设置 3 种种植模式（OV：燕麦箭筈豌豆间作；MO：燕麦单作；MV：箭筈豌豆单作）和 3 个施氮水平（N0：0 kg/hm2 ；N75：75 kg/hm2 ；N150：150 kg/hm2 ）。研究不同种植模式和不同施氮量下土壤氮素含量、土壤速效养分含量及饲草干草产量的变化规律。结果表明，随施氮量增加土壤全氮含量呈增加趋势，间作较单作提高了土壤全氮含量，所有处理以 OV-N75 土壤全氮含量最高，2 年较 N0 分别提高 50.89% 和 4.76%；随施氮量增加土壤碱解氮含量呈增加趋势，在 N150 水平达最高，所有处理以 OV-N150 处理最高，2 年较 N0 分别提高 9.54% 和 29.15%，但与 N75 水平无显著性差异（P>0.05）；间作结合施氮增加了土壤硝态氮含量，所有处理以 OV-N150 处理最高，2 年较 N0 分别提高 113.60% 和 119.64%；土壤铵态氮含量以 MV 模式最高，且在 N150 施氮水平达最大值，2 年较 N0 分别提高 18.13% 和 69.37%。不同施氮水平下 3 种种植模式土壤 pH 均表现为 MO> MV>OV，所有处理以 2020 年 OV-N75 处理土壤 pH 最低，较其他处理降低 0.38% ～ 3.40%；施氮有利于增加土壤有机质含量，所有处理以 MV-N150 处理土壤有机质含量最高，2020 年较 N0 和 N75 分别提高 14.45% 和 9.70%，2021 年较 N0 和 N75 分别提高 32.54% 和 6.23%；随施氮量增加土壤有效磷含量呈增加趋势，3 种种植模式均在 N150 处理达最高，但与 N75 水平无显著性差异（P>0.05），其中 OV 模式 N75 处理 2 年较 N0 分别提高 11.31% 和 29.73%；施氮较不施氮显著增加土壤速效钾含量，但 N75 与 N150 水平无显著性差异（P>0.05），其中 OV 模式 N75 处理 2 年较 N0 分别提高 7.57% 和 24.12%。施氮对土壤微生物量碳、氮含量的影响极显著（P<0.01）。间作结合施氮提高了土壤微生物量碳、氮含量，以 OV 模式土壤微生物量碳含量最高，2 年 N75 处理较 N0 分别提高 76.16% 和 71.72%；以 MV 模式土壤微生物量氮含量最高，2 年 N75 处理较 N0 分别提高 217.56% 和 184.28%。不同种植模式燕麦和箭筈豌豆随施氮量增加干草产量呈增加趋势，间作模式以 N150 处理干草产量最高，2 年干草产量 N75 较 N0 分别提高了 29.41% 和 27.54%，N150 较 N0 分别提高了 36.60% 和 51.21%。综上，燕麦箭筈豌豆间作模式能够提高该地区饲草种植多样性，提高土壤氮素含量和速效养分含量，且在 75 kg/hm2 施氮条件下与 150 kg/hm2 无差异性显著（P>0.05），较不施氮相比显著提高饲草干草产量，更适于阴山南麓地区推广种植。
Abstract
In order to investigate the effects of forage intercropping and nitrogen application on soil characteristics and forage yield in the southern foothill of Yinshan，Inner Mongolia，a field plot trial was conducted in 2020 to 2021 based on the forage oat and common vetch，and three planting patterns（OV：intercropping of oat and common vetch；MO：monoculture oat； MV：monoculture common vetch）and three nitrogen application levels（N0：0 kg/hm2 ；N75：75 kg/hm2 ；N150：150 kg/ hm2 ）were set up. The changes of soil nitrogen content，soil available nutrients content and forage hay yield under different planting patterns and different nitrogen application rates were studied. The results showed that the soil total nitrogen content showed an increasing trend with the increase of nitrogen application rate，and the soil total nitrogen content was increased by intercropping compared with single cropping. The soil total nitrogen content of OV-N75 was the highest among all treatments， which was increased by 50.89% and 4.76% compared with N0 in two years，respectively. Soil alkali-hydrolytic nitrogen content showed an increasing trend with the increase of nitrogen application rate，and reached the highest at N150 level，and OV-N150 treatment had the highest value，which was 9.54% and 29.15% higher than that of N0 in two years，respectively， but had no significant difference with N75 level（P>0.05）. Intercropping combined with nitrogen application increased soil nitrate nitrogen content，and OV-N150 treatment was the highest，which was 113.60% and 119.64% higher than N0 in two years，respectively. The soil ammonium nitrogen content in MV mode was the highest，and the nitrogen level in N150 was the highest，which was 18.13% and 69.37% higher than that in N0 in two years，respectively. Under different nitrogen application levels，the soil pH of the three planting modes was MO>MV>OV，and the soil pH of OV-N75 treatment in 2020 was the lowest，which was 0.38%-3.40% lower than that of other treatments. Nitrogen application was beneficial to increase soil organic matter content，and MV-N150 treatment had the highest soil organic matter content，which was 14.45% and 9.70% higher than that of N0 and N75 in 2020，and 32.54% and 6.23% higher than that of N0 and N75 in 2021. The soil available phosphorus content showed an increasing trend with the increase of nitrogen application rate，and reached the highest value in N150 treatment，but had no significant difference with N75（P>0.05）. The content of OV-N75 treatment increased by 11.31% and 29.73%，respectively，compared with N0. Nitrogen application significantly increased soil available potassium content compared with no nitrogen application，but there was no significant difference in N75 and N150 levels（P>0.05），and OV-N75 treatment was 7.57% and 24.12% higher than OV-N0 treatment in two years，respectively. The effects of nitrogen application level on soil microbial biomass carbon and nitrogen contents were significant（P<0.01）. Intercropping combined with nitrogen application increased soil microbial biomass carbon and nitrogen content，and the OV model had the highest microbial biomass carbon content，which was 76.16% and 71.72% higher than that of N0 in two years under N75 treatment，respectively. MV mode showed the highest soil microbial biomass nitrogen content，and N75 treatment increased by 217.56% and 184.28% compared with N0 in two years，respectively. The hay yield of oat and common vetch under different cropping modes showed an increasing trend with the increase of nitrogen application rate. The hay yield of N150 treatment was the highest，and the 2-year hay yield of N75 was increased by 29.41% and 27.54%，and that of N150 was increased by 36.60% and 51.21% compared with N0，respectively. In conclusion，the intercropping oat and common vetch model could improve the forage diversity，soil nitrogen content and available nutrient content in this region，and there was no significant difference between the intercropping oat and common vetch under 75 and 150 kg/hm2 nitrogen application condition（P>0.05），which was more suitable for promoting planting in the southern foothill of Yinshan Mountain.
Keywords
intercropping ； forage oat ； common vetch ； nitrogen application ； soil properties ； hay yield