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基于粮改饲政策的大力推广,目前种植结构调整已成为我国农业发展的必然要求,对于不同轮作模式下的生物产量和干物质量、粗蛋白、纤维素等品质以及经济效益已经展开研究,而粮饲轮作模式下温室气体排放的变化以及环境效应的分析亟待研究。基于以上问题,本研究在华北平原采用田间试验的方法,以传统轮作模式冬小麦-夏玉米（W-SuM）为参照,设定了黑麦草-夏玉米（R-SuM）、黑麦草-春玉米（R-SpM）、黑麦草-双季饲用玉米（R-DM）和双季饲用玉米（DM）四种不同粮饲轮作模式,探讨不同粮饲轮作中干物质、粗蛋白产出量及N2O、CH4、NH3的排放量和排放特征,同时分析不同轮作模式的养分利用效率和土壤氮素表观平衡。以生产单位干物质和粗蛋白的气体排放通量为量化指标,在经济、环境、社会效益相统一的原则下,综合分析得到适合本区域的粮饲轮作优化模式,为“粮改饲”的持续有效进行提供技术支持。本文主要结果如下:（1）通过不同粮饲轮作模式的干物质产量和粗蛋白生产量的测算,得出R-DM轮作模式最优,其年均干物质产量和粗蛋白产出量分别达到33320和2579 kg·hm-2,比传统轮作模式W-SuM分别增加了13.2%和12.1%;同时R-DM轮作模式的干物质偏生产力和粗蛋白偏生产力也是最高的,其年均干物质偏生产力和粗蛋白偏生产力分别达到78.4和5.84 kg·kg-1,比传统轮作模式W-SuM分别增加了16.6%和13.2%。（2）不同粮饲轮作模式下氨挥发的年内季节性分布也存在明显差异,其中R-DM及R-SpM轮作模式氨挥发的春季贡献率要大于夏秋季,春季贡献率范围为53%59%。DM轮作模式的氨挥发主要发生在夏秋季,该轮作模式和W-SuM、R-SuM轮作模式的氨挥发春季贡献率均低于夏秋季,夏秋季贡献率为57%74%。不同粮饲轮作的氨挥发累积量和NH3-N损失系数范围分别为13.4323.77 kg·hm-2和4.25.6%,其顺序均为R-DM>W-SuM>R-SpM>R-SuM>DM。（3）不同轮作模式下N2O、CH4排放具有明显的季节性排放特征,各轮作模式均在施肥灌水后和土壤含水量升高情况下出现显著的排放或吸收峰值。N2O累积排放量表现为R-DM>W-SuM>R-SuM>DM>R-SpM,CH4累积吸收量表现为R-DM>R-SuM>DM>R-SpM>W-SuM。（4）综合分析不同轮作模式的氮素表观损失和生产作物植株粗蛋白带来的环境效应,发现黑麦草-双玉米轮作方式具有较高的氮肥效率;同时其产出单位粗蛋白造成的NH3-N损失量和增温潜势排放强度也较低,由此得出该轮作模式的环境风险较低。综上所述,黑麦草-双季饲用玉米轮作模式在粗蛋白、干物质产量上具有较高的生产能力,且干物质、粗蛋白偏生产力较高同时具有较高的氮肥效率和较低的环境风险,因此,黑麦草-双季饲用玉米轮作模式是华北地区粮改饲计划中较为适宜的轮作模式。